第九章 吸收
化工原理第九章 吸收
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
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
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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
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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第九章吸收2
• ②.适用条件： • a 气液平衡线为直线 • b 操作线为直线
y=mx+b
2）解吸因数法 适用于气液平衡关系为 通过原点的直线。 Y＊＝mX
L Y Y2 V X X2
（9-108）
联立解得：Y＊＝m[（V/L）(Y-Y2)+X2]
Y＊＝m[（V/L）(Y-Y2)+X2]
N OG
9.4 9.4.1. 9.4.2. 9.4.3. 9.4.4.
吸收塔的计算
Hale Waihona Puke 物料衡算与操作线方程 吸收剂用量的确定 填料层高度的计算 吸收塔的操作型计算
吸收塔的计算内容 1、设计型计算： 塔高、塔径、吸收剂用量、 吸收剂浓度 等的计算 2、操作型计算： 核算塔设备是否合用，操作条件与吸收结 果的关系。 物料衡算 ， 3、计算依据： 气液相平衡关系， 吸收速率方程
④在吸收操作时，因Y > Y*或X* > X，操作线 在平衡线的上方，
• ⑤解吸操作时，Y<Y*或X*<X，故解吸操作 线在平衡线的下方， • ⑥平衡线与操作线共同决定吸收推动力， 操作线离平衡线愈远，吸收的推动力愈大；
9．4．2 最小液气比与吸收剂用量
1、最小液气比 对一定的分离任务，当操作条件和吸收物 系一定、塔内某截面的吸收推动力为零时，达 到分离要求所需要的塔高将为无穷大，此时的 液气比即为最小液气比 ：
吸收塔填料层高度的计算
1、填料层高度的计算方法： 传质单元数法
2、计算依据：
1）物料衡算 2）吸收速率方程 3）相平衡关系
• 3．塔高计算基本关系式 • 1)取微元体积的原因， • 2）对溶质A作物料衡算
• • • • • •
对微元填料层dZ作物料衡算： 在单位时间内： 气相溶质减少量 VdY =液相溶质增加的量 LdX =由气相转移到液相溶质A的量 dG， 即： dG ＝VdY= LdX dG=NAdS =NA(aAdZ) 微元填料层dZ所提供的气液传质面积
第九章 双光子吸收.
第九章 双光子吸收9.1 双频双光子吸收在一般情况下，可假定两个入射光波的频率不同，为1ω和4ω。
这时双光子荧光的频率为410ωωω+= （9-1）考虑线性吸收可略情况（为什么？）。
因为双光子吸收很弱，约10-7的光能被吸收，而且荧光也较弱，所以只须考虑两个入射的光波。
这时，耦合波方程为)||2||(83421)3(41424)3(44444E E E E cn i dz dE χχω+= （9-2） )||2||(83124)3(14121)3(11111E E E E cn i dz dE χχω+= （9-3） 1.06μm若丹明6G KDP 晶体双光子荧光 倍频0.53μm或421)3(4144424)3(44444||43||83E E cn i E E cn i dz dE χωχω+= （9-4） 124)3(1411121)3(11111||43||83E E cn i E E cn i dz dE χωχω+= （9-5）用*4E 乘（9-4）两边，用*1E 