化工原理 教学课件 作者 张宏丽周长丽闫志谦 编 第八章.pptVIP

尚辅网 尚辅网 化工原理 第八章 吸收 第一节 概述 一、吸收剂的选择 实践证明，吸收的好坏与吸收剂用量关系很大，而吸收剂用量又随吸收剂的种类而变。可见，选择吸收剂是吸收操作的重要环节。选择吸收剂时，通常从以下几个方面考虑： 1．溶解度 吸收剂对于溶质组分应具有较大的溶解度，这样可以加快吸收过程并减少吸收剂本身的消耗量。 2．选择性 吸收剂要在对溶质组分有良好吸收能力的同时，对混合气体中的其他组分却能基本上不吸收或吸收甚微，否则不能实现有效的分离。 第一节 概述 3．挥发度 操作温度下吸收剂的蒸汽压要低，即挥发度要小，以减少吸收过程中吸收剂的损失。 4．腐蚀性 吸收剂若无腐蚀性，则对设备材质无过高要求，可以减少设备费用。 5．黏性 操作条件下吸收剂的黏度要低，这样可以改善吸收塔内的流动状况从而提高吸收速率，且有助于降低输送能耗，还能减小传热阻力。 第一节 概述 6．其他 吸收剂还应具有较好的化学稳定性，不易产生泡沫，无毒性，不易燃，凝固点低，价廉易得等经济和安全条件。 实际生产中，满足上述全部条件的吸收剂是很难找到的，往往要对可供选择的吸收剂进行全面的评价以做出经济合理的选择。 第二节 吸收过程的相平衡关系 一、吸收中常用的相组成表示法 在吸收操作中气体的总量和液体的总量都随操作的进行而改变，但惰性气体和吸收剂的量始终保持不变。因此，在吸收计算中，相组成以比质量分数或比摩尔分数表示较为方便。 1．比质量分数与比摩尔分数 （1）比质量分数 混合物中某两个组分的质量之比称为比质量分数，用符号表示。即： （8-1） 第二节 吸收过程的相平衡关系 （2）比摩尔分数 混合物中某两个组分的摩尔数之比称为比摩尔分数，用符号（或）表示。即： kmolA/kmolB (8-2a) 如果混合物是双组分气体混合物时，上式则用与的关系表示为： kmolA/kmolB （8-2b） （3）比质量分数与比摩尔分数的换算关系 （8-3） 第二节 吸收过程的相平衡关系 式中 、 分别为混合物中、组分的千摩尔质量，kg/kmol 。 在计算比质量分数或比摩尔分数的数值时，通常以在操作中不转移到另一相的组分作为组分。在吸收中，组分是指吸收剂或惰性气，组分是指吸收质。 2．质量浓度与物质的量浓度 质量浓度是指单位体积混合物内所含物质的质量。对于组分,有 （8-4） 式中 ——混合物中组分的质量浓度，㎏/m3； ——混合物的总体积，m3。 第二节 吸收过程的相平衡关系 物质的量浓度是单位体积混合物内所含物质的量（用千摩尔数表示）。对于气体混合物，在压强不太高、温度不太低的情况下，可视为理想气体，则组分，有 （8-5） 式中 ——混合物中组分的物质的量浓度，kmol/m3。 第二节 吸收过程的相平衡关系 二、气液相平衡关系 吸收的相平衡关系，是指气液两相达到平衡时，被吸收的组分（吸收质）在两相中的浓度关系，即吸收质在吸收剂中的平衡溶解度。 1．气体在液体中的溶解度 在恒定的压力和温度下，用一定量的溶剂与混合气体在一密闭容器中相接触，混合气中的溶质便向液相内转移，而溶于液相内的溶质又会从溶剂中逸出返回气相。随着溶质在液相中的溶解量增多，溶质返回气相的量也在逐渐增大，直到吸收速率与解吸速率相等时，溶质在气液两相中的浓度不再发生变化，此时气液两相达到了动平衡。平衡时溶质在气相中的分压称为平衡分压，用符号 表示；溶质在液相中的浓度称为平衡溶解度，简称溶解度；它们之间的关系称为相平衡关系。 第二节 吸收过程的相平衡关系 相平衡关系随物系的性质、温度和压力而异，通常由实验确定。图8-1是