概函( Initrocuctiori) 吸收操作的用途 1)制取产品用吸收剂吸收气体中某些组分而获得产品。 如硫酸吸收SO3制浓硫酸,水吸收甲醛制福尔马林液, 碳化氨水吸收CO2制碳酸氢氨等 (2)分离混合气体吸收剂选择性地吸收气体中某些组分以 达到分离目的。如从焦炉气或城市煤气中分离苯,从乙 醇催化裂解气中分离丁二烯等。 害(3)气体净化一类是原料气的净化,即除去混合气体中的 杂质,如合成氨原料气脱H2S、脱CO2等;另一类是尾 气处理和废气净化以保护环境,如燃煤锅炉烟气,冾炼 废气等脱除SO2,硝酸尾气脱除NO2等
概述（Introduction） 吸收操作的用途： (1) 制取产品 用吸收剂吸收气体中某些组分而获得产品。 如硫酸吸收SO3制浓硫酸，水吸收甲醛制福尔马林液， 碳化氨水吸收CO2制碳酸氢氨等。 (2) 分离混合气体 吸收剂选择性地吸收气体中某些组分以 达到分离目的。如从焦炉气或城市煤气中分离苯，从乙 醇催化裂解气中分离丁二烯等。 (3) 气体净化 一类是原料气的净化，即除去混合气体中的 杂质，如合成氨原料气脱H2 S、脱CO2等；另一类是尾 气处理和废气净化以保护环境，如燃煤锅炉烟气，冶炼 废气等脱除SO2，硝酸尾气脱除NO2等
气液两相的接触方式 连续接触(也称微分接触):气 液两相的浓度呈连续变化。如填 料塔。 溶剂 规整填料 散装填料 塑料丝网波纹填料塑料鲍尔环填料 a微分接触 b级式接触 图9-2填料塔和板式塔 绢级式接触:气、液两相逐级接 触传质,两相的组成呈阶跃变 化。如板式塔
气液两相的接触方式 连续接触(也称微分接触)：气、 液两相的浓度呈连续变化。如填 料塔。 溶剂 a 微分接触 b 级式接触 图9-2 填料塔和板式塔 气体 溶剂 气体 级式接触：气、液两相逐级接 触传质，两相的组成呈阶跃变 化。 如板式塔。 散装填料 塑料鲍尔环填料 规整填料 塑料丝网波纹填料
吸收过程的气液相平衡关条 气体在液体中的溶解度气体吸收涉及到相际传质过程。 平衡问题:物质传递的方向和限度; 传质速率问题:传质推动力和阻力。过程快慢的问题。 相平衡:相间传质已达到动态平衡,从宏观上观察传质已 不再进行 对单组分物理吸收:相数=2,组分数=3 相律FN2→自由度=3,即在温度、压力和气、液相 组成四个变量中,有三个独立变量 在温度和压力一定的条件下,平衡时的气、液相组成具有 对应关系。 平衡状态下溶质在气相中的分压称为平衡分压或饱和分压 与之对应的液相浓度称为平衡浓度或气体在液体中的溶解 度
吸收过程的气液相平衡关系 气体在液体中的溶解度 气体吸收涉及到相际传质过程。 对单组分物理吸收：相数 = 2，组分数 = 3 相律 F=-N+2 自由度 = 3，即在温度、压力和气、液相 组成四个变量中，有三个独立变量。 在温度和压力一定的条件下，平衡时的气、液相组成具有 一一对应关系。 平衡状态下溶质在气相中的分压称为平衡分压或饱和分压， 与之对应的液相浓度称为平衡浓度或气体在液体中的溶解 度。 平衡问题：物质传递的方向和限度； 传质速率问题：传质推动力和阻力。过程快慢的问题。 相平衡：相间传质已达到动态平衡，从宏观上观察传质已 不再进行
气体在液体中的溶解度 溶解度曲线:在一定温度、压力下,平衡时溶质在气相和液 相中的浓度的关系曲线。 250 0°C 0°C oo8z 10°C 500 20C 50°C O∽ 30°C 越50 40°C 50°C 20406080100120 020406080100120 ONH/kPa po /kPa 在相同条件下,NH3在水中的溶解度较SO2大得多。 用水作吸收剂时,称NH3为易溶气体,SO2为中等溶解气体 溶解度更小的气体则为难溶气体(如O2在30℃和溶质的分 压为40kPa的条件下,1kg水中溶解的质量仅为0.014g)
气体在液体中的溶解度 溶解度曲线：在一定温度、压力下，平衡时溶质在气相和液 相中的浓度的关系曲线。 溶解度/[g(NH3)/1000g(H O)] 2 1000 500 0 20 40 60 80 100 120 pNH3/kPa 50 oC 40 oC 30 oC 20 oC 10 oC 0 oC 120 溶解度/[g(SO2)/1000g(H O)] 2 250 200 0 20 40 60 80 100 pSO2/kPa 150 100 50 120 50 oC 40 oC 30 oC 20 oC 10 oC 0 oC 在相同条件下，NH3 在水中的溶解度较 SO2 大得多。 用水作吸收剂时，称 NH3 为易溶气体，SO2为中等溶解气体， 溶解度更小的气体则为难溶气体(如O2 在 30℃ 和溶质的分 压为 40kPa 的条件下，1kg 水中溶解的质量仅为 0.014g)
亨利定律( Henry's law) 当总压不太高时,一定温度下的稀溶液的溶解度曲线近似 为直线,即溶质在液相中的溶解度与其在气相中的分压成 正比。 p=Ex 亨利定律 式中 溶质在气相中的平衡分压,kPa; 溶质在液相中的摩尔分数; E 亨利系数,kPa 亨利系数的值随物系的特性及温度而异; 物系一定,E值一般随温度的上升而增大 E值的大小代表了气体在该溶剂中溶解的难易程度; 在同一溶剂中,难溶气体E值很大,易溶气体E值很小 E的单位与气相分压的压强单位一致
亨利定律（Henry’s law） 当总压不太高时，一定温度下的稀溶液的溶解度曲线近似 为直线，即溶质在液相中的溶解度与其在气相中的分压成 正比。 式中： p* —— 溶质在气相中的平衡分压，kPa； x —— 溶质在液相中的摩尔分数； E —— 亨利系数，kPa。 p = Ex * —— 亨利定律 ➢ 亨利系数的值随物系的特性及温度而异； ➢ 物系一定，E 值一般随温度的上升而增大； ➢ E 值的大小代表了气体在该溶剂中溶解的难易程度； ➢ 在同一溶剂中，难溶气体 E 值很大，易溶气体 E 值很小； ➢ E 的单位与气相分压的压强单位一致