第十一部分 气体的吸收基本原理
《化工原理吸收》课件
03 常用的模拟方法包括物理模型模拟、数学模型模 拟和实验模拟等。
吸收过程的优化策略
01
吸收过程的优化策略是通过调整操作条件和设备参数
来提高吸收效果的方法。
02
优化策略通常包括选择合适的吸收剂、优化操作条件
、改进设备结构和操作参数等。
增加流速可以提高溶质的 传递速率，但同时会增加 设备的投资和能耗。
04
吸收设备与流程
吸收设备的类型与特点
填料塔
结构简单，易于制造， 适用于气体流量较小、 溶液组成较低的情况。
板式塔
传质效率高，处理能力 大，适用于气体流量较 大、溶液组成较高的情
况。
喷射器
结构简单，操作方便， 适用于气体流量较小、 溶液组成较低的情况。
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溶解度与相平衡的关系
物质在气液两相中的溶解度差异是吸收过程得以进行的驱动力。
亨利定律与相平衡
亨利定律：气体在液体中的溶解度与该气体在气液界 面上的分压成正比。
输标02入题
亨利定律的数学表达式：(Henry's Law)：(c = kP)
01
03
亨利定律的应用：通过测量气体的溶解度和气液界面 上的分压，可以计算出亨利常数，进而了解物质在特
03
优化策略的目标是提高吸收效果、降低能耗和减少环
境污染等。
06
吸收的实际应用
工业废气的处理
工业废气处理
吸收法可用于处理工业生产过程中产生的废气，如硫氧化物 、氮氧化物等有害气体。通过吸收剂的吸收作用，将有害气 体转化为无害或低害物质，达到净化废气的目的。
化工原理之气体吸收
化工原理之气体吸收气体吸收是化工过程中常用的一种物理操作，它指的是将气体从气相吸收到液相中。
气体吸收广泛应用于环境工程、化工工艺、能源工程等领域，例如废气处理、石油炼制、烟气脱硫等。
一、气体吸收的基本原理气体吸收的基本原理是气体和液体之间的质量传递过程。
气体吸收的过程中，气体溶质分子通过气相和液相之间的传质界面传递到溶液中，从而实现气体从气相到液相的转移。
气体吸收的速度由以下几个因素决定：1.液相溶剂的性质：液相溶剂的挥发性、表面张力、黏度和溶解度等性质都会影响气体吸收的速度。
通常情况下，挥发性较强的溶剂对气体的吸收速率较快。
2.溶剂和气体溶质之间的亲和力：溶剂和气体溶质之间的亲和力越强，气体吸收速度越快。
3.传质界面的面积和传质界面的厚度：传质界面的面积越大，气体吸收速度越快；传质界面的厚度越薄，气体吸收速度越快。
4.溶解度：气体的溶解度越高，气体吸收速度越快。
5.气体浓度梯度：气体浓度梯度越大，气体吸收速度越快。
二、气体吸收的设备常见的气体吸收设备包括吸收塔、吸收柱和吸附塔等。
1.吸收塔：吸收塔是最常用的气体吸收设备之一，它主要由一个塔体和填料层组成。
气体通过底部进入吸收塔，液体从塔顶滴入塔体中。
在填料层的作用下，气体和液体之间的接触面积增加，从而促进气体的传质。
通过提供充分的接触时间和表面积，吸收塔可以实现高效的气体吸收。
2.吸收柱：吸收柱通常用于含有反应过程的气体吸收。
与吸收塔类似，吸收柱也包含一个塔体和填料层。
区别在于，吸收柱还包括一个液相反应器，用于在吸收气体的同时进行反应。
3.吸附塔：吸附塔是另一种常用的气体吸收设备，主要用于吸附分离等工艺中。
吸附过程通过吸附剂将目标气体吸附在其表面上实现。
吸附塔通常由多个吸附层和吸附剂床组成，气体从底部进入吸附塔，经过吸附剂床后，被吸附物质从气相转移到固相中，从而实现气体吸附。
三、气体吸收的应用气体吸收在化工工艺中有着广泛的应用。
1.废气处理：气体吸收是一种有效的废气处理方法，可用于去除废气中的有害污染物，如二氧化硫、氮氧化物等。
气体吸收
第二章气体吸收第一节概述2.1.1 气体吸收过程一、什么是吸收：气体吸收是用液体吸收剂吸收气体的单元操作。
二、吸收基本原理：是利用气体混合物中各组分在某一液体吸收剂中溶解度的不同，从而将其中溶解度最大的组分分离出来。
三、吸收的特点：吸收是一种组分从气相传入夜相的单向扩散传质过程。
四、传质过程：借扩散进行物质传递的过程称为传质过程。
除吸收外，蒸馏.萃取.吸收.干燥等过程，也都属于传质过程。
五、S吸收剂（溶剂）S+液相吸收液（溶液）A扩散：由于微粒（分子.原子等）的热运动而产生的物质迁移现象。
可由一种或多种物质在气、液或固相的同一相内或不同相间进行。
主要由于温度差和湍流运动等。
微粒从浓度较大的区域向较小的区域迁移，直到一相内各部分的浓度达到一致或两相间的浓度达到平衡为止。
扩散速度在气相最大，液相次之，固相中最小。
吸收在化工生产中的应用极为广泛，其目的主要有四点：SO制98%的硫酸）。
一、制造成品（93%的硫酸吸收3二、回收有价值的气体，（焦化厂用洗油处理焦炉气以分离其中的苯等芳香烃）。
三、去掉有害气体（如合成氨厂用氨水或其它的吸收剂除去半水煤气中的硫化氢）。
四、三废处理：（如用吸收法除净硫酸生产尾气中的二氧化硫。
）总之吸收的目的可用四个字来概括：去害兴利。
2.1.2 气体吸收的分类一、物理吸收：吸收过程中吸收质只是简单地从气相溶入液相，吸收质与吸收剂间没有显著的化学反应或只有微弱的化学反应，吸收后的吸收质在溶液中是游离的或结合的很弱，当条件发生变化时，吸收质很容易从溶剂中解吸出来。
如用水吸收二氧化碳。
