《吸收解吸》PPT课件
2 吸收与解吸(讲稿)
第二节吸收与解吸2.1 概述吸收(absorption)是依据不同组分在溶剂中溶解度不同，让混合气体与适当的液体溶剂相接触，使气体中的一个或几个组分溶解于溶剂中形成溶液，难以溶解的组分保留在气相中,从而达到混合气体初步分离的操作。
所用液体称为吸收剂(或溶剂)。
气体中能被溶解的组分称为溶质或吸收质。
不被溶解的组分称为惰性气体或载体。
使溶质从溶液里脱除的过程称为解吸或脱吸。
它是吸收操作的逆过程，一个完整的吸收过程往往包括吸收与解吸两个部分。
为实现气体吸收过程，需要解决的问题是：①选择合适的溶剂(吸收剂)；②溶剂的再生，这项费用往往占整个吸收操作费用的很大比例；③设计或选用合适的传质设备。
吸收操作根据物系气—液组分间是否发生发生化学反应分为化学吸收和物理吸收；根据吸收过程热效应是否显著分为等温吸收和非等温吸收；根据混合气体浓度高低分为低浓度吸收和高浓度吸收；根据被吸收组分数分为单组分吸收和多组分吸收。
本节主要讨论单组分、低浓度、等温、物理吸收。
2.2 气液相平衡2.2.1 气体在液体中的溶解度在恒定温度和压力下气液两相接触时将发生溶质气体向液相转移，使其在液相中的浓度增加，当充分接触，两相达到相平衡。
此时，溶质在液相中的浓度称为平衡溶解度，简称溶解度；溶解度随温度和溶质气体的分压而不同，平衡时溶质在气相中的分压称为平衡分压。
平衡分压p ﹡与溶解度间的关系曲线，这些曲线称为溶解度曲线。
加。
故加压和降温有利于吸收操作。
反之，升温和减压则有利于解吸过程。
2.2.2 亨利定律亨利定律：当总压不太高(一般约小于500kPa)时，在一定温度下，稀溶液（或理想溶液）上方气相中溶质的平衡分压与液相中溶质的摩尔分数成正比。
Ex p A =*式中——*A p 溶质A 在气相中的平衡分压，kPa ；x ——液相中溶质的摩尔分数；E ——称为亨利系数，kPa 。
采用其他的气、液相组成时，亨利定律有如下几种表达形式：(1)气相组成用溶质A 的分压*A p ，液相组成用溶质的浓度c A 表示时，亨利定律可表示为Hc p A A =*式中c A ——液相中溶质的浓度kmol/m 3；H ——溶解度系数，kmol/(m 3﹒kPa)。
吸收解吸
一、实训目的1.认识吸收解吸设备结构2.认识吸收解吸装置流程及仪表3.掌握吸收解吸装置的运行操作技能4.学会常见异常现象的判别及处理方法二、吸收与解吸实训装置功能：1开车前准备和正常开停车实训任务1.1工艺文件准备能识记吸收、解吸生产过程工艺文件（能识读吸收岗位的工艺流程图、实训设备示意图、实训设备的平面和立面布置图，能绘制工艺配管简图，能识读仪表联锁图。
熟悉吸收塔、解吸塔、填料及附属设备等主要设备的结构和布置）。
1.1.1吸收与解吸基本原理气体吸收是典型的化工单元操作过程，其原理是根据气体混合物中各组分在选定液体吸收剂中物理溶解度或化学反应活性的不同而实现气体组分分离的传质单元操作。
前者称物理吸收，后者称化学吸收。
吸收操作所用的液体溶剂称为吸收剂，以S表示；混合气体中，能够显著溶解于吸收剂的组分称为吸收物质或溶质，以A表示；而几乎不被溶解的组分统称为惰性组分或载体，以B表示。
吸收操作所得的溶液称为吸收液或溶液，它是溶质A在溶剂S中的溶液；被吸收后排除出的气体称为吸收尾气，其主要成分为惰性气体B，但仍含有少量未被吸收的溶质A。
吸收操作在石油化工、天然气化工以及环境工程中有极其广泛的应用，按工程目的可归纳为：①净化原料气或精制气体产品；②分离气体混合物以获得需要的目的组分；③制取气体溶液作为产品或中间产品；④治理有害气体的污染、保护环境。
与吸收相反的过程，即溶质从液相中分离出来而转移到气相的过程（用惰性气体吹扫溶液或将溶液加热或将其送入减压容器中使溶质放出），称为解吸或提馏。
吸收与解吸的区别仅仅是过程中物质传递的方向相反，它们所依据的原理一样。
⑴. 气体在液体中的溶解度，即气－液平衡关系在一定条件（系统的温度和总压力）下，混合气中某溶质组分的分压若一定，则与之密切接触而达到平衡的溶液中，该溶质的浓度也为一定，反之亦然。
对气相中的溶质来说，液相中的浓度是它的溶解度；对液相中的溶质来说，气相分压是它的平衡蒸汽压。
实验七吸收(解吸)
N A K y F y y* Kx F x* x
式中： y, yi, x, xi ：气液相主体和界面处的溶质摩尔分数； x*,y*：与y和x呈平衡的液相和气相摩尔分数； kx , Kx , ky , Ky ：以液气相摩尔分数差为推动力的液气相分传质系数和总传质 F: 传质面积，m2
