化工原理课件吸收-1-2012(精品·公开课件).ppt

相平衡关系在吸收过程中的应用 1、判断过程进行的方向 y ? y*或 x* x 或 A由气相向液相传质，吸收过程 平衡状态 A由液相向气相传质，解吸过程 吸收过程： y · P y x · · A B C x y* y* y 2 确定传质过程的推动力 表示吸收推动力 表示解吸推动力。 气、液相组成分别以p，c 表示， 吸收推动力为 · A P Y Y* X X* 3、指明过程进行的极限 过程极限：相平衡 1. 逆流吸收，塔高无限 2. 逆流吸收，塔高无限 V，y2 V，y1 L，x2 L，x1 【例1】含有30％（体积）CO2的某种混合气与水接触，系统温度为30℃，总压为101.33kPa。试求液相中CO2的平衡浓度ce？ 已知：P总＝101.33kPa，y＝0.3，查表2-1得30℃时CO2在水中的亨利系数E＝1.88×105kPa 解题思路： c*=H ·p p= P总·y（道尔顿分压定律） （H～E关系） 解：由于总压不高，适用于亨利定律c*=H ·p 由道尔顿分压定律可知， CO2在气相中的分压为 p = P总·y =101.33×0.3=30.4kPa 由H～E关系 30℃时CO2在水中的亨利系数 E =1.88×105kPa 因CO2是难溶于水的气体，因而溶液的浓度很低， 溶液密度和摩尔质量可按纯水计算， 即ρ=1000kg/m3, Ms=18 代入公式中可得 【例2】 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：p*=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 。 如系统总压略有增大，则Δx将 。 解题思路： （1）若 y y* x x*时为吸收过程 ，反之为解吸过程 （2） （3）若 t ↑，m↑， y* ↑， Δy↓ 已知条件：x=0.2，p=2，y=0.15，E=1.2 m=E/P y ? y* x ? x* y* =mx x* =y/m m=0.6 y* =0.12 x* =0.25 （4）若 P↑，m↓， x* ↑，Δx↑ Δy =y- y* =0.03 Δx = x* -x=0.05 * 这节课讲的是化工原理下册第二章吸收。气体吸收是典型的化工单元操作过程。 * 首先介绍本章第一个知识点 对于吸收的定义可细化为三部分来理解。 * 吸收过程通常在吸收塔中进行。根据气液两相流动的方向分为逆流操作和并流操作，工业生产中以逆流操作为主。通过吸收操作后，吸收液仍然是溶质与溶剂的混合液。工业中要得到较纯的气体溶质或使吸收剂再生后循环使用，大多要将吸收液进行解吸。 * 由吸收和解吸两个过程组成。虚线左边的为吸收部分，在吸收塔中混合气中的苯溶解于洗油中，吸收了粗苯的洗油从塔底排出，被吸收后的煤气由吸收塔顶排出。虚线右侧的为解吸部分。在解吸塔中，粗苯由液相释放出来，并被水蒸气带出，经冷凝分层后获得粗苯产品，解吸出粗苯的洗油经冷却后可再送回吸收塔循环使用。 * 若溶质在气液两相中的摩尔分率均较低（通常不超过0.1），这种吸收称为低浓度吸收 气体溶质溶解于液体时，常由于溶解热或化学反应热产生热效应，这种吸收称为非等温吸收。若吸收过程的热效应很小，或虽然热效应较大，但吸收设备的散热效果好，能及时移出吸收过程所产生的热量，此时液相的温度变化并不显著，这种吸收成为等温吸收。 * 吸收过程的气液平衡关系是研究气体吸收过程的基础。 * 吸收操作是依据气体在液体中的溶解度的差异来进行分离的。接着介绍的是溶解度的概念及其影响因素。 * 亨利定律有多种不同的表达方式。 稀溶液上方的溶质分压与该溶质在液相中的摩尔分率成正比，比例系数为亨利系数， * 上面所介绍的4中表达式是根据液相组成来计算与之平衡的气相组成。同理也可以根据气相组成来计算与之平衡的液相组成。具体的公式可参照课本。 * 由于自发进行的过程总是从非平衡态向平衡态转化。 吸收 吸收过程概述与气液平衡