物理吸收是一个物理化学过程，吸收的极限取决于操作条件下吸收质在吸收剂中的溶解度、吸收速率则取决于吸收质从气相主体传递入液相主体的扩散速率。
物理吸收都是可逆的一般热效应较小。
二、化学吸收：吸收过程中吸收质与吸收剂之间发生显著的化学反应。
例如NaOH 吸收2CO 。
化学吸收时，吸收平衡主要取决于当时条件下吸收反应的化学平衡，吸收速率则取决于吸收质的扩散速率和化学发应速率，因为化学吸收降低了吸收质的浓度故吸收速率一般比同样条件下没有化学反应的物理吸收速率大。
气体 吸收
例10-3 调整的净现值法的应用 假定已知某公司的信息如下：
营业收入：每年为500万元，永续年金； 营业成本：为营业收入的60%； 折旧：每年为50万元； 净营运资本增加额：每年为0元； 资本支出：每年为50万元； 所得税税率为25%，全权益融资公司的资本成本
R0为2
一、亨利定律的表达式
2. p～c关系 若溶质在气、液相中的组成分别以分压p、摩
尔浓度 c 表示，亨利定律为
p* c H
H — 溶解度系数，kmol/(m3·kPa)
一、亨利定律的表达式
3. y～x关系
若溶质在气、液相中的组成分别以摩尔分数
y、x表示 ，亨利定律为
y* mx
x* p E
c* Hp x* y
m
X* Y m
二、各系数间的关系
推导可得亨利定律表达式各系数间的关系如下：
E～H 关系 E～m 关系 H～m 关系
H EM S
m E P 1
H PM S m
溶液 密度
溶剂 S 的 摩尔质量
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
液相中溶质的实际组成为X
气体在 液体中 溶解度
pA f (xA)
平衡方程
pA ～ xA曲线 溶解度曲线
气体（A＋B）
A 溶解 A 逸出
液体 S
易溶
400 50
氨在水中的溶解度
中等溶解度
68 50
二氧化硫在水中的溶解度
难溶
0.002
50
氧在水中的溶解度
二、温度、压力对溶解度的影响
讨论
温度对溶解度的影响 压力对溶解度的影响
解度不同。
吸
收
原料气 A＋B
气体吸收实验
• 吸收剂的进口条件：流量L、温度T、浓度X2，是控制和调 节吸收操作的三要素。
• 改变吸收剂用量是对吸收过程进行调节最常用的方法。
2.吸收总传质系收塔的结构与流程； 2.了解吸收剂进口条件的变化对吸收操作结果 的影响； 3.掌握吸收总传质系数的测定方法。
二、基本原理
• 气体吸收过程是利用气体中个组分在同一种液体（溶剂） 中的溶解度的差异而实现组分分离的过程。
• 能溶解于溶剂中的组分为吸收质或溶质A，不溶解的组分 为惰性组分或载体B，吸收时采用的溶剂为吸收剂S。 1.吸收塔的操作和调节 • 吸收操作的结果最终表现在出口气体的组成Y2上，或组分 A的回收率η上。
化工原理复习资料
复习第十一章干燥1、 干燥过程是热、质同时传递的过程。
传热推动力：热空气与湿物料的温差（气相固相）传质推动力：物料表面的水汽分压与热空气中的水汽分压之差「固相 * 气相） 2、 除湿方法:机械除湿：沉降、过滤、离心等，出去大量水分，但是除湿不彻 底。
吸附除湿：除去少量水分，只适合在实验室使用。
加热除湿：加热使水分汽化而移除，除湿彻底，但能耗高。
工业上往往将两种方法联合起来操作，先用比较经济的机械方法除去湿物料 中的大部分湿分，然后再利用干燥方法继续除湿3、 干燥分类：按操作压力：常压干燥、真空干燥（适于处理热敏性及易氧化的物料） 操作方式：连续干燥：生产能力大、产品质量均匀、热效率高等优点 间歇操作：处理小批量、多品种或要求干燥时间长的物料。
传热方式：传导干燥、对流干燥、辐射干燥、介电加热干燥等。
4、 湿度的计算：湿度为空气中水汽质量与绝干空气的质量之比，又称湿含量或绝对湿度。
常压下湿空气可视为理想混合气体,5、相对湿度百分数^■湿空气中水汽分压p 与同温度下水的饱和蒸气压p s 之比P100% H 二 ~~ P s pP 总- p sp=p s ，® =1 ——饱和00气%湿空气的®越小,，吸湿能力越大 p=0,「=0,表示空气中不含水分，为绝干空气。
P s&比体积（湿容积）s V H 在湿空气中，1kg 绝干气的体积和相应Hkg 水汽体积 之和。
V H =1kg 绝干气的体积+ Hkg 水汽的体积 m 3湿空气/ kg 绝干气 温度为t ,总压为p 总得湿空气比体积为7、比热容：常压下将以1kg 绝干气为基准的湿空气的温度升高（或降低）1 C 所吸收（或放出）的热量。
计算C H F.01488H湿空气中水汽的质量 H --湿空气中绝干气的质量生Y290 .622 丫饱和湿度：H s =0.622 p sP 总一 P sH 22.4 ◎皿卫518 273p 总(0.772 1.244H) W2731.013 105P 总8、焓的计算:以1 kg 绝干气为基准的湿空气的焓值 I =（1.01 1.88H ）t - 2490H9、 干球温度与湿球温度的区别：干球温度t ：空气的真实温度，用普通温度计测出的湿空气温度。
气体吸收知识点总结
气体吸收知识点总结一、气体吸收的基本原理气体吸收是一种物理与化学相结合的过程，其基本原理主要包括气体与溶剂之间的质传和能传。
质传是指气体分子在气-液界面附近的扩散传输，包括气体分子的渗透、重新吸附和溶解等过程。
能传是指气体分子在溶液中释放或吸收能量，从而参与到化学反应中。
对于溶液吸收来说，通常会发生溶解、吸附、反应等过程。
