《食品工程原理》教案 (第33次课2学时) 一、授课题目 第五章吸收 第一节概述 第二节气液溶解平衡 二、教学目的和要求 学习本次内容，要求学生了解吸收的基本概念，学握溶质浓度的表示方法，学握亨 利定律及相平衡关系在吸收中的应用。 三、教学重点和难点 重点： 1、亨利定律 2、相平衡关系在吸收中的应用 难点： 平分压D的意义 四、教学过程 第1页共52页（第山章吸收）
第五章吸收 重点：双膜理论、传质基本方程、操作线方程 难点：双膜理论 第一节概述 一、吸收操作及分类 1、吸收操作 (1)定义：利用气体混合物中各组分在某液体中溶解度不同而加以分离的操作。 说明： ①吸收是气体混合物与作为吸收剂的液体接触，使气体中的某一或某些组分溶于 液体的操作。 ②吸收是分离气体混合物的重要单元操作之一。 例：HCI 气相 N2 +H0 Co CO 液相H (2)名词： 浴质一气体中被溶解的组分（吸收质）A 惰性组分—气体中不可被吸收的组分（载体）B 溶剂一用米吸收溶质的液体（吸收剂）S 吸收液—吸收后，由吸收剂和溶质组成的液体A+S 尾气—一吸收后排除的废气B+少数A A +S →(B+少数A)+(S+多数A) 相液相 气相 液相 例：用水米吸收空气与NH3混合气中的NH3。如下图所示：ANH3，B空气，S 水 第2页共52页（第山章吸收）
2、分类 (1)按吸收过程是否发生化学反应分类：物理吸收、化学吸收 (2)按吸收过程中体系的温度变化分类：等温吸收、非等温吸收 (③)按被吸收组分的数目分类：单组分吸收、多组分吸收 本章主要讨论低浓度气体混合物的单组分等温物理吸收 3吸收操作流程 二、解吸与吸收剂的选择 1、解吸：吸收的逆过程，即溶质A由液相转移至气相。 说明：在实际应用中，有吸附就一定有解吸： 解吸即使吸收剂再生，循环使用： 第3页共52页（第山章吸收）
解吸的方法为升温吹气（温度升高，气体溶解度下降） 2、吸收剂的选择 (1)吸收剂对吸收质的溶解度人，溶解度对温度变化敏感 温度升高，溶解度降低多，利于解吸。若吸收液直接是产品，不需解吸，不考虑温 度的影响。 (2)吸收剂对吸收质的选择性高即基本上对除吸收质以外的组分不溶或难溶。 (3)挥发性小溶剂的损失减少。 (4)粘性小改善吸收剂在塔内的流动状态，使分布均匀，阻力小。 (5)其它价廉，易于再生，化学性质稳定，无毒，无腐蚀，不易燃，不发泡。 三、吸收操作的应用 1、分离回收混合气中的有用成分 例如：焦化厂，煤焦炉气中苯的回收 2、直接制备某些产品 盐酸、硝酸、硫酸制备。 3、除去混合气中有害成分 如除去废气排放中的二氧化硫、氯氧化物等有害气体 第二节气液溶解平衡 一、气体在液体中的溶解度 1、定义：在恒定温度和压强下，使气体和液体相接触达平衡时气体在液体中的饱和浓度。 说明： (1)平衡分压p:平衡时溶质在气相中的分压。 (2)一般，溶解度Sf(溶质，溶剂，T,p*) T↑，Sl:p↑，S↑。 (3)在一定温度下，气体组分的溶解度随该组分在气相中的平衡分压的增人而增人： 而在相同平衡分压条件下，气体组分的溶解度则随温度的升高而减小。 (4)在同一温度下，对于不同种类的气体组分，欲得到相同浓度的溶液，易溶气体 仅需控制较低的分压，而难溶气体则需较高分压。 (5)加压和降温对吸收操作有利：反之，升温和减压有利于解吸。 第4页共52页（第山章吸收）
2、浓度表示方式 (1)质量浓度pA 液相：p4= 四《一A的质量，V一溶流作积，%=受 ma =m+ms 单位：kgm3 (2)摩尔浓度（物质的量浓度）c 流相：c,=(a一A的m数，V一常液体积.6登 Co=C+Cs 单位：mol/L,kmol/m3 (3)质量分率 m=-a,= 液相：a,m中m“m中 单位：无因次 (4)摩尔分率 气提物以 单位：无因次 (5)摩尔比 液相：X,= ns 气相：y,= X=4=”,+ n5n5/n,+n3)1-x4 y=2=,,+n)-y nm,+”g)1- X Y 所以，x=1+X=1+ 第5页共52页（第山章吸收）