乘（9-5）两边，得2421)3(414444)3(44444*4||||43||83E E cn i E cn i dz dE E χωχω+=（9-6）2124)3(141141)3(11111*1||||43||83E E cn i E cn i dz dE E χωχω+= （9-7）两边取共轭，得（根据上图及（9-1）式，1ω，4ω，11ωω+，44ωω+皆 远离介质的共振频率，)3(44χ和)3(11χ皆为实数）2421*)3(414444)3(4444*44||||43||83E E cn i E cn i dz dE E χωχω--=（9-8）2124*)3(141141)3(1111*11||||43||83E E cn i E cn i dz dE E χωχω--= （9-9）（9-6）+（9-8），（9-7）+（9-9）得2421")3(414424||||23||E E cn dz E d χω-= （9-10） 2124")3(141121||||23||E E cn dz E d χω-= （9-11）")3(41χ是)3(41χ的虚部，")3(14χ是)3(14χ的虚部。
光学第九章-光的吸收、色散和散射-小结
光的散射机制主要包括几何光 学、波动光学和量子光学等方 面。
04
光的吸收、色散和散射之间的关系
光与物质相互作用
光与物质相互作用是指光在传播过程中与物质之 间发生的相互作用，包括光的吸收、色散和散射 等现象。
不同频率的光在介质中传播速度不同，导致光的 色散现象。
当光在介质中传播时，光子与介质中的原子或分 子相互作用，导致光子能量减少，表现为光的吸 收。
光学第九章-光的吸收、色散 和散射-小结
目
CONTENCT
录
• 光的吸收 • 光的色散 • 光的散射 • 光的吸收、色散和散射之间的关系
01
光的吸收
光的吸收原理
光的吸收是光与物质相互作用的一种形式，当光在 介质中传播时，能量会传递给介质中的粒子，从而 导致光强的衰减。
吸收的发生取决于光的频率和介质中原子或分子的 振动、旋转或电子跃迁的频率。
光谱分析利用了物质对不同频 率光的吸收程度不同，通过分 析光谱线可以确定物质的成分
和含量。
光学通信利用了光在光纤中的 传输特性，可以实现高速、大 容量的信息传输。
THANK YOU
感谢聆听
介质对光的吸收与波长的关系
介质对光的吸收程度取决于光 的波长、介质种类以及温度等 因素。
在可见光范围内，介质对短波 长的光吸收较多，而对长波长 的光吸收较少。
在红外和紫外区域，许多物质 具有较强的吸收特性，因此这 些区域的光谱分析对于物质鉴 定和化学分析具有重要意义。
02
光的色散
色散现象
光的色散是指光在传播过程中， 由于波长的不同而导致的光的 折射率发生变化的现象。
光在传播过程中遇到微小颗粒或气体分子时，会 发生散射现象，使光向各个方向散开。
第八章 传质过程导论 第九章 气体吸收
第八章传质过程导论第九章气体吸收1-1 吸收过程概述与气液平衡关系1-1 在25℃及总压为101.3kPa的条件下，氨水溶液的相平衡关系为p*=93.90x kPa。
试求(1) 100g水中溶解1g的氨时溶液上方氨气的平衡分压和溶解度系数H；(2) 相平衡常数m。
1-2 已知在20℃和101.3kPa下，测得氨在水中的溶解度数据为：溶液上方氨平衡分压为0.8kPa时，气体在液体中溶解度为1g (NH3)/1000g(H2O)。
试求在此温度和压力下，亨利系数E、相平衡常数m及溶解度系数H。
1-3 在总压为101.3kPa，温度为30℃的条件下，含有15%（体积%）SO2的混合空气与含有0.2%（体积%）SO2的水溶液接触，试判断SO2的传递方向。
已知操作条件下相平衡常数m=47.9。
1-2 传质机理1-4 组分A通过厚度为的气膜扩散到催化剂表面时，立即发生化学反应：，生成的B离开催化剂表面向气相扩散。