在气体吸收过程中，溶剂的选择是十分重要的。
常用的溶剂包括水、乙醇、甲醇、丙酮等。
不同的溶剂对于不同的气体有着不同的选择，具体的选择需要考虑其溶解度、选择性、毒性、成本等因素。
二、影响气体吸收的因素1. 气体性质气体的性质对气体吸收的影响十分显著。
例如，气体的溶解度、扩散系数、表面张力等均会影响气体在溶液中的吸收速率。
2. 溶剂性质不同的溶剂对气体的溶解度不同，对于不同的气体有不同的选择。
此外，溶剂的粘度、温度、酸碱性等也会影响气体的溶解和吸收速率。
3. 操作条件操作条件包括温度、压力、气体流量、溶液浓度等。
这些操作条件对气体吸收的速率、效率、能耗等方面都有着重要的影响。
4. 设备结构设备结构对气体吸收的效率、能耗、稳定性等都有很大的影响。
例如，吸收塔的塔板设计、填料结构、液体循环方式等都会对气体吸收过程产生影响。
5. 质量传递模式质量传递模式包括气体-液体相间的传递和气体在液相中的扩散传递。
传质速率和传质方式会对气体吸收过程产生影响。
6. 气液接触方式气液接触方式包括气液接触面积、气液接触时间等。
这些因素直接影响着气体分子与溶剂分子之间的相互作用过程。
三、气体吸收的工艺方法根据气体吸收过程中气体与溶剂之间的相互作用方式，气体吸收的工艺方法主要包括物理吸收、化学吸收和生物吸收等。
1. 物理吸收物理吸收是指气体分子在溶剂中的溶解和吸附过程。
物理吸收的主要方式包括分子间力作用（如范德华力、静电作用）和气液相间传递。
常见的物理吸收方法包括吸附、解吸、扩散等过程。
物理吸收主要应用于一些低气体浓度和不易发生化学反应的气体分离和净化。
吸收的工作原理
吸收的工作原理
吸收的工作原理可以简单地解释为物质间的相互作用。
当一个物质与另一个物质接触时，吸收现象可能发生。
以下是一些常见的吸收机制：
1. 物理吸收：物质之间的物理作用力导致吸附。
例如，气体分子在固体表面上被物理吸附，因为它们与固体表面之间存在吸引力。
这种吸附通常不是很强烈，可以通过增加温度或减小气体分子尺寸来减弱。
2. 化学吸收：化学作用导致吸附。
这种吸附是由于吸附物与被吸附物之间的化学键形成。
例如，气体分子在液体中通过与液体分子之间的化学键形成溶解。
3. 离子交换吸附：在离子交换树脂等吸附剂上发生的一种特殊类型的吸附。
这种吸附是通过离子的交换来实现的，其中吸附剂上的离子与溶液中的离子进行交换。
4. 表面吸附：吸附物附着在另一物质的表面上。
这可以通过物理或化学交互作用完成。
无论是哪种吸附机制，吸附通常受以下因素的影响：吸附剂和被吸附物的物理和化学性质，温度，压力，浓度，表面积和接触时间。
探究气体吸附的量热学及动力学性质
探究气体吸附的量热学及动力学性质气体吸附的量热学及动力学性质是物理化学领域中的一个重要议题，涉及到材料科学、环境科学、能源科学等多个研究领域。
本文将从吸附过程基本原理、气体吸附热力学和动力学两个方面来探讨气体吸附的量热学及动力学性质。
吸附过程基本原理吸附是指气体分子在固体表面、液体表面或气体表面上凝聚并保持存在的现象。
常见的气体吸附模式有物理吸附和化学吸附两种。
物理吸附是指吸附介质表面与气体分子间的Van der Waals力或孔道内气体分子因空间受限而引起的相互作用力使气体分子产生吸附，通常是可逆的吸附。
而化学吸附则是指气体分子与吸附介质表面上的官能团（如-OH、-NH2等）或晶格上的空缺（如金属表面上的空位）发生化学键而产生的吸附，通常是不可逆的吸附。
气体吸附热力学气体吸附热力学主要关注吸附过程中热力学参数的变化情况，包括吸附平衡热力学参数、吸附热和等温吸附热力学参数。
其中，吸附平衡热力学参数是指气体与吸附物之间的平衡状态下的热力学参数，包括吸附平衡常数、吸附熵变和吸附焓变等。
吸附热是指气体吸附到吸附物表面时所释放或吸收的热量，其大小决定吸附过程中热力学能量变化大小。
而等温吸附热力学参数则是指在吸附温度不变的情况下，通过调节吸附压力或吸附量，获得一些平衡对应状态下的热力学参数，如等温吸附线和吸附热力学函数等。
气体动力学气体吸附动力学则关注的是吸附过程中的动力学参数变化情况，包括气体吸附速率、气体扩散系数、吸附物在气体相中的浓度分布等。
气体吸附速率是指气体吸附到固体表面上每单位面积单位时间内的量，它受到气体分子与固体表面的作用力以及分子的能量和速度等因素的影响。
气体扩散系数则是指气体在吸附物内部扩散的速率，它受到吸附物的孔径大小、形状、结构和表面性质等因素的影响。
吸附物在气体相中的浓度分布，则可利用吸附等温线和吸附等温线的数学运算来推导和计算。
在实际应用中，气体吸附的量热学和动力学性质对于许多领域都有重要的意义。
化学气体吸收过程
化学气体吸收过程化学气体吸收过程化学气体吸收是一种常见的化学工程处理技术，常用于去除废气中的有毒有害气体，以及净化生产过程中的废气和废水，使其达到环境和安全要求。
化学气体吸收可以通过化学反应将气体转化为无害的物质，也可以将气体固定在吸收剂中，避免其释放到大气中造成污染。
本文将介绍化学气体吸收过程的基本原理、分类、影响因素、吸收剂及应用。
一、基本原理化学气体吸收是一种气液相的质量传递过程，即气体分子在被液体吸收剂接触后被相互作用吸附或溶解到溶液中的过程。
在化学气体吸收过程中，气体分子在其与吸收剂接触的过程中，会出现发生化学反应的可能性，从而转化为固体、液体或气体形式被吸收。