水流量 (m3/h)
水温度 (℃)
尾气体积 (L)
尾气温度 (℃)
填料层压 差(mmHg)
塔顶表压 (mmHg)
3. 试验装置
4. 实验步骤及注意事项
（1） 制备富氨水 先将自来水阀门打开，让高位槽 充满自来水，打开进入氨吸
收塔的进水阀门，让水充满氨吸收塔顶高位槽。
开氨气瓶出口阀（逆时针），然后慢慢开氨气表上的低压隔
膜阀（顺时针）至表上读数为p=0.01MPa。
开氨气流量计使读数为70%左右。
实验七
吸收(解吸)系数的测定
1. 实验目的
了解吸收(解吸)操作的基本流程和操作方法。 了解传质系数的测定方法。 测定空塔气速与液体流量对传质系数的影响。
2. 试验原理
（1）吸收速率 气相内传质的吸收速率：
N A k y F y yi
液相内传质的吸收速率：
N A k x F xi x
（2）解吸操作
开罗茨鼓风机（注意启动时的注意事项）。
先开进风的转子流量计，然后通入富氧水，进行解吸操作。
（3）记录数据
在塔顶和塔底各点流量、温度、富氨水浓度稳定时，方可读数。
（4）测定氨的浓度
5. 数据处理
序号 1 2 3 4 5 6 7 序号 1 2 3 4 5 6 7 空气流量 计读数 (m3/h) 计前表压 (mmHg) 空气温度 (℃) 氨气流量 计读数 (m3/h) 计前表压 (mmHg) 氨气温度 (℃)
化工原理下册课件第二章 吸收第6次课解吸及其他条件下的吸收
V
6k 7m h -1ol
Z K ya N O G 1.0 3 k2 m m 3h o 1 l 0 .8 2 m 2 6 .3 7 8 .3m 2
4
点评：此题是对吸收章节的全面复习， 涉及到下面五个重要的知识点。 1．吸收平衡关系——亨利定律，涉及了m与H的换算
公式，H的单位，也复习到了。 2．操作线方程和最小液气比的计算。 3．传质系数及其关系的换算， 4．平均推动力法求算填料层高度。 5．吸收因数法求算填料层高度。还有吸收率和理想
L
思路就是由所求目标推至已知条件。
（ 1） 求 x1
L y1 y2 V x1 x2
y1 y2 y1
或
y2
1 y 1
L 1 .5 L 1 .5 y 1 y 2
V
V min
y1 / m x2
y1
x1
mE
s
P M s H P
解题过程是由已知到未知。即求出 m
L V
y2
已知：在操作条件下，亨利系数E=1.73×105kN/m²。水溶
液的密度取1000kg/ m³，CO2的分子量44。
7. 常压25℃下，气相溶质A的分压为0.054atm的混 合气体分别与
– 溶质A浓度为0.002mol/l的水溶液； – 溶质A浓度为0.001mol/l的水溶液； – 溶质A浓度为0.003mol/l的水溶液； 接触，求以上三种情况下，溶质A在二相间的转移
2. 对于难溶气体，吸收时属于＿＿＿＿＿＿控制 的吸收，强化吸收的手段是＿＿＿＿＿。
3. 物理吸收的极限取决于当时条件下＿＿＿＿＿＿ ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，吸收速率取决于吸收质 从气相主体传入液相主体的＿＿＿＿＿＿＿。
4. 用Δp为推动力的气膜传质速率方程有两种,以气相 传质膜系数表达的传质速率方程为 ________________,以总传质系数表达的传质速率 方程为__________________。
化工原理下册课件第二篇 章 吸收第6次课解吸及其他条件下的吸收
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------1 / 10化工原理下册课件第二篇 章 吸收第6次课解吸及其他条件下的吸收2. 6 解 吸 2. 6 解 吸 一、概述 1 、作用: ① ① 吸收剂的再生，以便循环使用; ② 回收溶质，得到分离后气体。
2 、解吸常用的方法：压力低，温度高，有利于脱吸 加热溶液（加热解吸） ，增大溶液中溶质的 平衡分压 用水蒸汽（气提） ，加热、降低气相中溶质的 分压 ；适用于溶质为不凝性气体，或溶质冷凝液不溶于水 通惰性气体（惰性气体气提） ，降低操作压力，主要用于吸收剂的再生，不能直接得到纯净的溶质组分。
Y=mX B A X 1 X 2 Y 2 * Y 2 Y 1 1、 、 物料衡算：－＝－＝二 、解吸塔的计算 解吸过程的操作线总是在平衡线的下方， 解吸过程的推动力是吸收的相反值。
