化工原理（下册）（ 第三版） 教学课件 作者 张利锋闫志谦 编 第七章 吸收.pptVIP

尚辅网 尚辅网 尚辅网 图7－15 波纹填料 （a）元件 （b）组合单元填料 （c）填料层剖面及俯视图 尚辅网 三、填料支承装置 图7－16 填料的支承装置 尚辅网 图７－18 盘式分布器 （a）溢流式 （b）筛孔式 四、液体的分布装置 1.塔顶液体分布装置 图7－17 莲蓬式喷洒器 图７－19 齿槽式分布器 尚辅网 2.液体再分布器 图7－20截锥式再分配器 尚辅网 第五节 脱吸和吸收操作流程 一、脱吸 图7－21 脱吸操作示意图 B 尚辅网 二、吸收操作流程 1.吸收剂不再循环的流程 2．吸收剂部分循环流程 图7－22 吸收剂不再循环的吸收塔 图7－23 吸收剂部分再循环的吸收塔 1－吸收塔； 2－泵； 3－冷却器 尚辅网 3．吸收塔串联逆流吸收流程 图7－24 串联逆流吸收流程 1－吸收塔；2－贮槽；3－泵；4－冷却器 尚辅网 4．吸收与解吸联合流程 图7－25 部分吸收剂再循环的吸收与脱吸联合流程 1－吸收塔；2－吸收塔；3－泵；4－冷却器； 5－换热器；6－脱吸塔；7－贮槽 * * 尚辅网 第七章 吸 收 尚辅网 概 述 一、吸收的应用 吸收是分离气体混合物的单元操作。 在吸收操作过程中，能够溶解于液体中的气体组分称为吸收质（或溶质）；而不被吸收的气体称为惰性气体（或载体）；所用的液体称为吸收剂（或溶剂）；吸收操作所得到的液体称为溶液，其主要成分为吸收剂和溶质；剩余的气体为吸收尾气，其主要成分应为惰性气体，还含有残余的吸收质。 尚辅网 二、吸收目的和依据： 目的（1）分离混合气体以获得一个或几个组分。 （2）除去有害组分以净化气体。 （3）制取成品。 （4）废气处理、尾气回收。 依据：利用混合气体中各组分在该液体中溶解程度 的差异。 尚辅网 第一节 吸收的气液相平衡 一、相组成的表示方法 1．质量比 混合物中某两个组分的质量之比称为质量比，用符号ＸW（或ＹW）表示。 ＸW，Ａ（或YW，Ａ）＝ 尚辅网 2．摩尔比 混合物中某两个组分的物质的量之比称为摩尔比，用符号Ｘ（或Ｙ）表示。 ＸＡ（或YＡ）＝ 质量比与摩尔比之间的关系 ＸＡ（ＹＡ）＝ 尚辅网 二、气体在液体中的溶解度 加压和降温可提高气体的溶解度，对吸收操作有利；反之，升温和减压利于解吸操作。 尚辅网 三、亨利定律 １．在一定温度下，当总压强不很高（通常指总压小于500kPa）时，稀溶液上方气体溶质的平衡分压与该溶质在液相中的组成之间，存在着如下的关系： p*＝Ｅx 式中 　 p*——溶质在气相中的平衡分压，kＰa； 　　　x——溶质在液相中的摩尔分数； 　　　Ｅ——亨利系数，其数值随物系的性质及温 　　　度而异，单位与压强的单位一致。 尚辅网 讨论： 1）E的影响因素：溶质、溶剂、T 物系一定， 2）E大的，溶解度小，难溶气体 E小的，溶解度大，易溶气体 3）E的来源：实验测得；查手册 尚辅网 （1） 2.亨利定律其它形式 式中 c—单位体积溶液中溶质的量kmol／m3； H—溶解度系数，kmol／（m3·kPa）。 对于稀溶液，Ｈ值可由下式近似估算，即 Ｈ＝ —溶液的密度，kg／m3，对于很稀的溶液，可取纯溶剂的密度值； ＭS—溶剂的摩尔质量，kg／kmol。 式中 尚辅网 （2） y*＝mx 式中 y*—与液相成平衡的气相中溶质的摩尔分数； x—液相中溶质的摩尔分数； m—相平衡常数，无单位。 （3） Y*＝ 当溶液浓度很低时，分母趋 近于1，于是该式可简化为 Ｙ*＝mX 尚辅网 第二节 吸收过程的机理与吸收速率 一、传质的基本方式 1．流体中的分子扩散 分子扩散是物质在一相内部有浓度差异的条件下，由流体分子的无规则热运动而引起的物质传递现象。这种扩散发生在静止流体或滞流流体中相邻流体层间的传质。 2、涡流扩散 凭藉流体质点的湍动和漩涡来传递物质的现象，称为涡流扩散。 实际上，在湍流流体中，由分子运动而产生的分子扩散是与涡流扩散同时发挥着传递作用，这种扩散称为对流扩散，它与传热过程中的对流传热相类似。 尚辅网 二、吸收过程的机理 双膜理论的基本论点如下： （1）在气液两流体相接触处，有一稳定的分界面，叫相界面。在相界面的两侧附近各有一层稳定的气膜与液膜。吸收质是以分子扩散方式通过这两个膜层的。 （2）两相主体内浓度梯度皆为零，全部浓度变化集中在这两个膜层中，即阻力集中在两膜层之中。