因此，化学气体吸收包含了物理吸附、化学吸附、化学反应和物化反应等多种吸收方式。
二、分类化学气体吸收根据吸收剂的不同可分为物理吸收、化学吸收和氧化吸收等几种方式。
1. 物理吸收物理吸收是通过物理机制使有害气体与液体吸收剂接触，并通过吸收剂的溶解作用来吸收气体。
一般是在吸收剂表面形成单分子层，所需吸收剂量较大，吸收条件较严格。
常用的物理吸收剂包括水、乙醇、乙二醇、甲醇和石油醚等。
2. 化学吸收化学吸收是指有毒气体在吸收剂中发生化学反应转化为无毒无害物质的过程。
化学吸收的运动学限制比物理吸收小，吸收能力较大，一般选择环境稳定的物质作为吸收剂。
常用的化学吸收剂包括碱式氢氧化物、浓酸、氨水、多羟基化合物等。
3. 氧化吸收氧化吸收是指通过氧化作用将有毒气体转化为无毒气体的过程。
氧化吸收使用较多的是一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物的吸收。
常用的氧化吸收剂包括過酸和過氧化氫等。
三、影响因素化学气体吸收过程的效果不仅受吸收剂的选择和气体的组成影响，还受到以下因素的影响：1. 温度一般情况下，温度升高会使气体分子在液体表面的扩散速度增快，从而提高了吸收剂的吸收能力。
但当温度过高时，吸收剂中的某些元素可能会溶解，对系统产生不利影响。
2. 流量气体流量是化学气体吸收过程中的另一个重要参数。
气体的吸收与解吸
kxa L
三、实验要求
学生根据学习吸收-解吸的基本原理和本装 置条件确定实验内容
确定数据采集点,获取必须的实验数据
拟定实验步骤和操作方法;保证实验数据的
准确性及可靠性,经指导教师同意以后开始
实验操作
三、实验要求
按照拟定的实验步骤进行实验,在获取必要 的数据后经指导教师同意,停止实验操作
六、注意事项
取样的流量与测量饱和水的取样流量保持 一致
实验中采集数据不能漏项
实验开始阶段应适当加大流量排出气泡， 确定管道内无气泡之后进行实验
一、实验目的和任务
1观察填料塔内的气液流动现象;学会气相色谱仪、 二氧化碳气敏电极的测定方法及原理,测出“二氧 化碳、空气与水”体系的体积传质系数 2了解填料吸收塔的操作原理和实验方法； 3测定干填料塔单位填料高度的压力降Δp与空气 气速的变化关系； 4在一定的水喷淋密度下，测定湿填料塔单位填料 高度的压力降Δp与空气气速的变化关系，并确定 泛点速度； 5以氨吸收为对象测定填料塔的传质单元数 NOG、 传质单元高度HOG、总体积吸收系数KYa.
整理实验数据,写实验报告
实验中要求纪录的数据包括进塔水流量、
水温、氮气、空气流量、进出塔水中溶解
氧浓度及饱和水浓度和温度
四、实验基本操作步骤
制取饱和水，由泵输送至饱和塔3顶部，空 气泵将空气送入塔3的底部；用饱和水标定 测氧仪。
饱和水槽溢流以后，即可向解吸塔1和吸收 塔2供水，同时向塔内通入气体。气体流量 保持恒定，水流量从10L/h至60L/h改变6次。
四、实验操作步骤
化工原理吸收
稳定性好：即 吸收剂在储存 和使用过程中 稳定性较好， 不易分解或变 质
吸收剂的选择
在实际应用中，常用的吸收剂包 括水、醇、酮、醚等有机溶剂以
及酸、碱等无机溶液
选择哪种吸收剂需要根据具体的 分离要求和条件来确定
PART 4
吸收设备
吸收设备
1 吸收设备是实现吸收过程的重要工具 2 常见的吸收设备有填料塔、板式塔和喷淋塔等 3 这些设备的主要区别在于塔内气液接触的方式和流动状态 4 填料塔内装有固体填料，液体从填料表面流下时形成薄膜，气体通过时与薄膜相接触而发生吸收 5 板式塔内装有多层塔板或筛板，气体通过塔板时形成鼓泡层，与液体充分接触 6 喷淋塔内液体从顶部喷淋而下，气体自下而上流动，气液在塔内逆流接触 7 根据不同的工艺要求和物料特性，可以选择适合的吸收设备
选择合适的吸收 剂是实现高效吸 收的关键。吸收 剂应具备以下特
点
吸收剂的选择
溶解度大：即 能够大量吸附 待分离的气体 组分
选择性好：即 对所需分离的 气体组分具有 较高的吸附能 力，而对其他 组分的吸附能 力较低
挥发性低：即 吸收剂不易挥 发，以减少损 失
无毒、无腐蚀 性：即不会对 设备造成腐蚀 或污染环境
与吸收剂分子发生相互作用，气体分子
被吸收剂分子吸附而溶解在吸收剂中
05
吸 收 剂 可 以a选a择a 性 地 吸 附 某 种 气 体 或 多
种气体，从而实现气体的分离和净化
03
溶 解 后 的 气a体a分a 子 在 吸 收 剂 中 扩 散 ， 最
终达到气液平衡状态
PART 3
吸收剂的选择
吸收剂的选择
20XX
化工原理吸收
-
1 吸收的定义 3 吸收剂的选择 5 吸收的应用
化工原理-气体吸收_图文
• 气体的溶解度与温度有关，一般来说，温度下降则气体的 溶解度增高。
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。例：图2-2，2-3，2-4。
本章以分析单组分的等温物理吸收为重点，以便掌握最基本 的原理。
• 气体吸收是物质自气相到液相的转移，这是一种传质过程。 • 混合气体中某一组分能否进入溶液里，既取决于该组分的分压，
