化工原理第九章 吸收
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20.6.19
cxAA**
Байду номын сангаас
f (T , P, f (T , P,
pA) yA)
在总压不高，P<5atm时
cxAA**
f (T , f (T ,
pA) yA)
总压不高、一定温度下液相组成是气相组成的单值函数
cA* f ( pA ), xA* f ( yA )
同理，一定温度下的气相平衡分压是液相组成的函数：
体混合物。 (2)液体蒸馏: 加热液体混合物，利用混合物不同组分挥发性
的差异，使得液体混合物得以分离。 (3)液液萃取：液体组分在溶剂中的溶解度差别来分离液体混
合物。 (4)固体干燥：对含有一定湿份（液体）的固体提供一定的热
量，使之汽化，从固体的表面或内部转入气相。
20.6.19
混合气体与适当的液体接触，气体中的一个 或几个组分溶解在该液体内形成溶液，不能够溶 解的组分则保留在气相中，这样使得原混合气体 得以分离。这种利用各组分溶解度不同而分离气 体混合物的操作称为吸收。
第二节 气液相平衡
一、气体的溶解度 二、亨利定律 三、气液相平衡与吸收过程 的关系
20.6.19
一、气体的溶解度
1、气体在液体中溶解度的概念
气体在液相中的溶解度 ：气体在液体中的饱和浓度 cA*
表明一定条件下吸收过程可能达到的极限程度。
2、溶解度曲线
对于单组分物理吸收，由相律知
f c 2 322 3
3.制备某种气体的溶液; （用水吸收氯化氢制取盐 酸、用水吸收甲醛以制备福尔马林溶液等）
4.工业废气的治理。（工业废气中含有的SO2、 NOx等有害成分需在排放前进行处理）
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三、吸收的分类
1.物理吸收和化学吸收； 溶质与溶剂是否有明显的化学反应发生
2.单组分吸收和多组分吸收； 被吸收的组分的数目
性低：减少设备的尺寸。 5.腐蚀性低：减少设备费用。 6.化学稳定性高； 7.无毒、无害、价廉、易于再生等。
总的选择原则是：经济、合理。
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五、相组成表示法
1、质量分数与摩尔分数
质量分数：在混合物中某组分的质量占混合物总
质量的分数。
wA
mA m
摩尔分数：在混合物中某组分的摩尔数占混合 物总摩尔数的分数。
第九章 吸收
第一节 概述
一、吸收的有关概念 二、吸收在工业上的应用 三、吸收的分类 四、吸收的流程和溶剂 五、相组成表示方法
20.6.19
一、吸收的有关概念
传质过程：物质在相际间的转移——物质传递过程 传质过程的依据：混合物中各组分在两相间平衡分配不同。 以传质过程为特征的单元操作在化工升中应用甚广。如： (1)气体吸收：依据气体组分在液相中的溶解度差别来处理气
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二、亨利定律
1、亨利定律 ——稀溶液
pA* ExA
E——亨利常数，单位与压力单位一致 。 E值取决于物系的特性及温度；对于一定的气体和一定的 溶剂，温度T上升，E值增大，溶解度下降； 在同一溶剂中，E值越大的气体越难溶。
2、亨利定律的其他表示形式
1）用溶质A在溶液中的摩尔浓度和气相中的分压表示的 亨利定律
CA
mA V
wAm V
wA
浓度与摩尔分数的关系
cA xAc
(c为混合物的总浓度)
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4、气体总压与理想气体中组分的分压
总压与某组分分压之间的关系: pA PyA
摩尔比与分压之间的关系: 摩尔浓度与分压之间的关系:
YA
pA P pA
cA
nA V
pA RT
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第九章 吸收
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气相： 液相：
yA
nA n
xA
nA n
yA yB yN 1 xA xB xN 1
质量分数与摩尔分数的关系：
xA
nA n
mw A
/ MA
mw A / M A mw B / MB mw N
/ MN
wA/M A
wA/M A wB/MB wN/M N
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m
wA
wA 1 wA
摩尔分数与摩尔比的关系：
X x 1 x
x X 1 X
Y y 1 y
y Y 1Y
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3、质量浓度与物质的量浓度
