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文档简介
第六章 吸收,一、气体的溶解度 二、亨利定律 三、用气液平衡关系分析吸收过程,第二节 气液相平衡,一、气体的溶解度,1、气体在液体中溶解度的概念 气体在液相中的溶解度 :,2、溶解度曲线,气体在液体中的饱和浓度,吸收剂、温度T、P 一定时,不同物质的溶解度不同。 温度、溶液的浓度一定时,溶液上方分压越大的物质越难溶。 对于同一种气体,分压一定时,温度T越高,溶解度越小。 对于同一种气体,温度T一定时,分压P越大,溶解度越大。 加压和降温对吸收操作有利。,二、亨利定律,1、亨利定律,E亨利系数,单位与压强单位一致 。 E值取决于物系的特性及温度;温度T上升,E值增大; 在同一溶剂中,E值越大的气体越难溶。 2、亨利定律的其他表示形式 1)用溶质A在溶液中的摩尔浓度和气相中的分压表示的亨利定律,H溶解度系数 ,单位:kmol/m3Pa或kmol/m3atm。 H是温度的函数,H值随温度升高而减小。 易溶气体H值大,难溶气体H值小。 H与E的关系,设溶液的密度为,,浓度为,,则,对于稀溶液,,2) 气液相中溶质的摩尔分数表示的亨利定律,m相平衡常数 ,是温度和压强的函数。 温度升高、总压下降则m值变大, m值越大,表明气体的溶解度越小。,m与E的关系:,由分压定律知 :,由亨利定律:,即:,3)用摩尔比Y和X分别表示气液两相组成的亨利定律 a) 摩尔比定义:,由,当溶液浓度很低时,X0, 上式简化为:,亨利定律的几种表达形式也可改写为,例:在常压及20下,测得氨在水中的平衡数据为:0.5gNH3/100gH2O浓度为的稀氨水上方的平衡分压为400Pa,在该浓度范围下相平衡关系可用亨利定律表示,试求亨利系数E,溶解度系数H,及相平衡常数m。(氨水密度可取为1000kg/m3) 解:,由亨利定律表达式知:,亨利系数为,又,,而,相平衡常数,溶解度系数为:,或由各系数间的关系求出其它系数,三、用气液平衡关系分析吸收过程,1、判断过程的方向,例:在101.3kPa,20下,稀氨水的气液相平衡关系为 :,,若含氨0.094摩尔分数的混合气和组成,的氨水接触,确定过程的方向。 解:,将其与实际组成比较 :,气液相接触时,氨将从气相转入液相,发生吸收过程。 或者利用相平衡关系确定与实际液相组成成平衡的气相组成,将其与实际组成比较:,氨从气相转入液相,发生吸收过程。,若含氨0.02摩尔分数的混合气和 x=0.05的氨水接触,则,气液相接触时,氨由液相转入气相,发生解吸过程。 此外,用气液相平衡曲线图也可判断两相接触时的传质方向 具体方法: 已知相互接触的气液相的 实际组成y和x,在x-y坐标 图中确定状态点,若点在 平衡曲线上方,则发生吸 收过程;若点在平衡曲线 下方,则发生解吸过程。,2、计算过程的推动力,当气液相的组成均用摩尔分数表示时,吸收的推动力可表示为:,以气相组成差表示的吸收推动力;,以液相组成差表示的吸收推动力。,3、确定过程的极限,所谓过程的极限是指两相
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