也取决于溶液里该组分的平衡蒸汽压。如果混合气体中该气体的 分压大于溶液的平衡蒸汽压，这个组分便可自气相转移至液相， 即被吸收。由于转移的结果，溶液里这个组分的浓度便增高，它 的平衡蒸汽压也随着增高，到最后，可以增高到等于它在气相中 的分压，传质过程于是停止，这时称为气液两相达到平衡。 • 反之，如果溶液中的某一组分的平衡蒸汽压大于混合气体中该组 分的分压，这个组分便要从溶液中释放出来，即从液相转移到气 相，这种情况称为解吸（或脱吸）。 • 所以根据两相的平衡关系可以判断传质过程的方向与极限，而且 ，两相的浓度距离平衡愈远，则传质的推动力愈大，传质速率也 愈大。 • 吸收操作的分析，应该从气液两相的平衡关系与传质速率关系着 手，本章各节即如此展开讨论。
y
相对于气相浓度而言实
际液相浓度过饱和
(x>x*)，故液相有释放
o
溶质 A 的能力。
y*=f(x)
吸收溶质
Q
释放溶质
x* x x
结论：若系统气、液相浓度(y,x)在平衡线下方，则体系将 发生从液相到气相的传质，即解吸过程。
传质过程的方向
气、液相浓度(y,x)处于
吸收的工作原理
吸收的工作原理
吸收是一种过程，通过该过程物质可以吸引并保留周围环境中的其他物质。
吸收通常发生在吸收剂和吸附剂之间的界面上，其中吸附剂是一种具有高度的吸附能力的材料。
吸收的工作原理可以通过不同的机制进行描述，以下是几种常见的吸收机制：
1. 质量传递：在吸收过程中，吸附剂会与被吸收物质发生质量传递。
这种传递可以通过物理或化学方式实现。
例如，气体吸收到液体中时，气体分子会与液体分子发生碰撞，并通过弥散、对流、扩散等过程传递到液体相。
2. 表面作用：吸附剂通常具有大量的表面积，这意味着它们与周围环境的接触面积很大。
这使得吸附剂能够通过表面作用力将周围物质吸附或吸引到其表面上。
例如，活性炭是一种常用的吸附剂，具有大量微孔和大孔，可以通过物理吸附将气体或液体中的有机物质吸附到其表面上。
3. 化学反应：吸附剂可以与被吸收物质进行化学反应，形成一种新的化合物。
这种化学反应可能会改变吸附剂的物化性质以及被吸收物质的性质。
例如，催化剂可以通过化学反应吸附和转化气态反应物，从而增加反应速率。
4. 离子交换：某些吸附剂可以通过离子交换作用从溶液中吸附或释放特定离子。
这种离子交换通过吸附剂表面的功能官能团实现，可以用于水处理和离子选择性吸附。
总的来说，吸收的工作原理可以归结为吸附剂与被吸附物质之间的相互作用，包括质量传递、表面作用、化学反应和离子交换等机制。
这些机制的选择取决于吸附剂和被吸收物质的性质以及目标应用。
气体吸收操作—吸收的基本原理认知(化工单元操作课件)
1. 相内传质：由于有浓度差，在一相内部发生的物质的传递； 2. 相际传质：从一相到另一相发生的物质的传递。
化工单元操作技术
二、相组成的表示方法
1. 易混淆的名词
例：75%空气-25%NH3 混合气体
（1）组分：混合物中的每种物质（溶质和惰性气体） （2）组成：混合物中组分的相对数量关系 用x(X)表示液相组成
传质过程也称为扩散过程，扩散的推动力是浓度差。
四、相内传质（扩散）的基本方式
化工单元操作技术
气液传质过程中，界面溶解即相际传质容易发生且速度很快，前后的相内传质很重要， 是如何进行物质传递的呢？
1. 扩散现象
（1）定义：由于浓度差，物质由高浓度向低浓度转移（最终各处浓度均相等）。
（2）推动力：浓度差
化工单元操作技术
2. 表示方法： （2）质量浓度和摩尔浓度
①质量浓度：混合物中某组分的质量mi与混合物的总体积V的比值，用符号 ρi表示。
ρi =mi/V
②摩尔浓度:混合物中某组分(溶质气体)的物质的量ni与混合物总体积V的比值， 用符号 ci表示。
ci= ni/V
化工单元操作技术
二、相组成的表示方法
②推动力：浓度差（唯一条件） （静止/层流/湍流）
是不是只有静止的 流体才会发生分子
扩散？
四、相内传涡流扩散：
在流体作湍流运动的主体区内，凭借流体的湍动造成流体质点相互碰撞和混合， 使组分从高浓度向低浓度方向传递，此现象称为涡流扩散。
①机理：流体的湍动造成流体质点相互碰撞和混合 ②推动力：浓度差、质点湍动
双膜理论的应用
任务：试用双膜理论分析工业吸收过程中，如何提高吸收过程的传质速
率以强化吸收效果？
（设法减小两膜的厚度，减小传质阻力——流速越大，气膜和液膜的厚度越薄， 增大流速，可以减小传质阻力，提高吸收速率。）
2.1气体吸收基本原理
20
式中 NA—溶质A的对流扩散速率，kmol/（m2.s）； D—溶质A在气相的扩散系数，m2/s; ZG—气相有效滞流膜层厚度，m ； P—气相总压，Pa ； p—气相主体中溶质A分压，Pa ； pi—相界面处的溶质A分压，Pa ； pBm—惰性组分B在气相主体与相界面处的分压的 对数平均值，Pa；
在吸收过程中，当气相中溶质的实际分压p高于其与液相成平衡的 溶质分压时，即p＞p*时，溶质便由气相向液相转移，于是就发生了吸 收过程。p与p*的差别越大，吸收的推动力越大，吸收的速率也越大； 反之，如果p＜p*，溶质便由液相向气相转移，即吸收的逆过程， 称为解吸（或脱吸）。 因此，我们必须弄清吸收过程中的气液平衡规律。而要进行吸收过 24 程的计算，也必须弄清楚平衡关系。
可用亨利定律表示在一定温度下，吸收气体的平衡分压 与其在液相中浓度的关系。在一定温度下，则p*只是x的 函数。
P f ( x)
对于稀溶液，上列 平衡关系式可以是一条 通过原点的直线（见图 1-2中SO2的溶解度曲 线），即气液两相的浓 度成正比。
图1-2 气体在液体中的溶解度
25
在总压不很高（一般小于5×105Pa）时，在一定温度下， 当溶解达到平衡时，稀溶液上方溶质A的平衡分压与其在溶液 中的浓度成正比。