2 、操作线方程：3 、最小气液比：4 、填料层高度的求法：Z=H OG N OG =H OL N OL （（1 ）对数平均推动力法（（2 ）吸收因数法：－＝AY YY YAANOL *1 1*2 1) 1 ( ln11－＝2.7 强化吸收过程的途径从从可以看出，影响吸收的主要因素: K Y 、吸收推动力和相接触面积。
吸收过程的主要阻力集中在滞流膜上。
要提高吸收总系数, 必须设法降低气膜和液膜的厚度。
通过加大流体的流动速度，增加流体的湍动程度，则可减小滞流膜层的厚度。
一、提高吸收总系数K Y ( 或K G ) 或K X ( 或K L ) 三、增大单位吸收传质面积面积主要由设备来决定，对于填料塔，应该注意：填料的选型，应尽量选比表面积大的填料。
增大气液分散度，液体喷淋均匀，填料充分润湿，保证上升气泡和液层充分接触，达到传质目的。
第4章 气体吸收和解吸
32
二、吸收因子（吸收因素）法
组分i的吸收因子
L Ai VK i
⑴吸收因子因组分而异 ⑵A值的大小可以说明在某一具体的吸收 塔中过程进行的难易程度 分离要求一定：A↑→N↓； N一定：A↑→吸收程度↑ ⑶吸收因子与操作条件有关 p Ki Ai T Ki Ai 1 KV S ⑷解吸过程 L 33 A
v N 1 l0 v1 vN AN
v N 1 v1 A1 ┉AN A2 ┉AN ┉ AN l0 A2 ┉AN A3 ┉AN ┉ AN 1 v N 1 A1 ┉AN A2 ┉AN ┉ AN 1 v N 1 A1 ┉AN A2 ┉AN ┉ AN 1
9
一、物理吸衡关系服从 下方程： V V V
ˆ 0 f f2 V ( p p m ,2 2 1) ln ln H 2 x2 RT
V m,2
对于理想溶液， V
0
2
V V ˆ f22 H 2 x2 f
在低压下，用平衡分压p2代替，变成亨利定律的表达 形式，即 p H ' x
• 当溶质在溶剂中发生解离、缔合或化学反应 时，亨利定律不再适用。 • 气体溶解于液相时，若与溶液中某些组分发 生化学反应，则该气体溶质的气液平衡关系 既服从相平衡关系，又服从化学平衡关系。
12
二、伴有化学反应的吸收相平衡
假设溶质 A 与溶剂中的 B发生反应，其平衡表 示为
aA HA
K Ka
a mM nN aA bB
18
1、单纯吸收工艺流程
单塔单纯吸收流程图
多塔串联单纯吸收流程图
19
单纯吸收工艺流程
吸收解吸
一、实训目的1.认识吸收解吸设备结构2.认识吸收解吸装置流程及仪表3.掌握吸收解吸装置的运行操作技能4.学会常见异常现象的判别及处理方法二、吸收与解吸实训装置功能：1开车前准备和正常开停车实训任务1.1工艺文件准备能识记吸收、解吸生产过程工艺文件（能识读吸收岗位的工艺流程图、实训设备示意图、实训设备的平面和立面布置图，能绘制工艺配管简图，能识读仪表联锁图。
熟悉吸收塔、解吸塔、填料及附属设备等主要设备的结构和布置）。
1.1.1吸收与解吸基本原理气体吸收是典型的化工单元操作过程，其原理是根据气体混合物中各组分在选定液体吸收剂中物理溶解度或化学反应活性的不同而实现气体组分分离的传质单元操作。
前者称物理吸收，后者称化学吸收。
吸收操作所用的液体溶剂称为吸收剂，以S表示；混合气体中，能够显著溶解于吸收剂的组分称为吸收物质或溶质，以A表示；而几乎不被溶解的组分统称为惰性组分或载体，以B表示。
吸收操作所得的溶液称为吸收液或溶液，它是溶质A在溶剂S中的溶液；被吸收后排除出的气体称为吸收尾气，其主要成分为惰性气体B，但仍含有少量未被吸收的溶质A。
吸收操作在石油化工、天然气化工以及环境工程中有极其广泛的应用，按工程目的可归纳为：①净化原料气或精制气体产品；②分离气体混合物以获得需要的目的组分；③制取气体溶液作为产品或中间产品；④治理有害气体的污染、保护环境。
与吸收相反的过程，即溶质从液相中分离出来而转移到气相的过程（用惰性气体吹扫溶液或将溶液加热或将其送入减压容器中使溶质放出），称为解吸或提馏。
吸收与解吸的区别仅仅是过程中物质传递的方向相反，它们所依据的原理一样。
⑴. 气体在液体中的溶解度，即气－液平衡关系在一定条件（系统的温度和总压力）下，混合气中某溶质组分的分压若一定，则与之密切接触而达到平衡的溶液中，该溶质的浓度也为一定，反之亦然。
对气相中的溶质来说，液相中的浓度是它的溶解度；对液相中的溶质来说，气相分压是它的平衡蒸汽压。
吸收与解吸.ppt
来自吸收 塔的富液
