化工原理--夏清版配套课件(15-16学时)

1、1 通过本章学习，应掌握吸收的基本概念、吸收过程的平衡关系与速率关系；掌握低浓度气体体吸收的计算方法；了解吸收系数的获取途径和解吸过程的概念与计算方法。学习目的与要求第 2 2 章 吸 收22.1 概述2.1.1 吸收的原理与流程第 2 2 章 吸 收3原料气AB吸收剂S尾气B(含微量A)溶液S+A一、气体吸收的原理吸收塔引入一液相（吸收剂） 各组分在吸收剂中溶解度不同。气体混合物分离物系形成两相体系的方法传质原理4二、气体吸收的流程吸收流程吸收过程：溶质溶解于吸收剂中 气液两相逆流操作解吸过程：溶质从溶液中释放出气液两相并流操作气体吸收过程在吸收塔内进行。吸收解吸5具有吸收剂再生的连续吸收流

2、程62.1 概述2.1.1 吸收的原理与流程2.1.2 吸收的分类与应用第 2 2 章 吸 收7一、气体吸收的分类气体吸收按被吸收组分数目按有、无化学反应按溶质浓度的高低 低浓度吸收按温度有、无变化 多组分吸收物理吸收化学吸收高浓度吸收等温吸收非等温吸收气体吸收过程的分类方法8二、气体吸收的工业应用净化或精制气体示例：合成氨工艺中合成气中的净化脱碳。示例：用水吸收氯化氢气体制取盐酸。 回收混合气体中所需的组分 示例：用洗油处理焦炉煤气以回收苯族烃。 工业废气的治理 示例：废气中含有SO2、H2S等有害气的脱除。 气体吸收的应用场合制取某种气体的液态产品92.1 概述2.1.1 吸收的原理与流程

3、2.1.2 吸收的分类与应用2.1.3 吸收剂的选择第 2 2 章 吸 收10吸收剂的选择 溶解度大： 选择性 黏度低： 其他 吸收剂对溶质组分的溶解度要大。 好：吸收剂应对溶质组分有较大溶解度， 而对混合气体中的其他组分溶解度甚微。3蒸汽压低：吸收剂的蒸汽压要低，即挥发度要小。吸收剂在操作温度下的黏度要低。 ： 无毒、无腐蚀、不易燃易爆、不发泡、冰点低、价廉易得，且化学性质稳定。 吸收剂选择的原则112.1 概述2.2 气体吸收的相平衡关系2.2.1 气体在液体中的溶解度第 2 2 章 吸 收12一、溶解度曲线 液体 S气体（AB）A 溶解 A 逸出AA()pf xAx平衡方程达平衡状态时气

4、体在液体中的溶解度气相平衡分压液相组成Ap 在一定温度和压力下，令某气体混合物（AB）与液体 S 接触。ApAx线曲溶解度曲线13 氨在水中的溶解度易溶14二氧化硫在水中的溶解度中等溶解度15氧在水中的溶解度难溶16二、温度、压力对溶解度的影响 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。 减压和升温。有利于吸收操作有利于解吸操作温度的影响压力的影响注意172.1 概述2.2 气体吸收的相平衡关系2.2.1 气体的溶解度2.2.2 亨利(Henry)定律第 2 2 章 吸 收18一、亨利定律的表达式 总压不

5、高、温度一定时稀溶液上方气相溶质的平衡分压与该溶质在液相的摩尔分数成正比。此关系成为亨利定律，即式中：E亨利系数，kPa。 溶解度亨利系数1. p x关系 iiExp 易溶气体； 难溶气体。E 小E 大注意19 若溶质在气、液相中组成分别以分压p、物质的量浓度 c 表示，亨利定律的形式为式中：H溶解度系数，kmol/(mkN)。溶解度溶解度系数2. p c关系 Hcpii 易溶气体； 难溶气体。H 大H 小一、亨利定律的表达式 注意20 若溶质在气、液相中组成分别以摩尔分数y、x表示 ，亨利定律形式为式中：m 相平衡常数。溶解度相平衡常数3. y x关系 iimxy 易溶气体； 难溶气体。m

6、小m 大一、亨利定律的表达式 注意214. Y X关系 摩尔比定义iiixxX1液相中溶剂的摩尔数液相中溶质的摩尔数iiiyyY1数气相中惰性组分的摩尔气相中溶质的摩尔数一、亨利定律的表达式 22iiiXXx1iiiYYy1iiiiXXmYY11由以上定义得整理得对于低浓度吸收 简化得iimXYiiiXmmXY11一、亨利定律的表达式 23亨利定律表达式可改写为以下形式：EpxiiiiHpc myxiimYXii一、亨利定律的表达式 24二、各系数间的关系 亨利定律表达式各系数间的关系如下： SHEMpEm S1HpM m溶液密度溶剂 S 的摩尔质量EH关系Em关系Hm关系252.1 概述2.2 气体吸收的相平衡关系2.2.1 气体的溶解度2.2.2 亨利定律2.2.3 相平衡关系在吸收过程中的应用第 2 2 章 吸 收26一、判断传质进行的方向 设某瞬时，气相中溶质的实际组成为y，溶液中溶质的实际组成为x。若传质方向由气相到液相进行吸收过程若传质方向由液相到气相进行解吸过程iiyyiixxiiyyiixx27二、确定传质的推动力 以气相浓度差表示的传质推动力 以液相浓度差表示的传质推动力iiiyyyiiixxx吸收推动力示意图28三、指明传质进行的极限对于逆流吸收塔，塔底液相出