21
同理，有效滞流膜层的概念，也完全适用于相界面的液 相一侧，在液相一侧的对流扩散速率方程可写为：
D 'C NA (ci c) Z L cSm
式中 D`—溶质A在液相中的扩散系数,m2/s； ZL—液相有效滞流膜层厚度，m； c—液相主体中溶质A浓度，kmol/m3； ci—相界面处溶质A浓度，kmol/m3 ； csm—溶剂在液相主体中与相界面处的浓度对数平 均值，kmol/m3，（其它符号的意义与单位同前）。
2021化工生产技术大赛 第十一部分 气体的吸收基本原理
2021化工生产技术大赛第十一部分气体的吸收基本原理您的姓名： [填空题] *_________________________________1、当X*>X时，（）。
[单选题] *A、发生吸收过程(正确答案)B、发生解吸过程C、吸收推动力为零D、解吸推动力为零2、“液膜控制”吸收过程的条件是（）。
[单选题] *A、易溶气体，气膜阻力可忽略B、难溶气体，气膜阻力可忽略(正确答案)C、易溶气体，液膜阻力可忽略D、难溶气体，液膜阻力可忽略3、氨水的摩尔分率为20%，而它的比分率应是（）%。
[单选题] *A、15B、20C、25(正确答案)D、304、传质单元数只与物系的（）有关。
[单选题] *A、气体处理量B、吸收剂用量C、气体的进口、出口浓度和推动力(正确答案)D、吸收剂进口浓度5、当y，y1，y2及X2一定时，减少吸收剂用量，则所需填料层高度Z与液相出口浓度Xl的变化为（）。
[单选题] *A、Z，X1均增加(正确答案)B、Z，X1均减小C、Z减少，X1增加D、Z增加，X1减小6、低浓度的气膜控制系统，在逆流吸收操作中，若其他条件不变，但入口液体组成增高时，则气相出口组成将（）。
[单选题] *A、增加(正确答案)B、减少C、不变D、不定7、低浓度逆流吸收塔设计中，若气体流量、进出口组成及液体进口组成一定，减小吸收剂用量，传质推动力将（）。
[单选题] *A、变大B、不变C、变小(正确答案)D、不确定8、对接近常压的溶质浓度低的气液平衡系统，当总压增大时，亨利系数E（），相平衡常数m( )，溶解度系数( )。
[单选题] *A、增大减小不变B、减小不变不变C、不变减小不变(正确答案)D、均无法确定9、对于吸收来说，当其他条件一定时，溶液出口浓度越低，则下列说法正确的是（）。
[单选题] *A、吸收剂用量越小，吸收推动力将减小B、吸收剂用量越小，吸收推动力增加C、吸收剂用量越大，吸收推动力将减小D、吸收剂用量越大，吸收推动力增加(正确答案)10、反映吸收过程进行的难易程度的因数为（）。
吸收单元操作的基本原理和目的
吸收单元操作的基本原理和目的
吸收单元操作是一种常用的化工过程，其基本原理是利用吸收剂与气体混合物中各组分在某种溶剂中的溶解度差异，将气体中不同组分从气相转移到液相中。
吸收单元操作的目的主要包括以下几个方面：
1.分离气体混合物
吸收剂可以将气体混合物中的不同组分进行选择性吸收，使其从气相转移到液相中，从而实现气体混合物的分离。
例如，用碳酸钾溶液吸收二氧化碳，从混合气体中分离出二氧化碳后，剩余的气体则主要为氧气。
2.提纯和浓缩
吸收剂可以选择性吸收混合物中的某一组分，同时将其他组分留在气相中。
通过控制吸收剂的浓度、温度等条件，可以将被吸收组分从液相中释放出来，从而实现提纯和浓缩的目的。
例如，用稀硫酸吸收氨气，可以将氨气从混合气体中分离出来并浓缩成浓氨水。
3.化学反应
吸收剂可以与气体混合物中的某些组分发生化学反应，从而将其转化为液相中的化合物。
例如，用碱性溶液吸收二氧化碳，可以将其转化为碳酸盐类化合物。
4.回收和利用
吸收剂可以将气体混合物中的有用组分回收并加以利用。
例如，用有机溶剂回收天然气中的乙烷、丙烷等组分，可以将它们用于化工生产或其他领域。
5.环境保护
吸收剂可以去除气体混合物中的有害组分，从而减少对环境的污染。
例如，用碱性溶液吸收烟气中的二氧化硫，可以减少二氧化硫对大气的污染。
总之，吸收单元操作是一种有效的气体混合物处理方法，可以用于分离、提纯、浓缩、化学反应、回收和环境保护等领域。
通过选择合适的吸收剂和控制操作条件，可以实现不同的目的和应用。
吸收的工作原理
吸收的工作原理
吸收的工作原理是指物质通过接触表面并进入内部，从而被另一种物质所吸附、吸收或吸收的过程。
这种过程可以发生在各种不同的物质之间，如气体吸附到固体表面、液体被固体吸收等。
吸收的工作原理有几个重要的因素影响。
首先是表面积。
吸收过程发生在接触面上，因此增大表面积可以提高吸收速度和效率。
例如，多孔材料由于其较大的内表面积可以更好地吸收气体或液体。
其次是吸附剂的性质。
吸附剂通常具有高的表面活性，可以与待吸收物质发生相互作用。
吸附剂的化学性质可以通过物理吸附或化学吸附的方式吸附物质。
物理吸附是通过分子间的范德华力或静电作用吸附物质，而化学吸附是通过化学键或其他化学反应吸附物质。
此外，温度和压力也会对吸收过程产生影响。
一般来说，随着温度的升高，吸附速率会增加，而随着压力的增加，物质吸附的量也会增加。
吸收过程有许多实际应用。
例如，在环境保护领域，吸收可以用于去除废气中的有毒气体，通过选择性吸附材料来吸附特定的物质。
在化学工程中，吸收可以用于分离混合物中的不同组分，如通过吸附柱实现液体色谱分离等。