被吸收气体 C4出装置
14
系统压力平衡
1.2
吸 收 塔 吸收塔
自压
解吸塔
自压
储罐
0.5
解 吸 塔
常压(0)
储罐
15
主要控制参数
控制器位号 描述 正常值 单位
PIC1003
PIC1004 PIC1005
D102压力控制
T102塔顶压力控制 T102塔顶压力控制
1.2
0.55 0.50
3
马林液 吸收H2S
应用
气中的醋酸
3
4
小组讨论
4
启 示
精馏与吸收的区别 分离混合物
精馏 液体 混合物 气体 混合物
依据原理
不同组分沸点 或挥发度差异 不同组分在同 一吸收剂溶解 度不同
5
吸收
基本概念
富气：要进行分离的混合气体富含溶质
称为富气。 贫气：被吸收后剩余的混合气体称为贫
气，又称为惰性气体或载体。
手动打开 PV1005 至70％ 启用再沸 器 E105
塔顶温度 高于50℃
保持热循 环十分钟
FIC1008与 TIC1007投串级
TIC1007稳定 到102℃时
启动泵P102A 建立回流
20
进富气 打开V1E101 阀，启用冷 凝器E101 逐渐打开富 气进料阀 V1T101， 开始进富气 手动控制调 节阀PV1003 使压力恒定 在1.2Mpa
21
保持冷 循环五 分钟
T102液位 LIC1004≥50
为吸收塔 T101进C6
T101液位 LIC1001≥50
LIC1004设 定在50％， 投自动
手动打开 LV1004，向 D-101倒油
第4章_气体吸收和解吸
• 分离后易溶组分单独作为一种气体产品 送出，而吸收剂则再送回吸收塔内循环 使用。
27
欲分离氨气＋空气的混 合物，可选择水做溶剂， 因为氨水在水中的溶解度 最大，而空气几乎不溶于 水。流程如图所示
上述密闭容器能否用作 工业吸收设备？
氨气（浓度低）＋空气
密闭容器
水（溶剂）
氨气(浓度高)＋空气(惰性气体)
规定了设计回收塔的分离要求 或尾气中i组分的最小浓度
41
3、吸收过程的平衡级 • 离开n板的气体混合物与离开n板的吸收 液达到相平衡，即 y i K i xi 4、计算内容 可调设计变量为1 操作型计算：指定为理论级数 设计型计算：指定为关键组分的吸收率 已知： V N 1 , y N 1 , TN 1 , x0 , T0 , p 和关键组分的分离要求 求：V1 , y1 , LN , x N , L0 , N 详细计算还应包括 Tn , Ln ,Vn
6
• ③将最终气态产品制成溶液或中间产品
• 将气体中需用的组分以指定的溶剂吸收出来，成
为液态的产品或半成品。 • 如用水吸收氯化氢气体制成盐酸； • 在甲醇蒸汽氧化后用水吸收甲醛蒸汽制甲醛溶液； • 用水吸收丙烯腈作为中间产物等。
7
• ④废气治理
• 很多工业废气中含SO2、NOx（主要是NO及
NO2），汞蒸汽等有害成分，虽然浓度一般很低，
42
二、吸收因子（吸收因素）
L Ai i组分的吸收因子 VK i ⑴吸收因子因组分而异 ⑵A值的大小可以说明在某一具体的吸收
塔中过程进行的难易程度 分离要求一定：A↑→N↓； N一定：A↑→吸收程度↑ ⑶吸收因子与操作条件有关 p Ki Ai T Ki Ai 1 KV S ⑷解吸过程 L 43 A
化工原理(第七部分：吸收解吸)
§7 吸收
3.吸收操作的特点 比较
分离对象 原理
吸收
气体混合物 气体混合物各组分溶解 度不同
蒸馏
液体混合物 液体混合物各组分挥发能 力不同
传质
气液两相
单向传质
液相从外界引入
双向传质
气液两相通过加热或冷凝 产生 精馏后塔顶、塔釜获得较 纯组分
产品
溶质需解吸获得
§7 吸收
4.吸收操作的分类 物理吸收（低温甲醇洗）、化学吸收（aMDEA） 等温吸收、非等温吸收：溶解热多少
p A ExA
*
—— 亨利定律
p* —— 溶质在气相中的平衡分压，kPa；
xA
E
—— 溶质在液相中的摩尔分数；
—— 亨利系数，kPa。
§7 吸收
亨利系数的值随物系的特性及温度而异； 物系一定，E 值一般随温度的上升而增大；
E E
值的大小代表了气体在该溶剂中溶解的难易程度；
在同一溶剂中，难溶气体 E 很大，易溶气体 E 很小；
吸收法
单组份吸收、多组分吸收：吸收组分的数目 高浓度吸收、低浓度吸收：溶质的浓度 5.吸收流程
一步吸收流程和两步吸收流程 逆流吸收流程和并流吸收流程
部分吸收剂循环流程
单塔吸收流程和多塔吸收流程 吸收与解吸联合流程
§7 吸收
尾气 溶剂1
混合气体 溶剂1
吸收塔
吸收塔
