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化工传质与分离过程 第二章 吸收概述 第二章 吸收概述 第二章 吸收概述主要内容 ①吸收过程中气液相平衡关系表示方法?②吸收过程的传质机理?③吸收过程传质模型及传质速率表达?④吸收操作的物料衡算?⑤填料层高度的计算方法?⑥解析过程计算?⑦传质设备，填料吸收塔设计 第二章 吸收2.1气-液相平衡溶解度 第二章 吸收2.1气-液相平衡亨利定律 第二章 吸收2.1气-液相平衡吸收剂选择 作业 P142：1 第二章 吸收概述吸收举例 第二章 吸收概述吸收与精馏的差异 第二章 吸收2.1.2亨利定律H与E的关系 第二章 吸收2.1.2亨利定律m与E的关系 第二章 吸收2.1.2亨利定律用X和Y表示 * * 吸收处理对象 吸收基本原理 吸收分类 吸收目的： 气体混合物 各组分溶解度差异 物理吸收： 化学吸收： 气体混合物各组分能否在溶剂中发生化学反应 制取产品及回收有用物质，如用水吸HCL气体制取盐酸。 净化气体：原料气净化，防止污染。 制备溶液 物理，化学吸收 单组分，多组分吸收 等温，非等温吸收 关于吸收的几个概念 吸收与精馏的差异 吸收举例： 混合气体（A+B) 吸收剂S 吸收尾气（B＋少量A） 吸收液（A＋S） 吸收塔 溶质A 载体或惰性气体B 吸收过程的方向和限度 溶质在相平衡中的平衡关系 溶质实际分压平衡分压，从气相到液相，吸收 溶质实际分压平衡分压，从液相到气相，解吸 溶解度 溶质在液相中的饱和浓度——平衡关系 溶解度的影响因素： 同样浓度的溶液：易溶气体上方的分压小，难溶气体上方的分压大 同样温度、分压下：易溶气体（如氨）在液相（如水）溶解度大 同一溶剂（如水），不同溶质（如氨、H2S、氧）溶解度不同 温度影响：同一溶质，温度升高，溶解度减少 溶解度曲线规律反映： 加压和降温提高气体溶解度，有利于吸收 减压和升温提高气体溶解度，有利于解吸 亨利定律的条件：总压不太高（如小于0.5MPa）、稀溶液 亨利定律不同表达形式 p*=Ex，理想溶液，则p*=p0x，即E＝p0 表2-1：难溶气体的E值大；温度升高，E值增大 X 摩尔分率 E 亨利系数 C 体积摩尔浓度 H 溶解度系数 p*=c/H H与E的关系式 难溶气体，H值小；温度升高，H值减小 x ,y 摩尔分率 m 相平衡常数 y*=mx m与E的关系式 m=E/P 难溶气体，m值大；温度升高、总压P下降，则m值增大 X ,Y 摩尔比 p-x关系 p-c关系 x-y关系 X-Y关系 例2-1，2-2，P75～76 溶解度 溶质A较大溶解度；操作条件改变，溶解度变化大 选择性 对溶质A溶解度大、惰性组分B的溶解度小 挥发度 溶剂S的挥发度小，或基本不挥发 粘性 溶剂S的粘性小，有利于流体流动 其它 无毒、无腐蚀性、不易燃、不发泡、价廉、化学稳定 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 共同点： 分离均相混合物，气-液传质 差异： 产生第二个物相 精馏：加热或冷却，混合物体系内部产生 吸收：外界引入另一相（如吸收剂） 精馏：直接可获得较纯的轻、重组分 吸收：不能直接获得较纯的溶质，需再次分离操作 精馏：接近饱和温度下操作，轻、重组分传递方向相反，即双向传质 吸收：远离饱和温度下操作，溶剂无显著汽化，溶质进入液相，即单向传质 若 溶液浓度c kmol(A)/m3、密度ρ kg/m3,溶质A和溶剂S分子量分别为MA和MS 则1m3溶液中，A为c kmol, ρkg 溶液，溶剂S为： 若 系统总压P 则 溶质分压 p=Py , 即 p*=Py* 代入 p*=Ex 得 Py*=Ex 与 y*=mx 比较，得m=E/P 用X、Y表示相平衡目的 吸收时假定惰性组分B不进入液相，溶剂S没有显著挥发 在吸收塔截面上，B和S的摩尔流量不变 以B和S的量作基准表示A分别在气相、液相中的浓度，可简化吸收计算 X、Y定义 用X、Y表示相平衡 *