总之，吸收的工作原理涉及物质通过表面吸附或吸附剂吸附的
过程，受到表面积、吸附剂性质、温度和压力等因素的影响。
通过理解吸收的工作原理，可以更好地应用吸收技术解决实际的问题。
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第十一部分气体的吸收基本原理一、单项选择题(中级工)1．当X*＞X时，( A )。
A.发生吸收过程 B．发生解吸过程 C．吸收推动力为零 D．解吸推动力为零2．“液膜控制”吸收过程的条件是( B )。
A.易溶气体，气膜阻力可忽略 B．难溶气体，气膜阻力可忽略C.易溶气体，液膜阻力可忽略 D．难溶气体，液膜阻力可忽略3．氨水的摩尔分数为20％，而它的比摩尔分数应是( C )％。
A．15 B．20 C．25 D．304．传质单元数只与物系的( C )有关。
A.气体处理量 B．吸收剂用量C．气体的进口、出口浓度和推动力 D．吸收剂进口浓度5.当V、y1、y2及X2一定时，减少吸收剂用量，则所需填料层高度Z与液相出口浓度X1的变化为( A )。
A．Z、X1均增大 B．Z、X1均减小 C．Z减少，x1增大 D．Z增大，X1减小6.低浓度的气膜控制系统，在逆流吸收操作中，若其他条件不变，人口液体组成增高时，则气相出口组成将( A )。
A.增加 B．减少 C．不变 D．不定7.低浓度逆流吸收塔设计中，若气体流量、进出口组成及液体进口组成一定，减小吸收剂用量，传质推动力将( C )。
A.变大 B．不变 C．变小 D．不确定8.对接近常压的溶质浓度低的气液平衡系统，当总压增大时，亨利系数E( )，相平衡常数m( C )，溶解度系数( )。
A．增大减小不变 B．减小不变不变 C．不变减小不变 D．均无法确定9.对于吸收来说，当其他条件一定时，溶液出口浓度越低，则下列说法正确的是( D )。
A．吸收剂用量越小，吸收推动力越小 B．吸收剂用量越小，吸收推动力越大C．吸收剂用量越大，吸收推动力越小 D．吸收剂用量越大，吸收推动力越大10．反映吸收过程进行的难易程度的因数为( C )。
A．传质单元高度B．液气比数 C．传质单元数 D．脱吸因数11．根据双膜理论，用水吸收空气中的氨的吸收过程是( A )。
A．气膜控制 B．液膜控制 C．双膜控制 D．不能确定12．根据双膜理论，在气液接触界面处( D )。
A．气相组成大于液相组成 B．气相组成小于液相组成C．气相组成等于液相组成 D．气相组成与液相组成平衡13．计算吸收塔的塔径时，适宜的空塔气速为液泛气速的( A )倍。
A．0．6～O．8 B．1．1～2．0 C．O．3～O．5 D．1．6～2．414．利用气体混合物各组分在液体中溶解度的差异而使气体中不同组分分离的操作称为( C )。
A．蒸馏 B．萃取 C．吸收 D．解吸15．某吸收过程，已知气膜吸收系数k Y为4×10-4kmol／(m2·s)，液膜吸收系数k x为8kmol／(m2·s)，由此可判断该过程为( A )。
A．气膜控制 B．液膜控制 C．判断依据不足 D．双膜控制16．逆流操作的填料塔，当脱吸因数S>1，且填料层为无限高时，气液两相平衡出现在( B )。
A．塔顶 B．塔底 C．塔上部 D．塔下部17．逆流填料塔的泛点气速与液体喷淋量的关系是( C )。
A．喷淋量减小，泛点气速减小 B．无关C．喷淋量减小，泛点气速增大 D．喷淋量增大，泛点气速增大18．逆流吸收的填料塔中，当吸收因数A＜l，填料层无限高时，气液平衡出现在塔的什么位置?( C )A．塔顶 B．塔上部 C．塔底 D．塔下部19．溶解度较小时，气体在液相中的溶解度遵守( B )定律。
A．拉乌尔 B．亨利 C．开尔文 D．依数性20．若混合气体中氨的体积分数为0．5，则其摩尔比为( B )。
A．O．5 B．1 C．0．3 D．O．121．填料塔内用清水吸收混合气中氯化氢，当用水量增加时，气相总传质单元数N0G将( B )。
A．增加 B．减小 C．不变 D．不能判断22．填料塔以清水逆流吸收空气、氨混合气体中的氨。
当操作条件一定时(Y1、L、V都一定时)，若塔内填料层高度Z增加，而其他操作条件不变，出口气体的浓度y2将( B )。
A．上升 B．下降 C．不变 D．无法判断23．填料塔中用清水吸收混合气中NH3，当水泵发生故障上水量减少时，气相总传质单元数( A )。
A．增加 B．减少 C．不变 D.不确定24．填料支承装置是填料塔的主要附件之一，要求支承装置的自由截面积应( B )填料层的自由截面积。
A．小 B．大于 C．等于 D.都可以25．通常所讨论的吸收操作中，当吸收剂用量趋于最小用量时，完成一定的任务( C )。
A．回收率趋向最高 B．吸收推动力趋向最大C．固定资产投资费用最高 D．操作费用最低26．吸收操作的目的是分离( A )。
A．气体混合物 B．液体均相混合物C．气液混合物 D．部分互溶的均相}昆合物27．吸收操作过程中，在塔的负荷范围内，当}昆合气处理量增大时，为保持回收率不变，可采取的措施有( A )。
A．减少操作温度 B．减少吸收剂用量C．降低填料层高度 D．减少操作压力28．吸收操作气速一般( D )。
A．大于泛点气速 B．小于载点气速C．大于泛点气速而小于载点气速 D．大于载点气速而小于泛点气速29．吸收操作中，减少吸收剂用量，将引起尾气浓度( A )。
