化工单元操作模块八吸收.ppt

专业资源库《化工单元操作》化工单元操作主讲人刘绚艳模块八吸收任务二获取吸收知识（1）单组分吸收；（2）溶剂的蒸气压很低，气体中不含溶剂蒸气。类比：吸收气液相物质传递气液相平衡关系差异1.1吸收讨论对象：1.2吸收推动：已知：传热热量传递温度差1.3相组成表示法（A+B混合物）wA=mA/m wB=mB/mwA+wB=1（1）质量分数xA=nA/n xB=nB/nxA+xB=1（2）摩尔分数一、吸收气液相平衡由质量分数求摩尔分数（3）两者的关系由摩尔分数求质量分数（4）气体混合物的相组成将x改为y气相：液相：(5)摩尔比:用X或Y表示吸收气液相平衡1.4什么是气液相平衡？（1）定义：混合气体和溶剂在一定温度和压力下，经长期充分接触后，达到一种动态平衡，即：吸收速率=解吸速率。这种状态被称为气液相平衡。（2）气液相平衡浓度：溶解度xe（平衡浓度ce）：溶质在溶液的浓度；平衡分压pe：溶质在气相的浓度。吸收气液相平衡影响因素：物种、分压、总压、温度总结：低温高压有利于吸收，高温低压有利于解吸。T↗→溶解度↙P↗→溶解度↗吸收气液相平衡1.5气液相平衡时气液两相浓度的关系—亨利定律：（1）亨利定律：×××××××体系（一定温度）：理想气体：混合气体总压不高（P5atm）；理想溶液：稀溶液。×—溶质分子?—惰性气体分子吸收气液相平衡C、对很稀的溶液：吸收气液相平衡易溶气体E小，难溶气体E大。实验数据：t↑→E↑、溶解度↓结论：吸收宜采用溶解能力强、选择性好的溶剂。提高操作压力，降低操作温度，对吸收有利；升温和减压则有利于解吸操作。2.1过程方向的判定：●当YY*=m·X(orxxe)时，过程为吸收过程。●当YY*=m·X(orxxe)时，过程为解吸过程。二、吸收过程推动力2.2过程的推动力—浓度差的计算：●以气相分压差表示的吸收过程的推动力：⊿p=p-pe●以液相浓度差表示的吸收过程的推动力：⊿x=xe-x(⊿y=y–ye)(⊿c=ce–c)吸收过程推动力2.3确定过程的极限：吸收塔混合气体,p1净化气,p2,min吸收剂,x2出塔气体浓度最低值：p2,min离塔液体浓度最高值：x2,maxP2,min=E·x2富液,x1,max实际生产中：p2p2,minx1x2,max受相平衡关系的限制吸收过程推动力三、吸收剂用量3.1为何要确定L？操作费有影响L设备尺寸（Ｚ、D）吸收塔V,Y1V,Y2L,X2L,X1YY1Y20XABX1X2相平衡线Ye=f(X)操作线DC吸收剂用量设计时，qV一定（生产任务一定）：吸收剂的单位耗用量or液气比。AC线：L↗→(L/V)↗→(Xe-X)↗→吸收推动力↗→NA↗→设备尺寸↙→设备费用↙；但溶剂再生费↗，动力消耗↗→操作费用↗。AD线：L↙→(L/V)↙→(Xe-X)↙→吸收推动力↙→NA↙→设备尺寸↗→设备费用↗；但溶剂再生费用↙，动力消耗↙→操作费用↙。吸收剂用量YY1Y20XABX1X2相平衡线Ye=f(X)操作线DC3.2吸收剂X2的选择及X2,maxX2过高，△X减小，塔高增加。X2过低，吸收剂再生难，再生设备和再生费用增大X2优化问题？塔顶，Y2与X2e平衡。显然X2必须低于X2e才能达到规定的分离要求。所以，X2e是最高允许浓度。YY20AX2eYe=mX操作线X2e=Y2/mX吸收剂用量3.3最小液气比(L/V)min：AD线：L↙→(L/V)↙→D点上，L=Lmin，X=Xe，⊿X=0，吸收推动力=0，吸收所需接触面积为无穷大，L最小，其液气比称为最小液气比(L/V)min。YY1Y20ABX1X2Ye=mX操作线DXe,1=Y1/mX3.4怎样确定Lmin？当Ｙe=mＸ（体系服从亨利定律）：吸收剂用量×××××××填料表面气液界面溶质分子