质量浓度：单位体积混合物中某组分的质量。
CA
mA V
(kggm-3 )
物质的量浓度：单位体积混合物中某组分的摩尔数。
cA
nA V
(kmolgm-3 )
质量浓度与质量分数的关系：
pA* F (cA ), yA* F (xA )
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吸收剂、温度T、P 一定时，不同物质的溶解度不同。 对于同一种气体，分压一定时，温度T越高，溶解度越小。 对于同一种气体，温度T一定时，分压P越大，溶解度越大。 加压和降温对吸收操作有利。
混合气体中能溶解的组分称为溶质，以A表示；
不被吸收的组分称为惰性组分， 以B表示；
吸收操作所用的溶剂称为吸收剂， 以S表示。
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二、吸收在工业上的应用
1.分离混合气体以获得一定的组分;（液态烃处理 裂解气回收其中的乙烯、丙烯等）
2.除去有害组分以净化或精制气体;（用水或碱液 脱除合成氨原料气中的二氧化碳）
2、质量比与摩尔比
质量比：混合物中某组分A的质量与惰性组分B
（不参加传质的组分）的质量之比。 wA mA mB
摩尔比：混合物中某组分的摩尔数与惰性组分摩 尔数之比。
气相：
YA
nA nB
液相： X A
nA nB
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质量分数与质量比的关系：
mA
wA mA mB
m mB
wA wB
wA 1-wA
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p
* A
cA H
或
cA* HpA
H——溶解度系数 ，单位：kmol/m3·Pa或kmol/m3·atm。
H是温度的函数，H值随温度升高而减小。
易溶气体H值大，难溶气体H值小。
溶解度系数H与亨利系数E间的关系
pA*
cA H
,
pA*
ExA, xA
cA c
E
c H
设溶液的密度为 kg / m3，浓度为 c kmol / m3 ，则
3.等温吸收和非等温吸收； 热效应是否显著或设备散热状况
4.高浓度吸收和低浓度吸收。 混合物中气体的浓度
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四、吸收的流程、溶剂的选择
洗油
脱苯煤气
苯
加
热
含苯煤气
器
冷
水
却
器
过热蒸汽
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吸收与解吸流程
溶剂选择要求：
1.溶解度：对溶质组分应具有较大的溶解度 2.选择性高：对混合气体中的其他组分基本不吸收 3.挥发性小：减少溶剂的用量，避免引入新杂质 4.黏度低：便于运输；比热小：再生时节能；发泡
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Байду номын сангаас
f (T , P, f (T , P,
pA) yA)
在总压不高，P<5atm时
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f (T , f (T ,
pA) yA)
总压不高、一定温度下液相组成是气相组成的单值函数
cA* f ( pA ), xA* f ( yA )
同理，一定温度下的气相平衡分压是液相组成的函数：
体混合物。 (2)液体蒸馏: 加热液体混合物，利用混合物不同组分挥发性
的差异，使得液体混合物得以分离。 (3)液液萃取：液体组分在溶剂中的溶解度差别来分离液体混
合物。 (4)固体干燥：对含有一定湿份（液体）的固体提供一定的热
量，使之汽化，从固体的表面或内部转入气相。
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混合气体与适当的液体接触，气体中的一个 或几个组分溶解在该液体内形成溶液，不能够溶 解的组分则保留在气相中，这样使得原混合气体 得以分离。这种利用各组分溶解度不同而分离气 体混合物的操作称为吸收。
第二节 气液相平衡
一、气体的溶解度 二、亨利定律 三、气液相平衡与吸收过程 的关系
20.6.19
一、气体的溶解度
1、气体在液体中溶解度的概念
气体在液相中的溶解度 ：气体在液体中的饱和浓度 cA*
表明一定条件下吸收过程可能达到的极限程度。
2、溶解度曲线
对于单组分物理吸收，由相律知
f c 2 322 3
3.制备某种气体的溶液; （用水吸收氯化氢制取盐 酸、用水吸收甲醛以制备福尔马林溶液等）
4.工业废气的治理。（工业废气中含有的SO2、 NOx等有害成分需在排放前进行处理）
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三、吸收的分类
