赵福真第章_吸收.ppt

* * 8.2.3.2传质过程的限度（1） 若保持液相浓度 x 不变，气相浓度 y 最低只能降到与之相平衡的浓度 ye，即 ymin=ye； y x o ye=f(x) N y x ye xe 对吸收而言： 若保持气相浓度 y 不变，则液相浓度 x 最高也只能升高到与气相浓度 y 相平衡的浓度 xe，即 xmax=xe。 * * 传质过程的限度（2） 若保持液相浓度 x 不变，气相浓度 y 最高只能升到与之相平衡的浓度 ye，即 ymax=ye； 对解吸而言 若保持气相浓度 y 不变，则液相浓度 x 最低也只能降到与气相浓度 y 相平衡的浓度 xe，即 xmin=xe。 * * 传质推动力的表示方法可以不同，但效果一样。 (xe-x)：以液相摩尔分数差表示的传质推动力。 对吸收过程： (y-ye)：以气相摩尔分数差表示的传质推动力； 8.2.3.3传质过程的推动力 气液相际传质过程的推动力用气相或液相浓度远离平衡的程度来表征。 y x o ye=f(x) M y x ye xe （y-ye） （xe-x） * * 用煤油从苯–空气混合气体中吸收苯，入塔气体中含苯2%（体积），吸收后浓度降为0.01%（体积），入塔煤油中含苯0.02%（摩尔分数）。操作温度为50℃，压力为200 kN/m2操作条件下相平衡关系为 pe = 80x kN/m2。 吸收塔 混合气体, p1 排放气, p2 煤油，液, x2 富液, x1 例题（1） 求 ： （1）塔顶处气相推动力（以压差表示）；（2）若改善操作条件，提高吸收率，则出口液体浓度极限是多少？ * * 例题（2） * * 例题（3） 含溶质A 且摩尔分率为x=0.2的溶液与压力为 2atm, y=0.15的气体等温接触,平衡关系为：pe=1.2x，则此时将发生 过程。用气相组成和液相组成表示的总传质推动力分别为Δy= ，Δx= （摩尔分率）。如系统温度略有增高，则Δy将 。 * * 例题（4） 解： m= E/P =1.2/2=0.6 ye=mx =0.6×0.2=0.12 ； y-ye=0.15-0.12=0.03 xe=p/E=0.15/0.6=0.25； xe-x=0.25-0.2=0.05 若 t↑，m ↑ ，ye ↑ ，Δy ↓; 故：吸收；0.03，0.05，减少 * * 第8章 气 体 吸 收GAS ABSORPTION * * 本章重点： 吸收过程的气液相平衡关系 传质机理 传质速率 吸收塔的计算：物料衡算，吸收剂用量计算，塔径，填料层高度计算 * * 8.1.1.1 吸收定义： 吸收是化工生产中用来分离混合气体的一种重要单元操作。可分为物理吸收和化学吸收。 8.1 概述 物理吸收：吸收过程溶质与溶剂不发生显著的化学反应。如用水吸收二氧化碳、用水吸收乙醇或丙醇蒸汽、用洗油吸收芳烃等。 * * ●原理： 物理吸收是利用混合气中各组分在溶剂中的溶解度的差异分离气体混合物； 化学吸收则是以气体混合物各组分能否在溶剂中发生化学反应来分离混合气体。 化学吸收：溶质与溶剂有显著的化学反应发生。如用NaOH或Na2CO3溶液吸收CO2、用稀硫酸吸收氨等过程。化学反应能大大提高单位体积液体所能吸收的气体量并加快吸收速率。但溶液解吸再生较难。 * * 8.1.1工业吸收过程： 和解吸 含硫气体 * * 8.1.1.2 吸收操作实例：乙醇胺水溶液吸收二氧体 可以看出： 吸收操作的逆过程（即含溶质气体的液体，受到另一汽（气）相的作用使溶质与溶剂分离的过程）称为解吸。 吸收和解吸常是一对相伴的操作，吸收用以提取所需的物质，而解吸用以分离所需的物质与吸收剂，并使吸收剂再生而重复使用。 * * 8.1.2 吸收过程的目的 (1) 制取产品 用吸收剂吸收气体中某些组分而获得产品。如硫酸吸收SO3制浓硫酸，水吸收甲醛制福尔马林液，碳化氨水吸收CO2制碳酸氢铵等。 * * (2) 气体净化 一类是原料气的净化，即除去混合气体中的杂质，如合成氨原料气脱H2S、脱CO2等；另一类是尾气处理和废气净化以保护环境，如燃煤锅炉烟气，冶炼废气等脱除SO2，硝酸尾气脱除NO2等。 8.1.2 吸收过程的目的 * * ※由上面可知：采用吸收操作实现气体混合物的分离必须解决下列问题 （1）选择合适的溶剂，使能选择性地溶解某个（或某些）被分离组分； （2）提供适当的传质设备以实现气液两相的接触，使被分离组分得以自气相转移至液相； （3）溶剂的再生，即脱除溶解于其中的被分离组分以循环使用。 必须解决下列问题 * * 溶剂的性能，特别是溶剂与气体混合物之间的