第二节吸收过程相平衡一吸收平衡28课件.pptxVIP

第二节吸收过程相平衡一、吸收平衡（一）吸收中常用的相组成表示法1、质量比混合物中两组分的质量之比——质量比，以Xw、Yw表示2、摩尔比混合物中两组分的摩尔数之比——摩尔比，用X、Y表示

3、质量比与摩尔比的换算或吸收操作中，气相和液相总量均随吸收过程进行而改变，但惰性气体和溶剂的量认为保持不变；若上式中A—吸收质B—惰性气体或溶剂则:而——可简化吸收计算

（二）平衡关系气体在液体中的溶解度Solubilityofgasinsolution在一定的温度与压力下，使定量的吸收剂与混合气体接触，溶质便向液相转移，直至液相中溶质达到饱和—相平衡；平衡时，液相中溶质的浓度称为平衡浓度或饱和浓度，即气体在液体中的溶解度；平衡时，气相中溶质的分压称为平衡分压溶解度：在一定的温度和压力下，气液相达平衡时，定量吸收剂所能溶解的吸收质的最大数量。它是吸收过程的极限。习惯上用单位质量（或体积）的液体中所含溶质的质量来表示。

溶解度曲线图氨在水中的溶解度(solubilityofNH3inwater)图二氧化硫在水中的溶解度(solubilityofSO2inwater)

图氧在水中的溶解度(solubilityofo2inwater1.在同一溶剂中，不同气体的溶解度有很大差异(吸收分离的依据);2.同一溶质在相同的温度下，随着气体分压的提高，在液相中的溶解度加大;3.同一溶质在相同的气相分压下，溶解度随温度降低而加大由上述可知：加压和降温可以提高气体的溶解度，对吸收操作有利；反之，升温和减压对解吸操作有利。溶解度曲线规律：

2、亨利定律(Henry’slaw)亨利定律：描述互成平衡的气、液两相间组成的关系。当总压不高时，在一定温度条件下，稀溶液上方气体溶质的平衡分压与其在液相中摩尔分率成正比。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Henryconstant,单位与压强单位一致，其数值随物系特性及温度而变SolubilityE～

式—单位体积溶液中溶质的摩尔数，即液相中溶质的摩尔浓度；kmol/m3；H—溶解度系数，kmol/(m3·kPa)。溶解度系数的数值随物系、温度而变。对一定的溶质和溶剂，H值随温度升高而减小。易溶气体有很大的H值，难溶气体的H值很小。亨利定律的其它表达式（1）

对于稀溶液，H值可由下式近似估算，即：式中ρ—溶液的密度，kg／m3；Ms—溶剂的摩尔质量。

y*＝mx式中：y—与液相成平衡的气相中溶质物质的量的分数；m—相平衡常数，分配系数.Dimensionless（2）

p*＝Exy*＝mx式可由式两边除以系统的总压P得到，即：在吸收计算中，为方便起见，常采用摩尔比Y与X分别表示气、液两相的组成。

当溶液很稀时，上式可近似表示为：Y*＝mX上式表明，当液相中溶质含量足够低时，平衡关系在X-Y坐标图中也可近似的表示成一条通过原点的直线，其斜率为m。——吸收平衡线（3）

小结：（1）常数E、m数值越小，H越大，表明可溶组分的溶解度越大或者说溶剂的溶解能力越大；（2）温度上升，亨利系数E增大，气体的溶解度降低；（3）难溶气体的E值很大；（4）易溶气体的E值很小。

（三）相平衡关系在吸收操作中的应用1.选择吸收剂和确定适宜的操作条件加压和降温均可使m值降低，溶剂对溶质的溶解度增大，有利于吸收操作。2.判断过程进行方向根据气、液两相的实际组成与相应条件下平衡组成的比较，可判断过程进行的方向。If传质过程从气相到液相If传质过程从液相到气相

3.计算过程推动力气相或液相的实际组成与相应条件下的平衡组成的差值可表示传质的推动力。对于吸收过程，传质的推动力为或4.确定过程进行的极限平衡状态即过程进行的极限。对于逆流操作的吸收塔，无论吸收塔有多高，吸收剂用量有多大即:相平衡限定了尾气离开吸收塔的最低组成和吸收液离开塔时的最高组成。

相平衡关系在Y－X坐标图上的表达YXoY*=f(X)BY1X1X2Y2TYXX*Y*PY-Y*X*-Xx2x1y1y2