试推导稳态扩散条件下组分A、B的扩散通量及。
1-5 假定某一块地板上洒有一层厚度为1mm的水，水温为297K，欲将这层水在297K的静止空气中蒸干，试求所需时间为若干。
已知气相总压为101.3kPa，空气湿含量为0.002kg/（kg 干空气），297K时水的饱和蒸汽压为22.38 kPa。
假设水的蒸发扩散距离为5mm。
1-3 吸收速率1-6 采用填料塔用清水逆流吸收混于空气中的CO2。
已知25℃时CO2在水中的亨利系数为1.66×105kPa，现空气中CO2的体积分率为0.06。
操作条件为25℃、506.6kPa，吸收液中CO2的组成为。
试求塔底处吸收总推动力∆p、∆c、∆ X和∆ Y。
1-7 在101.3kPa及20℃的条件下，在填料塔中用清水逆流吸收混于空气中的甲醇蒸汽。
若在操作条件下平衡关系符合亨利定律，甲醇在水中的溶解度系数H＝1.995kmol/(m3·kPa)。
塔内某截面处甲醇的气相分压为6kPa，液相组成为2.5 kmol/m3，液膜吸收系数k L=2.08×10-5m/s，气相总吸收系数K G＝1.122×105 kmol/(m2·s·kPa)。
化工原理 第九章 气体吸收
第一节概述一、什么是吸收？吸收是利用气体混合物中各组分在某种溶剂中溶解度的差异，而将气体混合物中组分加以分离的单元操作。
溶质: 气体混合物中能溶解的组分称为溶质，以A表示；惰性组分: 不溶或微溶组分称为惰性组分或载体，以B表示；溶剂: 吸收过程所用的溶剂称为吸收剂，以S表示；吸收液: 所得的溶液称为吸收液。
二、吸收在石油化工中的应用(1)回收有用组分(2)制取液态产品(3)净化气体（废气治理）三、吸收的工艺流程四、吸收分类按溶质和溶剂之间是否发生明显的化学反应吸收按溶于溶剂的组分数吸收按吸收过程是否发生明显的温度变化吸收五、吸收剂的选择1．溶解度大；2．选择性好；3．挥发度低；4．粘度低；5．无毒、无腐蚀；6．吸收剂应尽可能不易燃、不易发泡、价廉易得、稳定。
第二节吸收过程的相平衡关系一、气体在液体中的溶解度在一定的温度与压力下、使气体混合物与一定量的溶剂接触，气相中的溶质便向液相中的溶质转移，直至液相中溶质达到饱和为止，这时，我们称之为达到了相平衡状态。
达到了相平衡状态时气相中溶质的分压，成平衡分压；液相中溶质的浓度称为平衡浓度（或溶解度）。
大量实验表明，溶解度和气相中溶质的分压有关。
从图上可以看出：分压高，溶解度大温度高，溶解度小吸收操作应在低温高压下进行，脱吸应在高温、低压下进行二、亨利定律1．亨利定律在一定的温度下，当总压不很高（<500kpa）时，稀溶液上方溶质的平衡分压与该溶质在液相中的摩尔分率成正比，其表达式如下式中------溶质在气相中的平衡分压,KN/m2；------溶质在液相中的摩尔分率；E------亨利系数,。
式(9-1)称为亨利(Henry)定律。
亨利系数E值由实验测定，常见物系的E值可由有关手册查出。
当物系一定时，亨利系数随温度而变化。
一般说来，值随温度升高而增大，这说明气体的溶解度随温度升高而减小，易溶气体值小，难溶气体的值大。
2．用溶解度系数表示的亨利定律若将亨利定律表示成溶质在液相中的摩尔浓度与其在气相中的平衡分压之间的关系，则可写成如下形式(9-2)式中C──液相中溶质的摩尔浓度,kmol/m3H──溶解度系数，溶液中溶质的摩尔浓度和摩尔分率及溶液的总摩尔浓度之间的关系为(9-3)把上式代入式(9-2)可得将上式与式(9-1)比较，可得(9-4)溶液的总摩尔浓度可用1m3溶液为基准来计算，即(9-5)式中──溶液的密度(kg／m3)──溶液的摩尔质量。
第九章吸收
