第二章 吸收 定义 1.吸收：利用气体在液体中溶解度的差异来分离气体混合物的传质过程。 (1)形成溶液溶剂或吸收剂S:吸收所用液体 溶质或吸收质A:能溶解的气体组分 形成溶液 (2) (3)惰性气体或载体B:不能溶解的气体组分 2解吸：使溶质从溶液中逸出的传质过程，该过程既可使溶剂再生，又可使溶质回收。 二、分类 物理吸收，H,O吸收C02V 化学吸收，NaOH溶液吸收CO, 单组分吸收，H,O吸收乙醇V 多组分吸收，液态烃吸收气态烃 等温吸收，H,O吸收丙酮V 非等温吸收，H,O吸收SO, 低浓度吸收 高浓度吸收 三、用途 1.回收混合气体中的有用物质，用硫酸吸收焦炉气中的氨。 2.除去有害成分以净化气体，用铜氨液吸收合成气中的C0。 3.制取液体产品，用H,O吸收SO,制取H,S04
第二章 吸 收 一、定义 1.吸收：利用气体在液体中溶解度的差异来分离气体混合物的传质过程。 (1) 形成溶液溶剂或吸收剂S：吸收所用液体 (2) 溶质或吸收质A：能溶解的气体组分 (3) 惰性气体或载体B：不能溶解的气体组分 2.解吸：使溶质从溶液中逸出的传质过程，该过程既可使溶剂再生，又可使溶质回收。 二、分类 物理吸收，H2O吸收CO2√ 化学吸收，NaOH溶液吸收CO2 单组分吸收，H2O吸收乙醇√ 多组分吸收，液态烃吸收气态烃 等温吸收，H2O吸收丙酮√ 非等温吸收，H2O吸收SO3 低浓度吸收 高浓度吸收 三、用途 1．回收混合气体中的有用物质，用硫酸吸收焦炉气中的氨。 2．除去有害成分以净化气体，用铜氨液吸收合成气中的CO。 3．制取液体产品，用H2O吸收SO3制取H2SO4。 形成溶液
四、吸收与精馏的区别 1.精馏在混合物系内部产生两相，而吸收则是从混合物系外界引入另一相。 2.精馏可直接获得较纯的组分，而吸收不能直接获得较纯的组分。 3. 精馏中进行双向传质，而吸收中进行单向传质。 第一节气一液相平衡 2-1-1气体的溶解度 一、定义 1.溶解度：气液两相达到相平衡时，溶质在液相中的浓度，记为C、X、X。 2.平衡分压：气液两相达到相平衡时，溶质在气相中的分压，记为p、y、Y。 二、溶解度的特性 由相律F=C-0+2 得F=3-2+2=3 所以物系的自由度为3。当总压不太高时，可忽略总压对溶解度的影响， 所以 C=f(T,p") 溶解度曲线：表示该函数的曲线。（图2-2、图2-3、图2-4） 溶解度特性：TT,CaJ p*↑，Ca1 所以：低温高压有利吸收 高温低压有利解吸
四、吸收与精馏的区别 1．精馏在混合物系内部产生两相，而吸收则是从混合物系外界引入另一相。 2．精馏可直接获得较纯的组分，而吸收不能直接获得较纯的组分。 3．精馏中进行双向传质，而吸收中进行单向传质。 第一节 气—液相平衡 2-1-1 气体的溶解度 一、定义 1．溶解度：气液两相达到相平衡时，溶质在液相中的浓度，记为CA、x、X。 2．平衡分压：气液两相达到相平衡时，溶质在气相中的分压，记为p *、y *、Y *。 二、溶解度的特性 由相律 得 所以物系的自由度为3。当总压不太高时，可忽略总压对溶解度的影响， 所以 溶解度曲线：表示该函数的曲线。（图2-2、图2-3、图2-4） 溶解度特性：T↑，CA ↓ p *↑，CA ↑ 所以：低温高压有利吸收 高温低压有利解吸 F = C − + 2 F = 3−2+2 = 3 ( , ) * CA = f T p
2-1-2亨利定律 亨利定律：在一定的温度和压力（不太高）下，稀溶液中溶质在气相中的平衡分压与其在液 相中的溶解度成正比，即： p=Ex 式中p*一溶质在气相中的平衡分压，kN/m2; X一溶质在液相中的摩尔分率： E—亨利系数，kN/m2: 或 p-号 式中Ca一溶质在液相中的摩尔浓度，kmol/m3: H一溶解度系数，kmol/(m-kN): 或y=r 式中y一溶质在气相中的平衡摩尔分率； m一相平衡常数。 二、摩尔比 1.定义： Y=-x 液相中溶质的摩尔数 ˉ1-x液相中溶剂的摩尔数 y 气相中溶质的摩尔数 Y=一)气相中惰性气体的摩尔数