混合气体 溶剂2
逆流操作
尾气 溶剂2
力集中在膜内。 相界面上的气相和液相浓度达成平衡状态 注意：吸收阻力主要集中在两层膜内（气膜和液膜），降 低膜内阻力是加快吸收速率的有效方法。---提高湍动程度
§7 吸收
注意：吸收总阻力等于气膜阻力+液膜阻力。 气膜控制 ：气膜阻力较大（易溶气体，E很小）
2 吸收与解吸(讲稿)
第二节吸收与解吸2.1 概述吸收(absorption)是依据不同组分在溶剂中溶解度不同，让混合气体与适当的液体溶剂相接触，使气体中的一个或几个组分溶解于溶剂中形成溶液，难以溶解的组分保留在气相中,从而达到混合气体初步分离的操作。
所用液体称为吸收剂(或溶剂)。
气体中能被溶解的组分称为溶质或吸收质。
不被溶解的组分称为惰性气体或载体。
使溶质从溶液里脱除的过程称为解吸或脱吸。
它是吸收操作的逆过程，一个完整的吸收过程往往包括吸收与解吸两个部分。
为实现气体吸收过程，需要解决的问题是：①选择合适的溶剂(吸收剂)；②溶剂的再生，这项费用往往占整个吸收操作费用的很大比例；③设计或选用合适的传质设备。
吸收操作根据物系气—液组分间是否发生发生化学反应分为化学吸收和物理吸收；根据吸收过程热效应是否显著分为等温吸收和非等温吸收；根据混合气体浓度高低分为低浓度吸收和高浓度吸收；根据被吸收组分数分为单组分吸收和多组分吸收。
本节主要讨论单组分、低浓度、等温、物理吸收。
2.2 气液相平衡2.2.1 气体在液体中的溶解度在恒定温度和压力下气液两相接触时将发生溶质气体向液相转移，使其在液相中的浓度增加，当充分接触，两相达到相平衡。
此时，溶质在液相中的浓度称为平衡溶解度，简称溶解度；溶解度随温度和溶质气体的分压而不同，平衡时溶质在气相中的分压称为平衡分压。
平衡分压p ﹡与溶解度间的关系曲线，这些曲线称为溶解度曲线。
加。
故加压和降温有利于吸收操作。
反之，升温和减压则有利于解吸过程。
2.2.2 亨利定律亨利定律：当总压不太高(一般约小于500kPa)时，在一定温度下，稀溶液（或理想溶液）上方气相中溶质的平衡分压与液相中溶质的摩尔分数成正比。
Ex p A =*式中——*A p 溶质A 在气相中的平衡分压，kPa ；x ——液相中溶质的摩尔分数；E ——称为亨利系数，kPa 。
采用其他的气、液相组成时，亨利定律有如下几种表达形式：(1)气相组成用溶质A 的分压*A p ，液相组成用溶质的浓度c A 表示时，亨利定律可表示为Hc p A A =*式中c A ——液相中溶质的浓度kmol/m 3；H ——溶解度系数，kmol/(m 3﹒kPa)。
《吸收解吸》PPT课件
讨论上式：
—— HortonFranklin方程
1. 计算吸收率的普遍式； 2. 式中K= f（T、P、组成），而组成不知。
——计算难 3. 采用如下简化形式作简捷计算。
30
1.平均吸收因子法
假设：A1i A2i A3i Ai，均代入
vN 1 v1 v N 1
AN AN 1 A2 A AN AN 1 A 1
i
Ai N 1 Ai Ai N 1 1
被吸收量：vN 1 i 尾气量：vN （1 1 i）
37
4. 求L0
V
VN 1 V1 2
100 80.19 2
90.10
L
L0
（L0 2
19.81）
L0
9.905
已知：L V
0.5544
解得L0 40.05
38
3、计算步骤总结
已知： VN 1, yN 1, P,T , x0 ,关
v N 1 v0
(4-24)
32
当N 时：
AN 1 A AN 1 1
A
A11 A 1
1
1 A A 1
化学吸收和解吸
被吸收组分A和吸收剂活性组 分B一旦相遇立即完成反应， 反应在液膜内某一反应面上完 成
一般设计考虑
5.1设计分析因素
吸收塔（解析塔）的设计或分析需要考虑许多因素，包括： ① 进口气体（液体）的流量、组成、温度和压力 ② 一种或多种溶质的要求回收率 ③ 吸收剂（解吸剂）的选择 ④ 操作压力和温度，及允许的气体压降 ⑤ 完成分离所需的最小吸收剂（解吸剂）流量和作为最小流量倍数 的实际吸收剂（解吸剂）流量 ⑥ 平衡级数和级效率 ⑦ 热效应和冷却（加热）需求 ⑧ 吸收（解吸）设备类型 ⑨ 吸收塔（解吸塔）高度 ⑩ 吸收塔（解吸塔）直径
对低溶质浓度条件，上式中Y ≈y, X ≈x
y N 1 y1 L'min V ' ( ) y N 1 x0 KN
当进料液不含溶质时，X0 ≈0，
L' min V ' K N
（被吸收的溶质分率）