第九章吸收本章学习要求1.掌握的内容相组成的表示方法及换算；气体在液体中的溶解度，亨利定律各种表达式及相互间的关系；相平衡的应用；分子扩散、菲克定律及其在等分子反向扩散和单向扩散的应用；对流传质概念；双膜理论要点；吸收塔的物料衡算、操作线方程及图示方法；最小液气比概念及吸收剂用量的确定；填料层高度的计算，传质单元高度与传质单元数的定义、物理意义、传质单元数的计算。
2.熟悉的内容各种形式的传质速率方程、传质系数和传质推动力的对应关系；各种传质系数间的关系；气膜控制与液膜控制；吸收剂的选择。
3.了解的内容分子扩散系数及影响因素。
第1节概述9.1.1．气体吸收过程和工业应用1．吸收吸收~利用混合气体中各组份在同一种液体（溶剂）中溶解度差异而实现组分分离的过程称为气体吸收。
2．吸收操作在化工生产中的应用(1)分离混合气体以获得一定的组分。
(2)除去有害组分以净化气体。
(3)制备某种气体的溶液。
(4)保护环境。
3．吸收与脱吸作为一种完整的分离方法，吸收过程应包括“吸收”和“脱吸”两个步骤。
“吸收”仅起到把溶质从混合气体中分出的作用，在塔底得到的是由溶剂和溶质组成的混合液，此液相混合物还需进行“脱吸”才能得到纯溶质并回收溶剂。
9.1.2 吸收过程的分类吸收过程可按多种方法分类1．按过程有无化学反应分类(1) 物理吸收～在吸收过程中，如果溶质与溶剂之间不发生明显的化学反应，可看做是气体中可溶组分单纯溶解于液相的物理过程，称为物理吸收。
用水吸收二氧化碳、用洗油吸收芳烃等过程都属于物理吸收。
(2) 化学吸收～如果溶质与溶剂发生显著的化学反应，则称为化学吸收。
用硫酸吸收氨、用碱液吸收二氧化碳等过程均为化学吸收。
2．按被吸收的组分数目分类(1) 单组分吸收～混合气体中只有一个组分进入液相，其余组分不溶解于溶剂中，称为单组分吸收。
例如合成氨原料气中含有N2、H2、CO、CO2等组分，而只有CO2一个组分在高压水中有较为明显的溶解度，这种吸收过程属于单组分吸收过程。
光学第九章 - 光的吸收、色散和散射
朗伯（Lambert）定律
1 I0 1 1 ln ln l I l T
kC
吸光度A(光密度或消光度):
A lgT
在线性光学介质里，与光强无关。
但是在光强比较强时，光与物质相互作用的非 线性光学效应明显表现出来，此时的与光强有关。 比如光限幅效应等。
光强和振幅的关系：
I ( z ) A ( z ) A( z ) A0e
2
z 2
吸收介质中的波函数可以写成：
ikz it E ( z, t ) A( z )e e A0e z 2
e e
ikz
it
相关的两个因子合并在一起
i k +i z 2
夫琅禾费线
William Hyde Wollaston (1766 1828)
Joseph von Fraunhofer (1787 –1826)
1802年 Wollaston首次发现太阳光谱中的黑线。 1814年,Fraunhofer 独立地再次发现太阳光谱中黑 线，并且系统研究和测量了这些谱线的波长。他绘 出了570条谱线，并给出表示字母。 现代研究观察到数千条谱线。
第九章 吸收、色散和散射
第九章 吸收、色散和散射
1、吸收 2、色散 3、经典色散理论 4、波包的群速
5、波包的展宽
6、光孤子
7、散射
介质对光的吸收、色散和散射，均系分子尺度上 光与物质的相互作用。
没有任何介质对光波或电磁波是绝对透明的，光 的强度随传播距离而减少的现象，称为介质对光的 吸收(absorption)。 介质中光速与光频或光波长有关，这被称作光的 色散(dispersion)。 介质的不均匀性将导致光的散射(scattering)。 几乎所有光传输器件，如透镜、棱镜或光纤，都 必须认真考虑其吸收、色散和散射的影响。
固体中的光吸收
q m
A0
s
M
cv
(k
)
式中 A0=A0s, s 为 A0 方向单位矢量
对所有价带电子相加计算出吸收功率
吸收功率 2
W
dk
(2 )3
∫Wdk/(2π)3 表示单位体积、单位时间内吸收能量为 ħω