A．升高 B．下降 C．不变 D.无法判断30．吸收操作中，气流若达到( A )，将有大量液体被气流带出，操作极不稳定。
A．液泛气速 B．空塔气速 C．载点气速 D.临界气速31.吸收过程能够进行的条件是( B )。
A．p=p* B．p＞p* C．p＜p* D.不需条件32．吸收过程是溶质( A )的传递过程。
A．从气相向液相 B．气液两相之间 C．从液相向气相 D·任一相态33．吸收过程中一般多采用逆流流程，主要是因为( B )。
A．流体阻力最小 B．传质推动力最大 C．流程最简单 D.操作最方便34．吸收混合气中苯，已知y1=0．04，吸收率是80％，则y1、y2是( A )。
A．O．04167kmol苯／kmol惰气，0．00833kmol苯／kmol惰气B．O．02kmol苯／kmol惰气，0．005kmol苯／kmol惰气C．0．04167kmol苯／kmol惰气，O．02kmol苯／ktool惰气D．O．0831kmol苯／kmol惰气，O．002kmol苯／ktool惰气35．吸收塔的设计中，若填料性质及处理量(气体)一定，液气比增加，则传质推动力( A )。
A．增大 B．减小 C．不变 D·不能判断36．吸收塔内不同截面处吸收速率( B )。
A．基本相同 B．各不相同 C．完全相同 D·均为O37．吸收塔尾气超标，可能引起的原因是( D )。
A．塔压增大 B．吸收剂降温 C．吸收剂用量增大 D．吸收剂纯度下降38．下列不是填料特性的是( D )。
A．比表面积 B．空隙率 C．填料因子 D．填料密度39．气体吸收单元操作中，下述说法错误的是( B )。
A．溶解度系数H值大，为易溶气体 B．亨利系数E值大，为易溶气体C．亨利系数E值大，为难溶气体 D．平衡常数优值大，为难溶气体40．已知常压、20℃时稀氨水的相平衡关系为y*=O．94X，今使含氨6％(摩尔分数)的混合气体与X=0．05的氨水接触，则将发生( B )。
A．解吸过程 B．吸收过程 C．已达平衡无过程发生 D．无法判断41．用纯溶剂吸收混合气中的溶质，逆流操作时，平衡关系满足亨利定律。
当入塔气体浓度y1上升，而其他人塔条件不变，则气体出塔浓度y2和吸收率φ的变化为( C )。
A．y2上升，φ下降 B．y2下降，φ上升 C．y2J=升，φ不变 D．y2上升，φ变化不确定42．用水吸收下列气体时，( C )属于液膜控制。
A．氯化氢 B．氨 C．氯气 D．三氧化硫43．与吸收设备的形式、操作条件等有关的参数是( B )。
A．传质单元数 B．传质单元高度 C．理论板数 D．塔板高度44．在进行吸收操作时，吸收操作线总是位于平衡线的( A )。
A．上方 B．下方 C．重合 D．不一定45．在逆流吸收的填料塔中，当其他条件不变，只增大吸收剂的用量(不引起液泛)时，平衡线在Y-X图上的位置将( B )。
．A．降低 B．不变 C．升高 D．不能判断46．在气膜控制的吸收过程中，增加吸收剂用量，则( B )。
A．吸收传质阻力明显下降 B．吸收传质阻力基本不变C．吸收传质推动力减小 D．操作费用减小47．在填料塔中，低浓度难溶气体逆流吸收时，若其他条件不变，但人口气量增加，则出口气体吸收质组成将( A )。
A．增加 B．减少 C．不变 D．不定48．在吸收操作过程中，当吸收剂用量增加时，出塔溶液浓度( A )，尾气中溶质浓度( )。
A．下降下降 B．增高增高 C．下降增高 D．增高下降49．在吸收操作中，操作温度升高，其他条件不变，相平衡常数m( A )。
A.增加 B．不变 C．减小 D．不能确定50．在吸收操作中，其他条件不变，只增加操作温度，则吸收率将( B )。
A．增加 B．减小 C．不变 D．不能判断51．在吸收操作中，吸收塔某一截面上的总推动力(以液相组成差表示)为( A )。
A．X*-X B．X—X* C．X i—X D．X—X i52．在一符合亨利定律的气液平衡系统中，溶质在气相中的摩尔浓度与其在液相中的摩尔浓度的差值为( D )。
A．正值 B．负值 C．零 D．不确定53．只要组分在气相中的分压( B )液相中该组分的平衡分压，解吸就会继续进行，直至达到一个新的平衡为止。
A．大于 B．小于 C．等于 D．不等于54．最大吸收率叩与( D )无关。
A．液气比 B．液体人塔浓度 C．相平衡常数 D．吸收塔形式55．最小液气比( D )。
A．在生产中可以达到 B．是操作线斜率C．均可用公式进行计算 D．可作为选择适宜液气比的依据56．氯化氢在水中的溶解度很大，其溶解度与压力有关，并随温度升高而( B )。
A．增大 B．减小 C．不变 D．无法判断57．吸收效果的好坏可用( C )来表示。
A．转化率 B．变换率 C．吸收率 D．合成率58．一般情况下吸收剂用量为最小用量的( B )倍。
A．2 B．1．1～2．0 C．1．1 D．1．5～2．059．选择适宜的( A )是吸收分离高效而又经济的主要因素。
A．溶剂 B．溶质 C．催化剂 D．吸收塔60．在亨利表达式中m随温度升高而( C )。
A．不变 B．下降 C．上升 D．成平方关系61．MFA吸收CO2过程中对于( B )是惰气。
A．CO、CO2、H2 B．CO、H2、N2 C．H2S、CO2、N2 D．H2S、CO、CO262．亨利定律的表达式是( A )。
A．Y*=mx B．Y*=mx2 C．Y*=m／x D．Y*=x／m63．液氮洗涤一氧化碳是( B )过程。