化工原理 第八章 气体吸收课件.pptVIP

8.1 概述（Introduction） 利用混合气体中各组分(component)在某液体溶剂中的溶解度(solubility)的差异而分离气体混合物的单元操作称为吸收。吸收操作时某些易溶组分进入液相形成溶液(solution)，不溶或难溶组分仍留在气相(gas phase)，从而实现混合气体的分离。 吸收质或溶质(solute)：混合气体中的溶解组分，以A表示。 惰性气体(inert gas)或载体：不溶或难溶组分，以B表示。 吸收剂(absorbent)：吸收操作中所用的溶剂，以S表示。 吸收液(strong liquor)：吸收操作后得到的溶液，主要成分为溶剂S和溶质A。 吸收尾气(dilute gas)：吸收后排出的气体，主要成分为惰性气体B和少量的溶质A。 吸收过程在吸收塔中进行，逆流操作吸收塔示意图如右所示。 一、吸收操作的用途： (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，用水吸收氯化氢制盐酸等 。 (2) 分离混合气体 吸收剂选择性地吸收气体中某些组分以达到分离目的。例如石油馏分裂解生产出来的乙烯、丙烯，还与氢、甲烷等混在一起，可用分子量较大的液态烃把乙烯、丙烯吸收，使与甲烷、氢分离开来 。 (3) 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。 物理吸收(physical absorption)：吸收过程溶质与溶剂不发生显著的化学反应，可视为单纯的气体溶解于液相的过程。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。 化学吸收(chemical absorption)：溶质与溶剂有显著的化学反应发生。如用氢氧化钠或碳酸钠溶液吸收二氧化碳、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。 单组分吸收：混合气体中只有单一组分被液相吸收，其余组分因溶解度甚小其吸收量可忽略不计。 多组分吸收：有两个或两个以上组分被吸收。 非等温吸收：体系温度发生明显变化的吸收过程。 等温吸收：体系温度变化不显著的吸收过程。 低浓度吸收：溶质在气液两相中的摩尔分数不超过0.1。 8.2 吸收过程的相平衡关系 8.2.1 气体在液体中的溶解度 气体的溶解度 在温度和压力一定的条件下，平衡时的气、液相组成具有一一对应关系。 平衡状态下气相中溶质的分压称为平衡分压或饱和分压，与之对应的液相浓度称为平衡浓度或气体在液体中的溶解度。这时溶液已经饱和，即达到了它在一定条件下的溶解度，也就是指气体在液相中的饱和浓度，习惯上以单位质量（或体积）的液体中所含溶质的质量来表示，也表明一定条件下吸收过程可能达到的极限程度。 在一定温度下达到平衡时，溶液的浓度随气体压力的增加而增加。如果要使一种气体在溶液中里达到某一特定的浓度，必须在溶液上方维持较高的平衡压力。 气体的溶解度与温度有关，一般来说，温度下降则气体的溶解度增高。 8.2.2 亨利定律（Henry’s law） 亨利定律其它表示方法 亨利定律 8.3 吸收传质机理与吸收速率 平衡关系只能回答混合气体中溶质气体能否进入液相这个问题，至于进入液相速率大小，却无法解决，后者属于传质的机理问题。本节的内容是结合吸收操作来说明传质的基本原理，并导出传质的速率关系，作为分析吸收操作与计算吸收设备的依据。 气体吸收是溶质先从气相主体扩散到气液界面，再从气液界面扩散到液相主体的传质过程。 8.3.1 气液相际传质理论 传质过程的方向 传质过程的方向 二、传质过程的限度 传质过程的限度 三、传质过程的推动力 双膜理论 总传质阻力为气膜传质阻力与液膜传质阻力之和 8.4 低浓度气体吸收塔的计算 吸收（或解吸）塔的计算 8.4.1 吸收塔的物料衡算与操作线方程 一、吸收塔的物料衡算与操作线方程 吸收塔的物料衡算与操作线方程 吸收塔的物料衡算与操作线方程 吸收塔的物料衡算与操作线方程 8.4.2 吸收剂用量的确定 吸收剂用量的确定 吸收剂用量的确定 5 低浓度难溶气体的逆流吸收过程，若其他操作条件不变，仅入塔气量有所下降，则：液相总传质单元数将_____; 液相总传质单元高度将______； 气相总传质单元数将_______；气相总传质单元高度将______；操作线斜将_____． Ａ. 增加；Ｂ. 减小；Ｃ. 基本不变；Ｄ. 不确定； 答案：Ｃ；Ｃ；Ａ；Ｂ；B 6 操作中的吸收塔，当其他操作条件不变，仅降低吸收剂入塔浓度，则吸收率将 ；又当用