化工原理第七章吸收修改2课件.pptVIP

1 第七章 气体吸收 Gas Absorption 2 第七章 吸 收 第一节 概述 第二节 气—液平衡 第三节 吸收机理与吸收速率 第四节 吸收塔的计算 3 本章重点 1、亨利定律及各种表达式和相互间的关系； 2、菲克定律及其应用； 3、双膜理论及总吸收速率方程； 4、吸收过程的物料衡算及操作线方程； 5、最小液气比概念及吸收剂用量的计算； 6、填料层高度及其传质单元数的计算； 7、吸收塔的设计计算。 4 第一节 概述 一、什么是吸收 二．吸收目的 三．吸收分类 四．吸收设备、流程 五．吸收剂的选择 5 第一节 概述 一、什么是吸收？ 利用气体混合物中各组分在液体溶剂中溶解度的差异来分离气体混合物的操作称为吸收。 6 二．吸收目的 第一节 概述 7 第一节 概述 三．吸收分类 8 第一节 概述 1、吸收设备-----塔设备 四．吸收设备、流程 9 10 2．吸收流程 第一节 概述 11 第一节 概述 （3）吸收剂在吸收塔内再循环流程 （4）吸收-解吸流程 12 13 用洗油吸收苯系物质的吸收与解吸流程 煤气脱苯吸收操作流程 14 从合成氨原料气中回收CO2的流程 15 五．吸收剂的选择 1．溶解度 对溶质组分有较大的溶解度 2．选择性 对溶质组分有良好的选择性， 即对其它组分基本不吸收或吸收甚微， 3．挥发性 应不易挥发 4．粘性 粘度要低 5．其它 无毒、无腐蚀性、不易燃烧、不发泡、 价廉易得，并具有化学稳定性等要求。 16 第二节吸收过程的气—液平衡 一、气体的溶解度 二、吸收极限——相平衡 三、亨利定律 四、气液两相传质的方向 17 一．溶解度 第二节吸收过程的气—液相平衡 18 19 二、吸收极限——相平衡 当吸收剂中浓度达饱和时，任何时刻进入液相 中的溶质分子数等于从溶液中送出的到气相中的溶 质分子数，即气相中和液相中溶质分子不再发生变 化，称两相动态平衡——相平衡。 达到相平衡时，吸收操作已达极限程度，如不改 变条件，再操作多少时间，溶质不会再被吸收剂吸收，吸收操作便可停止。 第二节吸收过程的气—液相平衡 20 第二节吸收过程的气—液相平衡 三、亨利定律 对于稀溶液，有 21 亨利定律的其他形式： E越大，表明溶解度越小； E随温度变化而变化， T，E， m越大，表明溶解度越小； m随温度、总压变化而变化， T，m，P，m 第二节吸收过程的气—液相平衡 22 四、气液两相传质的方向与传质极限 推动力 y-ye 或 xe-x 注意推动力不等于y-x！ 23 求下列五种情况下的传质方向 在常压下及25℃下，气相co2的组成0.05（摩尔分率），现将 此混合气体分别与以下几种溶液接触：⑴浓度为10-3kmol/m3 的co2水溶液；⑵浓度为1.09×10-3kmol/m3的co2水溶液； ⑶ 浓度为3×10-3kmol/m3的co2水溶液；⑷气相压力还保持常压， co2的组成仍为0.05，而温度降为0℃，将此种气体与浓度为 3×10-3kmol/m3的co2水溶液相接触；⑸气相压力为5×105pa， 温度为25℃，co2组成仍为0.05，将气相与浓度为3×10-3 kmol/m3的co2水溶液相接触。 24 解：对于题中规定的气液两相条件，判别过程进行的方 向和极限。 首先计算与气相浓度呈平衡是的液相浓度。 ⑴ 查常压下25℃下，co2在水中的 亨利系数 E=164mpa， 平衡常数 m=E/P=1640， 当气相浓度y=0.05时，与其平衡的液相浓度 x*=y/m=3×10-3 而实际的液体浓度 c=10-3kmol/m3 水密度为 ρ=1000kg/m3 则 x=c/(ρ/ms)= 10-3/(1000/18)=1.8×10-5 25 由于液相中co2的浓度下于与气相呈平衡的液相浓 度x*，故两相接触时，将有部分co2从气相转入液相， 此过程为吸收。 同理对⑵、⑶、⑷、⑸四种情况计算，计算后将5 种情况结果列于表中 26 小结 亦可通过比较气相组成y与液相呈平衡时的气相浓度y* 的值的大小来进行判别，y y*，则为吸收过程；y y*， 则为解吸过程。 1、气液两相传质的方向与极限：若溶质在液相主体中 的实际浓度为x，与接触的气相呈平衡的液相浓度为 x*，则当x x*，发生吸收，x x*，解吸，x= x*，平 衡状态，此时传质推动力为0，传质过程停止，即达 到极限状态。 27 2、影响吸收过程