用于板式塔的图解平衡级法
用于板式塔的图解平衡法
• 板式塔内气、液相组成随塔高呈阶跃式变化。 • 操作线关联了塔内任一层塔板下降的液相组成 与其相邻下一层塔板上升的气相组成的关系。 • 平衡线关联了离开各层理论板上的气、液相组 成关系
3.3化学吸收的相平衡
化学吸收的气液平衡，既要服从溶解时的相平衡又要服从化学反应时 的相平衡关系. 假设溶质A与溶剂中的B发生反应，其平衡表示如下：
aA HA aA+bB Ka mM+nN
则反应平衡常数为：
m n m n m n m n M N cM cN M N cM cN Ka a b a b a b a b K A B c Ac B A B c Ac B
者共同决定了化学吸收过程中的总速率。
分离工程课件第四章 吸收与解吸(6)(能源化工方向)
(4-11)
⇨ 化学吸收时的平衡分压低于物理吸收的平衡分压, 即化学吸收的溶解度大。
4.3 吸收和解吸过程
吸收和解吸过程流程 吸收剂与被吸收的易溶组分一起从吸收塔底排出后， 一般要把吸收剂与易溶组分分离开，即解吸过程。 解吸过程可采用的一般方法： 加热升温；减压闪蒸；精馏解吸。 分离后易溶组分单独作为一种气体产品送出，而吸收 剂则再送回吸收塔内循环使用。
2）操作温度 Operating Temperature
• 操作温度降低，各组分的H或K减小，吸收 的传质推动力增大，吸收速率增大。
• 降低温度和提高压力具有相同的影响。 • 虽然吸收适于在低温下操作，但应避免采 用冷冻操作以减少动力消耗。
3）液气比 Absorbent Flow Rate
• 液气比（L/V）与吸收剂用量直接相关，表示处理 单位原料气所需要的吸收剂量。 液气比大则吸收剂用量多。 • 液气比对吸收操作的影响与回流比对精馏操作的影 响相似。增大液气比将使各组分吸收因子增加，因 此增大液气比和增加操作压力或降低操作温度有相 同的效果。但随着液气比的增大，相应要增大吸收 剂的循环量和回收吸收剂的费用。
吸收剂再生流程
使用对象：气体的净化或回收； 流程特点：至少有两个塔（吸收塔和再生塔）。 ⅰ. 减压冷再生 ⅱ. 气提冷再生 ⅲ. 间接蒸汽热再生
吸收过程—苯吸收塔 吸收工艺过程 解吸过程—苯解吸塔
采用吸收剂再生的连续吸收流程
4.3.2 多组分吸收和解吸过程分析
一、设计变量数和关键组分
吸收塔 解吸塔
二、吸收-解吸工艺流程
补充吸收剂
吸 收 塔 原料气
解 吸 塔 吹扫气
（水蒸汽或惰性气体）
二、吸收-解吸工艺流程
吸收-解吸工艺流程
吸收解吸的基本原理
吸收解吸的基本原理嘿，朋友们！今天咱来唠唠吸收解吸的基本原理，这可真是个有意思的事儿呢！咱就说吸收吧，你可以把它想象成一个大胃王在疯狂“吃”东西。
那些要被吸收的物质就像是各种美味食物，而吸收剂呢，就像是大胃王的嘴巴和肚子。
吸收剂有个神奇的能力，能把那些需要的物质紧紧抓住，不让它们跑掉。
这不就跟咱吃饭吸收营养一个道理嘛！比如说，空气中有某种我们想要的气体，那我们就找个合适的吸收剂，让它把那气体给“逮住”。
那解吸呢，就像是大胃王把吃进去的东西又给吐出来。
为啥要吐出来呀？因为这些东西可能还有别的用处呀！也许我们之前吸收是为了把它们从一个地方弄到另一个地方，或者是为了提纯啥的。
这解吸的过程也不简单呢，得找到合适的条件，让吸收剂乖乖地把之前抓住的东西放出来。
你想想看，吸收和解吸就像是一场你来我往的游戏。
吸收剂是游戏的主角，它一会儿要把东西吸进来，一会儿又要把东西放出去。
而且这个游戏还得玩得恰到好处，不能吸得太多或者太少，也不能解吸得太随便或者太难。
比如说在工业生产中，我们经常要用吸收解吸来处理各种气体。
如果吸收得不好，那可能就达不到我们想要的效果，产品质量就会受影响。
要是解吸不顺利，那可能就会浪费很多资源，成本就上去了。
这可不行呀，咱得把这个游戏玩好，才能让一切都顺顺利利的。
吸收解吸的应用那可多了去了。
像化工行业，经常要分离和提纯各种物质，吸收解吸就是个很棒的手段。
还有环保领域，吸收空气中的有害气体，再解吸出来进行处理，多重要啊！这不就是在保护我们的环境嘛！再想想我们的日常生活，其实也有类似的情况呢。
就好比你收拾房间，把乱七八糟的东西都归置到一块儿，这就有点像吸收。
然后等你要用的时候，再从那一块儿找出来，这不就是解吸嘛！哈哈，是不是挺有意思的？总之啊，吸收解吸的基本原理虽然看起来有点复杂，但只要我们好好去理解，就会发现它其实就在我们身边，而且非常有用呢！它能让我们的生活变得更美好，让我们的工业生产更高效，让我们的环境更干净。