1.物理吸收和化学吸收； 溶质与溶剂是否有明显的化学反应发生
2.单组分吸收和多组分吸收； 被吸收的组分的数目
性低：减少设备的尺寸。 5.腐蚀性低：减少设备费用。 6.化学稳定性高； 7.无毒、无害、价廉、易于再生等。
总的选择原则是：经济、合理。
20.6.19
五、相组成表示法
1、质量分数与摩尔分数
质量分数：在混合物中某组分的质量占混合物总
质量的分数。
wA
mA m
摩尔分数：在混合物中某组分的摩尔数占混合 物总摩尔数的分数。
第九章 吸收
第一节 概述
一、吸收的有关概念 二、吸收在工业上的应用 三、吸收的分类 四、吸收的流程和溶剂 五、相组成表示方法
20.6.19
一、吸收的有关概念
传质过程：物质在相际间的转移——物质传递过程 传质过程的依据：混合物中各组分在两相间平衡分配不同。 以传质过程为特征的单元操作在化工升中应用甚广。如： (1)气体吸收：依据气体组分在液相中的溶解度差别来处理气
20.6.19
二、亨利定律
1、亨利定律 ——稀溶液
pA* ExA
E——亨利常数，单位与压力单位一致 。 E值取决于物系的特性及温度；对于一定的气体和一定的 溶剂，温度T上升，E值增大，溶解度下降； 在同一溶剂中，E值越大的气体越难溶。
2、亨利定律的其他表示形式
1）用溶质A在溶液中的摩尔浓度和气相中的分压表示的 亨利定律
CA
mA V
wAm V
wA
浓度与摩尔分数的关系
cA xAc
(c为混合物的总浓度)
20.6.19
4、气体总压与理想气体中组分的分压
总压与某组分分压之间的关系: pA PyA
摩尔比与分压之间的关系: 摩尔浓度与分压之间的关系:
YA
pA P pA
cA
nA V
pA RT
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第九章 吸收
20.6.19
气相： 液相：
yA
nA n
xA
nA n
yA yB yN 1 xA xB xN 1
质量分数与摩尔分数的关系：
xA
nA n
mw A
/ MA
mw A / M A mw B / MB mw N
/ MN
wA/M A
wA/M A wB/MB wN/M N
20.6.19
m
wA
wA 1 wA
摩尔分数与摩尔比的关系：
X x 1 x
x X 1 X
Y y 1 y
y Y 1Y
20.6.19
3、质量浓度与物质的量浓度
质量浓度：单位体积混合物中某组分的质量。
CA
mA V
(kggm-3 )
物质的量浓度：单位体积混合物中某组分的摩尔数。
cA
nA V
(kmolgm-3 )
质量浓度与质量分数的关系：
pA* F (cA ), yA* F (xA )
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吸收剂、温度T、P 一定时，不同物质的溶解度不同。 对于同一种气体，分压一定时，温度T越高，溶解度越小。 对于同一种气体，温度T一定时，分压P越大，溶解度越大。 加压和降温对吸收操作有利。
混合气体中能溶解的组分称为溶质，以A表示；
不被吸收的组分称为惰性组分， 以B表示；
吸收操作所用的溶剂称为吸收剂， 以S表示。
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二、吸收在工业上的应用
1.分离混合气体以获得一定的组分;（液态烃处理 裂解气回收其中的乙烯、丙烯等）
2.除去有害组分以净化或精制气体;（用水或碱液 脱除合成氨原料气中的二氧化碳）
2、质量比与摩尔比
质量比：混合物中某组分A的质量与惰性组分B
（不参加传质的组分）的质量之比。 wA mA mB
摩尔比：混合物中某组分的摩尔数与惰性组分摩 尔数之比。
气相：
YA
nA nB
液相： X A
nA nB
20.6.19
质量分数与质量比的关系：
mA
wA mA mB
m mB
wA wB
wA 1-wA
20.6.19
p
* A
cA H
或
cA* HpA
H——溶解度系数 ，单位：kmol/m3·Pa或kmol/m3·atm。
H是温度的函数，H值随温度升高而减小。
易溶气体H值大，难溶气体H值小。
溶解度系数H与亨利系数E间的关系
pA*
cA H
,
pA*
ExA, xA
cA c
E
c H
设溶液的密度为 kg / m3，浓度为 c kmol / m3 ，则
3.等温吸收和非等温吸收； 热效应是否显著或设备散热状况
4.高浓度吸收和低浓度吸收。 混合物中气体的浓度
20.6.19
四、吸收的流程、溶剂的选择
洗油
脱苯煤气
苯
加
热
含苯煤气
器
冷
水
却
器
过热蒸汽
20.6.19
吸收与解吸流程
溶剂选择要求：
1.溶解度：对溶质组分应具有较大的溶解度 2.选择性高：对混合气体中的其他组分基本不吸收 3.挥发性小：减少溶剂的用量，避免引入新杂质 4.黏度低：便于运输；比热小：再生时节能；发泡