第九章吸收化工原理

1、1第九章第九章 吸吸 收收AbsorptionPrinciples of Chemical Engineering2一、吸收过程：一、吸收过程：1.1.定义：定义： 气相气相 液相液相2.2.依据：依据：不同气体组分在液不同气体组分在液体中的溶解度差异体中的溶解度差异 第一节第一节 概述概述NH3: 气相气相 液相液相Principles of Chemical Engineering33.3.相关概念：相关概念：吸收质吸收质( (溶质溶质) )：A A尾气：尾气：B+(A)B+(A)惰性组分惰性组分( (载体载体) )：B B吸收剂：吸收剂：S S吸收液：吸收液：S+AS+A Princip

2、les of Chemical Engineering4二、吸收的应用：二、吸收的应用：A A有用；有用；回收回收A A有害；有害；净化净化制备制备A A的的S S溶液。溶液。三、解吸：三、解吸：液相液相 气相气相Principles of Chemical Engineering5四、吸收的分类：四、吸收的分类：性质性质溶质数目溶质数目热效应热效应 物理：物理：化学：化学：无无明显明显化学反应化学反应有有明显化学反应明显化学反应 等温：等温：非等温：非等温：温变小温变小温变大温变大 单组分：单组分：多组分：多组分：A A为为1 1个个A A为多个为多个Principles of Chemic

3、al Engineering6五、吸收剂的选择依据：五、吸收剂的选择依据：l溶解度（大）溶解度（大）& & 对温度敏感；对温度敏感；l吸收选择性（高）吸收选择性（高）-选择系数选择系数l挥发度（小）；挥发度（小）；l粘性（小）粘性（小）；l稳定性高、腐蚀性小等稳定性高、腐蚀性小等 。Principles of Chemical Engineering7 逐级接触式逐级接触式 微分接触式微分接触式( (连续连续) )板式塔板式塔 处理量大处理量大 填料塔填料塔 处理量小处理量小 l分类分类 六、吸收设备：六、吸收设备：Principles of Chemical Engineering8Prin

4、ciples of Chemical Engineering9第二节第二节 气液相平衡气液相平衡研究目的：研究目的：l吸收的极限？吸收的极限？l吸收的推动力？吸收的推动力？1.1.气液平衡气液平衡气相：气相：pA*液相：液相：CA*气相气相 液相液相气体溶解度：气体溶解度： T T和和P P一定一定, ,平衡时的浓度平衡时的浓度 极限程度极限程度 一、溶解度曲线一、溶解度曲线Principles of Chemical Engineering10（3 3）摩尔比摩尔比 SAkmolkmol气相气相液相液相kmolBkmolAAAAyyY 1AAAxxX 1（1 1）摩尔浓度）摩尔浓度 Ac)(

5、mkmol3SAA ) (3混混合合气气体体m（2 2）摩尔分率摩尔分率 Ax)kmol(kmolSAA 气相气相液相液相Ay)(BAkmolkmolA 平衡浓度的不同表达方法平衡浓度的不同表达方法 Principles of Chemical Engineering11相律：相律：2 PCfC3，P=2， 参数：参数：P P、T T、y( )y( )、x xApf = 3),(AApPTfx ),(APApTfx不太高不太高 )(ATApfx一一定定 2、影响平衡溶解度的因素、影响平衡溶解度的因素Principles of Chemical Engineering123.3.溶解度曲线溶解度

6、曲线 )(AApfx )(AAxfp T一定：一定：Apx溶解度（平衡浓度）和平衡分压关系曲线溶解度（平衡浓度）和平衡分压关系曲线 已知气相实际分压已知气相实际分压 ： 已知液相实际浓度已知液相实际浓度 ：ApAxApcApXPrinciples of Chemical Engineering13特点：特点：l同同:Ap若若 T; Axl同同:T若若; Ax Apl若若、 T Ap利于吸收利于吸收 ；若若、 T利于脱吸利于脱吸 。 ApPrinciples of Chemical Engineering14l同同T T同同 下，下， 大，易溶大，易溶 ApAxl同同T T同同 下，下， 大，难

7、溶大，难溶 ApAxPrinciples of Chemical Engineering15Exp *二、气液相平衡关系式二、气液相平衡关系式亨利定律亨利定律1. 1. 表达式：表达式：( (液相浓度用摩尔分率表示液相浓度用摩尔分率表示) )T T一定，一定，亨利系数亨利系数, ,单位同单位同*p无因次无因次说明：说明：P5atmP5atm，稀溶液，稀溶液， 平衡状态时：平衡状态时：xp *mmHgatmkPa、或或 l理想溶液，理想溶液，T T一定，一定， P5atmP0L0： 呈折线；呈折线；uZPlglg l 若若L L3 3LL2 2LL1 1，且，且u 相同：相同： 。123)()(

8、)(ZPZPZP 则则Principles of Chemical Engineering128l 恒持液量区；恒持液量区； u u 较小较小l 液泛区。液泛区。 u u 泛点气速泛点气速( (液泛气速液泛气速) )l 载液区；载液区； u u 载点气速载点气速( (适宜操作适宜操作) )Principles of Chemical Engineering1292.2.压降与泛点气速的确定压降与泛点气速的确定l泛点气速泛点气速u uF F;)85. 05 . 0(Fuu 操作气速操作气速u u 的上限，的上限，Principles of Chemical Engineering130l 埃埃克克特特关关联联图图Fu21)(LVVLww 2 . 02)(LLVFguPrinciples of Chemical Engineering131l计算方法：计算方法：21)(LVVLww 2 . 02)(LLVgu 2 . 02)(LLVFgu 查查泛泛点点线线Fu