第08章吸收.ppt

第08章吸收
第1页，共86页，2022年，5月20日，14点2分，星期五
第八章 吸收
第一节 吸收的基本概念
第二节 物理吸收
第三节 化学吸收
第四节 吸收设备的主要工艺计算
本章主要内容
第2页，共86页，气相中的组成。
气-液相平衡关系又称溶解度曲线
第二节 物理吸收
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（Henry）定律
在稀溶液条件下，温度一定，总压不大时，
气体溶质的平衡分压和溶解度成正比：
p*A —— 溶质在气相中的平衡分压，Pa；
xA —— 溶质在液相中的摩尔分数；
E —— 亨利系数，Pa。
亨利系数取决于物系的特性和体系的温度。
亨利系数越大，说明气体越难以溶解于溶剂。
气体在溶剂中的溶解度随着温度的升高是降低的，因此，亨利系数是增大的。
气体在各种条件下的亨利系数通常可以在手册中查到。
第二节 物理吸收
（）
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典型气体在水中的亨利系数
25℃时 E (kPa)
CO 106
CO2 105
H2S 105
SO2 104
上述气态物质被水溶解的难易程度？
第二节 物理吸收
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如果溶质的溶解度用物质的量浓度表示，则亨利定律可写为：
p*A —— 溶质在气相中的平衡分压，Pa ；
cA —— 溶质A在液相中的物质的量浓度，kmol/m3 ；
H —— 溶解度系数，kmol/() 。
注意：亨利定律的不同表示方式和系数的单位、换算方法。
如果溶质在气液两相中的组成均以摩尔分数表示：
m —— 相平衡常数
第二节 物理吸收
（）
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在单组分物理吸收过程中，惰性气体和溶剂物质的量是不变的，因此以它们为基准，用摩尔比表示平衡关系：
当溶液浓度很低时，XA很小，上式可近似写为：
不满足亨利定律的相平衡如何表征？
第二节 物理吸收
（）
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相平衡是气液两相接触传质的极限状态。

根据相平衡，计算平衡时溶质在气相或液相中的组成。
与实际的组成比较，可以判断传质方向。
实际液相组成<平衡组成，溶质从气相液相
用气、液两相平衡图来判断更加直观。
根据初始状态点在平衡图中
所处的位置来判断。
yA
xA
吸收
解吸
（二）相平衡关系在吸收过程中的应用
第二节 物理吸收
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实际组成与平衡组成之间的差距——推动力
有不同的表示方法：
气相
液相
（摩尔分数） （气体分压、物质的浓度）
第二节 物理吸收
（）
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溶质在气液两相间的传质过程不是无限制地进行，传质过程的极限状态就是平衡状态。
在治理气态污染物时，希望通过吸收操作使出塔气体中的污染物浓度尽可能地低。
可以通过增加塔高，减少处理气体的量，增加吸收剂的量来实现。
第二节 物理吸收
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但是出塔气体的最低浓度（y2）只能达到与入塔吸收剂浓度（x2）相平衡的浓度：
尾气
y2
吸收剂
x2
混合气
y1
吸收液
x1
第二节 物理吸收
（）
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（一）吸收过程机理
溶质由气相主体传递至两相界面，即气相内的传递；
溶质在两相界面由气相溶解于液相，即相际传递；
溶质由界面传递至液相主体，即液相内的传递。
双膜理论——描述气液两相间的传质过程
二、物理吸收的动力学基础
第二节 物理吸收
吸收过程是一种典型的由气相向液相的传质过程，一般可分解为三个基本步骤：
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相互接触的气液两相流体间存在着稳定的相界面，界面两侧分别有一层虚拟的气膜和液膜。
在相界面处，气液