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制备溶液或中间产品
将气体中需用的组分以指定的溶剂吸收出 来，成为液态的产品或半成品，如用水吸 收氯化氢气体制成盐酸；在甲醇蒸汽氧化 后用水吸收甲醛蒸汽制甲醛溶液；用水吸 收丙烯腈作为中间产物等
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4
SO 2
废气治理
很多工业废气中含SOX、NOX（主要是 SO2及NO），汞蒸汽等有害成分，虽然浓 度一般很低，但对人体和环境的危害甚大
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流量
L从上向下↑；V从下向上↓
——不恒定
每板温度Tn
由于溶解热大，Tn与溶解吸收量有关， 难预测，不能用泡、露点方法计算Tn，要 用热量衡算求Tn。
平衡数据、溶解热数据、动力学数据等研 究的不充分。
逆过程为解吸。
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三、分类
物理吸收 无化学反应。——进行了大量研究
化学吸收 1.可逆反应的化学吸收过程 难点；汽液平衡，化学反应速率 2.不可逆反应的化学吸收过程 难点：连串反应、不是瞬时完成的 反应。
尾气
补加吸 收剂
吸
收
原料
塔
气体
再
吸收质
沸
蒸
出
塔
吸收液
用一般精馏塔解吸的流程
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用再沸器的蒸出塔的吸收流程
尾气
补加吸 收剂
蒸出气
吸
收
原料
塔
再 沸 蒸 出
气体
塔
吸收液
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用蒸汽或惰性气体的解吸塔
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吸收蒸出塔：
适用于关键组分为重组分（易溶组分）的场合。
操作类型
吸收
精馏
任务 分离依据 传质过程 板上汽液状态 进料位置
产品
关键组分 Na
分离气体混合物
溶解度不同
单向g→l
气相过热，液相过冷
气相塔底进入
塔顶得产品，吸收液 需进一步分离
1个
1个
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分离液体混合物
相对挥发度不同
双向g↔l
气、液相为饱和状态
原料液塔中部加入
可在塔顶塔底分别得到产 品
2个
5个
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本章目录
பைடு நூலகம்
三、吸收塔内组分分布
图4—4 c、d
分布曲线：
从物系挥发度看
C1、C2最大，进塔几乎不被吸收， 塔顶稍有变化。
C5、C4最小，进塔立即吸收，上部 几乎不变。
C3适中 ，上段吸收快，在塔某板出
现最大值。
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一般情况：
1. 不同组分在不同段吸收程度不同
2. 难溶组分（LNK），一般只在靠近 塔顶几级被吸收，其他级吸收较小；
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当吸收尾气中某些组分在吸收剂中有一定 的溶解度，为保证关键组分的纯度采用吸 收蒸出塔，即将吸收塔与精馏塔的提馏段 组合在一起，原料气从塔中部进入，进料 口上面为吸收段，下部为蒸出段，当吸收 液（含有关键组分和其它组分的溶质）与 塔釜再沸器蒸发上来的温度较高的蒸汽相 接触，使其它组分从吸收液中蒸出，塔釜 的吸收液部分从再沸器中加热蒸发以提供 蒸出段必须的热量，大部分则进入蒸出塔 内部使易溶组分与吸收剂分离开，吸收剂 经冷却后再送入吸收塔循环使用。
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多组分吸收不同塔段的吸收情况： （1） 难溶组分（即轻组分）通常只在靠近塔
顶的几级被吸收而在其余级上变化很小；
（2）易溶组分（即重组分）主要在塔底附近 若干级上被吸收；
（3）关键组分在全塔范围内被吸收。
注意上面轻重组分与精馏中定义的差异。
