吸收小结,没看课件.ppt

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1、【定义】利用混合气中各组分在溶液中溶解度差异而使气体混合物中各组分分离的单元操作称为吸收。【吸收操作的依据】混合物各组分在某种溶剂(吸收剂)中溶解度(或化学反应活性)的差异。第七章吸收总结吸收塔操作示意图7.1.2吸收过程的分类1、物理吸收和化学吸收【物理吸收】在吸收过程中溶质与溶剂不发生化学反应,称为物理吸收。【化学吸收】如果在吸收过程中,溶质与溶剂发生化学反应,则此吸收操作称为化学吸收。4、低浓度吸收与高浓度吸收【高浓度吸收】通常根据生产经验,规定当混合气中溶质组分A的摩尔分数大于0.1,且易于吸收时,称为高浓度吸收;【低浓度吸收】如果溶质在气液两相中摩尔分数均小于0.1时,吸收称为低浓

2、度吸收。(2)平衡分压气液平衡时,气相中溶质的分压为平衡分压。(3)相平衡关系平衡时溶质组分在气液两相中的浓度关系为相平衡关系。(4)溶解度曲线气液相平衡关系用二维坐标绘成的关系曲线称为溶解度曲线。(1)饱和浓度气液平衡时,溶质在液相中的浓度为饱和浓度(平衡溶解度)。温度的影响加压和降温对同一溶质,在相同的气相分压下,溶解度随温度的升高而减小。对同一溶质,在相同的温度下,溶解度随气相分压的升高而增大。压力的影响注意减压和升温有利于吸收操作有利于解吸操作若溶质在气、液相中的组成分别以分压p、摩尔浓度c表示,亨利定律为H—溶解度系数,kmol/(m3·kPa)~1.p~c关系亨利定律的表达式:易

3、溶气体因此难溶气体H大H小若溶质在气、液相中的组成分别以分压p、摩尔分数x表示,亨利定律为E—亨利系数,kPa~2.p~x关系易溶气体因此难溶气体E小E大若溶质在气、液相中的组成分别以摩尔分数y、x表示,亨利定律为m—相平衡常数~3.y~x关系易溶气体注意难溶气体m小m大由得整理得对于低组成吸收1简化得4.Y~X关系亨利定律表达式可改写为以下形式:亨利定律的表达式各系数的换算关系推导可得亨利定律表达式各系数间的关系如下:E~H关系E~m关系H~m关系溶液密度溶剂S的摩尔质量7.2.3气液相平衡在吸收过程中的应用1、判断过程进行的方向发生吸收过程的充分必要条件是:yy*反之,溶质自液相转

4、移至气相,即发生解吸过程。x

5、相)中的扩散能力,是物质特性常数之一。其值随物系种类、温度、浓度或总压的不同而变化。(1)分子扩散系数的物理意义7.3.1分子扩散与费克定律(1)相互接触的气液两相存在一个稳定的相界面,界面两侧分别存在着稳定的气膜和液膜。膜内流体流动状态为层流,溶质A以分子扩散方式通过气膜和液膜,由气相主体传递到液相主体。(2)相界面处,气液两相达到相平衡,界面处无扩散阻力。即:双膜理论(3)在气膜和液膜以外的气、液相主体中,由于流体的充分湍动,溶质A的浓度均匀,即认为主体中没有浓度梯度存在,不存在传质过程。换句话说,传质仅仅发生在双膜内。ZGZLpAi=cAi/H7.3.2涡流扩散与对流传质6、对流传质速

6、率方程的表现形式由于推动力有多种不同的表示法,吸收的传质速率方程有多种形式。7.3.2涡流扩散与对流传质(2)液相传质速率方程的具体形式(1)气相传质速率方程的具体形式1、总传质速率方程的各种表达形式(1)用气相组成表示吸收推动力时,总传质速率方程表达式7.3.3总吸收速率方程(2)用液相组成表示吸收推动力时,总传质速率方程表达式2、总传质系数与单相传质系数之间的关系7.3.3总吸收速率方程总传质阻力=液膜阻力+气膜阻力气膜控制过程对于H值较大的易溶气体,有:【结论】传质阻力主要集中在气相,此吸收过程由气相阻力控制(气膜控制),总传质速率取决于气相传质速率的大小。【例如】用水吸收氯化氢、氨气

7、等过程。(3)气膜控制与液膜控制7.3.3总吸收速率方程液膜控制过程对于H值较小的难溶气体,有:【结论】传质阻力主要集中在液相,此吸收过程由液相阻力控制(液膜控制),总传质速率取决于液相传质速率的大小。【例如】用水吸收二氧化碳、氧气等过程。7.3.3总吸收速率方程【吸收液的浓度】——全塔的物料衡算式7.4.1物料衡算与操作线方程1、物料衡算2、吸收操作线方程与操作线称为逆流吸收操作线方程式。或7.4.1物料衡

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