化工原理-PPT-吸收课件.ppt

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1、第八章吸收第一节概述使混合气体与选择的某种液体相接触时,利用混合气体中各组分在该液体中溶解度的差异,有选择的使混合气体中一种或几种组分溶于此液体而形成溶液,其它未溶解的组分仍保留在气相中,以达到从混合气体中分离出某些组分的目的。吸收塔混合气体溶液尾气吸收剂吸收定义依据：利用混合气体中各组分在液体中溶解程度的差异,溶解程度大的被吸收,难溶的则被留下了。作用：（1）原料气的净化。（2）有用组分回收。（3）制备有用溶液。（4）废气治理。吸收的依据和目的必须解决问题：1、选择合适的吸收剂；2、提供合适的气液传质设备；3、吸收剂的再生循环使用。

2、吸收塔解吸塔工业吸收过程从合成氨原料气中回收CO2的流程1、板式塔2、填料塔吸收设备中气液两相接触方式吸收剂的选择1溶解度溶解度越大，吸收速率越大,吸收剂用量越越少。2选择性吸收剂要对溶质组分有良好的吸收能力,对其它组分基本上不吸收,或吸收甚微,否则不能实现有效的分离。3挥发度挥发度越大,则溶剂损失量越大,分离后气体中含溶剂量也越大。4粘度粘度越小,流动性越好,吸收速率越大,泵的功耗越小,且传质阻力减小。5其它要求无毒,无腐蚀性,不易燃,不发泡,冰点底,价廉易得,具有化学稳定性。按是否有化学反应分:物理吸收、化学吸收按有无明显温度变化

3、分:等温吸收、非等温吸收按组分数分:单组分吸收、多组分吸收按浓度分:低浓度气体吸收、高浓度气体吸收本章主要讨论:低浓度单组分等温的物理吸收。吸收操作的分类相组成表示法气相组成表示——y，Y，p,P，C`M液相组成表示——x，X,，CA，CM1.摩尔浓度——单位体积混合物中所含溶质的kmol数CA=[kmol/m3][kmol/m3]CM=2.摩尔分数xA=(液相中)yA=(气相中)3.比摩尔分数(液相中)(气相中)第二节吸收相平衡关系气体的溶解度在一定温度与压力下，溶质气体最大限度溶解于溶剂中的量，即溶解度。气体溶解示意图溶解度曲线—

4、—平衡曲线若固定温度、压力不变，测得某动平衡下，溶液上方氨的分压为，此时溶于水的氨的浓度为，将这个点，标绘在图上，即得在一定温度、压力下的溶解度曲线。p*cA(或xA)O2SO2NH3(30℃)(10℃)平衡溶解度由此图可知，要得到一定浓度的溶液，易溶气体所需分压低，难溶气体所需分压高，即p*O2>p*SO2>p*NH3，溶解程度NH3>SO2>O2当总压不高时,在一定温度下,稀溶液上方气体溶质的平衡分压与溶质在液相中的摩尔分数成正比,这就是亨利定律。其表达式为:p*=ExE:亨利系数,由实验测定，单位与压强单位一致。TE溶解度

5、在同一溶剂中，难溶气体的E值很大，易溶气体的E值则很小。亨利定律亨利定律示意图相平衡关系在吸收过程中的应用pApA*PxAxA*pApA*xAxA*Q判别过程的方向x=0.05y=0.1y*=0.94xy*=0.94×0.05=0.047>y吸收x*=0.1/0.94=0.106>x吸收x=0.1y=0.05y*=0.1×0.94=0.094>y解吸x*=0.05/0.94=0.053

6、Y`*-YX`-X`*3、判断过程进行极限吸收塔VY1LX1VY2LX2设塔足够高：L减小，X1增大，X1max=X1*=Y1/m;L增大,Y2减小,Y2min=Y2*=mX2吸收机理（对比传热过程）1溶质由气相主体传递到相界面气相一侧（气相内物质传递）2溶质跨越相界面——溶解而进入液相3溶质由界面液相一侧转移到液相主体（液相内物质传递）分子扩散：在一相内部有浓度差的条件下，由于分子的无规则热运动而造成的物质传递现象。菲克定律DAB:扩散系数,m2/s；dCA/dz:物质A的浓度梯度,kmol/m4;JA:分子扩散通量，kmol/(m

7、2·s)分子扩散和菲克定律气相中的稳定分子扩散1、等分子反向扩散2、一组分通过另一停滞组分的扩散液相中的稳定分子扩散液相中的扩散速度远远小于气相中的扩散速度，而且发生等分子反向扩散的机会很少，一组分通过另一停滞组分的较多见。扩散系数均由实验测定。1、涡流扩散凭藉流体质点的湍动和旋涡来传递物质的现象。2、对流传质发生在流动着的流体与相界面之间的传质过程。在滞流内层主要是分子扩散。在过渡层既有分子扩散,也有对流扩散。在湍流主体中主要是对流扩散,阻力很小,可以忽略,即认为浓度一致。对流传质两相间传质的双膜理论扩散方向相界面气膜液膜气相主体液

8、相主体ZGZLpAcApiciGL双膜理论基本论点：1.当气液两相接触时，两相之间有一稳定的相界面。在界面两侧各有一很薄的有效层流膜层，吸收质以分子扩散方式通过此两膜层。2.在相界面上，气液两相成平衡。3.在膜层外的主体