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本章11 目录
四、流程（区别在于解吸）
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1）原理不同。 吸收是根据各组分溶解度不同进行分离的。 精馏利用组分间相对挥发度不同使组分分离。
2）塔式不同。 精馏有简单塔和复杂塔。 最简单的吸收为精馏中的复杂精馏，即两股进 料，两股出料
3）传质形式不同
精馏过程：双相传质过程
吸收过程：单相传质过程
——不能视为恒摩尔流
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吸收和精馏的对比 ：
度分布出现极大值。
2. GMCp,V 明显大于 LMCp,L
下降液体热量传给上升气体，吸收放出热量大部分
由气入G口M 带温走度，条吸件收下液出在塔下。降中被气体冷却，接近于原料
3. LMCp,L与GMCp,V相近，热效应明显
，而必须进行治理，这类环境保护问题在
我国已愈来愈受重视。选择适当的工艺和
溶剂进行吸收，是废气处理中应用较广的 方法。
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二、吸收过程特点
吸收目的产物的同时也吸收了其他组分
——多组分吸收
端点条件：
未吸收 气体
待吸收 气体
吸收 剂
吸收液
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6
吸收塔的特点：
复杂塔
T、X顶、釜预分配难 吸收剂组成与解吸有关
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物系
平衡态：
汽相: 组分沸点差大，有些组分接近于临界点 ——非理想气体
液相: 吸收剂量大 ——稀溶液
平衡关系表达式：
P3atm 时： yi Kixi 用Ki表示 P3atm 时：
P yii
Hixi Kixi
Hi —亨利常数
P Pii
Pyi Hixi
Pyi Hixi
有
Ki
Hi P
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分离气体混合物
制备溶液或中间产品
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分离气体混合物
用以得到目的产物或回收其中一些组分， 如石油裂解气的油吸收，将C以上的组分 与甲烷、氢分开；用N－甲基吡咯烷酮作 溶剂，将天然气部分氧化所得裂解气中的 乙炔分离出来；焦炉气的油吸收以回收苯 以及乙烯直接氧化制环氧乙烷生产中用吸 收法分离反应气体中的环氧乙烷等。
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多组分吸收和解吸过程分析
一、设计变量数和关键组分
吸收塔
Nx：
吸收剂 C‵+ 2
原料气
C+2
压力等级数 N
和 C+C‵+4+N
Na：
串级单元数 1
解吸塔
Nx：
解吸剂 C‵+ 2 吸收液 C+2 压力等级数 N
和 C+C‵+4+N
Na：
串级单元数 1
Na的指定：
操作型计算：指定 N
设计型计算：指定 一个关精选键ppt组分分离要求
易溶组分（HNK），一般只在靠近 塔釜几级被吸收。
3. 关键组分在全塔范围内被吸收。
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四、溶解热
取决于LM C p,L与 GM C p,V 的相对大小
1. 如果在塔顶 LMCp,L明显大于 GMCp,V 带走上，升尾气气体出热口量温传度给与吸进收塔剂吸收，剂吸温收度放相出近热，量在全塔部釜由温LM
第四章 吸收和解吸过程
4.1 吸收过程特点与流程 4.2 多组分吸收和解吸过程分析 4.3 多组分吸收和解吸的简捷计 算
法
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4.1吸收过程特点与流程
一、工业生产中的吸收过程
净化和精制气体
为除去原料气中所含的杂质，吸收是最常用的 方法。如用乙醇胺液脱出石油裂解气或天然气中 的硫化氢，乙烯直接氧化制环氧乙烷生产中原料 气的脱硫、脱卤化物，合成甲烷工业中的脱硫、 脱CO，二氯乙烷生产过程中用水去除氯化氢等 。