2-1-2 亨利定律 一、亨利定律：在一定的温度和压力（不太高）下，稀溶液中溶质在气相中的平衡分压与其在液 相中的溶解度成正比，即： 式中 p * —溶质在气相中的平衡分压，kN/m2； x——溶质在液相中的摩尔分率； E——亨利系数，kN/m2； 或 式中 CA——溶质在液相中的摩尔浓度，kmol/m3； H——溶解度系数，kmol/(mkN)； 或 式中 y *——溶质在气相中的平衡摩尔分率； m——相平衡常数。 二、摩尔比 1．定义： p = Ex * H C p A = * y = mx * 液相中溶剂的摩尔数 液相中溶质的摩尔数 = − = x x X 1 气相中惰性气体的摩尔数 气相中溶质的摩尔数 = − = y y Y 1
2、摩尔比表示的亨利定律 由X=xy=,y 1-x 1-y 得x=,X -1+X y-1+Y Y y'=mx 得中rm术 1+X mX0+Y)=Y'(1+X) Y'+XY'=mX+mXY (I+X-mX)Y'=mX 所以 Y=1+0-mX mX （y=1+a-x） 当x≤0.05时，X<0.053 所以y≈mx 三、亨利定律各系数间的关系 1.m和E的关系 由p'=Ex,y'= 得会日 又由分压定律p=yP 得增日 所以m台
2、摩尔比表示的亨利定律 由 得 代入 得 所以 所以 ( ) 当 x0.05时，X0.053 所以 三、亨利定律各系数间的关系 1. m和E的关系 由 得 又由分压定律 得 所以 x x X − = 1 y y Y − = 1 X X x + = 1 Y Y y + = 1 y = mx * X X m Y Y + = 1+ 1 * * X mX Y mX Y XY mX mXY mX Y Y X + − = + = + + = + * * * * * * (1 ) (1 ) (1 ) m X mX Y 1 (1 ) * + − = x x y 1+ ( −1) = Y mX * p = Ex y = mx * * , m y E p * * = p y P * * = m y E y P * * = P E m =
2.H和E的关系 设M。—溶质的摩尔质量，kg/kmol: Ms -溶剂的摩尔质量，kg/kmol: p—溶液的密度，kg/m3: mA -溶质在液相中的质量浓度，kg/m3: ms 溶剂在液相中的质量浓度，kg/m3: 溶剂的摩尔浓度，kmom。 则 m =CAMA C,=2-m4=PC4=m M、 Ms Ms CMs 所以x= C+Cs C+D-CM PL+C(Ms-MA Ms 代入p=Ex 得p'= ECMs PL+C(Ms-M) _C4 又p=H 1 得 EMs H-PL+C (Ms-MA) 1 对稀溶液，CA≈0，PL≈Ps 所以H≈B、 EM
2. H和E的关系 设 MA——溶质的摩尔质量，kg/kmol； MS——溶剂的摩尔质量，kg/kmol； L——溶液的密度，kg/m3； mA——溶质在液相中的质量浓度，kg/m3； mS——溶剂在液相中的质量浓度，kg/m3； CS——溶剂的摩尔浓度，kmol/m3。 则 所以 代入 得 又 得 对稀溶液， 所以mA =CAMA S S S L A A S L A S M m M C M M m C = − = − = ( ) L A S A A S S L A A A A A S A C M M C M M C M C C C C C x + − = − + = + = p = Ex * ( ) * L A S A A S C M M EC M p + − = H C p A = * ( ) 1 L A S A S C M M EM H + − = CA L S 0, S S EM H