光子的总的跃迁次数, 前面因子 2 是考虑自旋的结果, 再乘以 ħω 即为吸收功率
将前几式代入, 有
吸收功率
矩阵元 <c, k’|H’|v, k> 为如下布洛赫函数之间的积分
c, k ' | H ' | c, k
q A0 m
e* iqr p d r
c,k '
v,k
可仿照讨论电子－声子相互作用矩阵元的方法证明矩
阵元只有在 k’-k-q = Gn 时才不为零, 光子的 q 值很小, 可忽略
考虑 k’－ k = 0 的竖直跃迁, 矩阵元可以简写成
1
(
)
1
2
p
0
s2 (s) s2 2
ds
2 ()
2
p
0
1(s) ds s2 2
其中 p 为主值积分
p lim
0
0 0
同理, 在光学常数 n(ω) 和 k(ω) 之间, 也存在有类似的 Kramers-Krönig 关系
由
J (x) J 0 (1 R)e x
E E e e k x c
i
n c
xt
y
0
2n()k() 2 ()
可看出吸收系数为
() 2k() 2 ()
c
n()c
三、反射系数
在电磁波垂直入射时, 反射波与入射波的振幅比为
9.1-固体中的光吸收详解
例如锗, n≈4, 在弱吸收区的反射率也有 R=0.36＝36％
() 2k() 2 ()
c
n()c
R
(n (n
1) 2 1)2
k2 k2
如果一种固体强烈地吸收某一光谱范围的光, 它 就能有效地_________在同一光谱范围内的光。
反射
§9-2 固体中的光吸收过程
对固体中各种可能的光吸收过程做一简要的说明 在图中画出了一个假想的半导体吸收光谱
和 k(ω), 随即可得 R(ω), 与实验测得的值比较
可以看到当吸收系数很大, 若 k>>n, 这时 R≈1, 即入射光几乎完全被反射。因此, 如果一种固体强 烈地吸收某一光谱范围的光, 它就能有效地反射在 同一光谱范围内的光
在没有吸收时 (k=0), 也会发生反射, 有
R
(n (n
1) 2 1)2
矩阵元 <c, k’|H’|v, k> 为如下布洛赫函数之间的积分
c, k ' | H ' | c, k
q A0 m
e* iqr p d r
c,k '
v,k
可仿照讨论电子－声子相互作用矩阵元的方法证明矩
阵元只有在 k’-k-q = Gn 时才不为零, 光子的 q 值很小, 可忽略
考虑 k’－ k = 0 的竖直跃迁, 矩阵元可以简写成
利用复折射率与复介电常数之间的关系
可得
n() ik()2 1() i2()
2n(n()2)k(k())22 (1)()
可以用 ε1, ε2 描述固体的光学性质, 也可以用 n, k 描述固体的光学性质, 二者是等价的
实际上还要利用 Kramers-Krönig 关系, 由 ε2(ω) 计算出 ε1(ω)
生物化学第九章糖的消化与吸收
糖无氧氧化反应过程分为酵解途径 和乳酸生成两个阶段
糖酵解分为两个阶段： 第一阶段：由葡萄糖分解成丙酮酸(pyruvate)， 称之为糖酵解途径(glycolytic pathway)。 第二阶段：由丙酮酸转变成乳酸。
目录
Glu
ATP ADP
G-6-P
F-6-P
ATP ADP
F-1,6-2P
丙酮酸
烯醇化酶 (enolase)
+ H2O
磷酸烯醇式丙酮酸 (phosphoenolpyruvate,
PEP)
目录
Glu
ATP ADP
G-6-P
F-6-P
ATP ADP
F-1,6-2P
10.磷酸烯醇式丙酮酸转变成丙酮酸， 并通过底物水平磷酸化生成ATP
磷酸二 3-磷酸 羟丙酮 甘油醛
NAD+
NADH+H+
2-磷酸甘油酸
磷酸烯醇式丙酮酸
ADP
ATP
丙酮酸
1,3-二磷酸 甘油酸
磷酸甘油酸激酶 (phosphoglycerate
kinase)
3-磷酸甘油酸
在以上反应中，底物分子内部能量重新分布， 生成高能键，使ADP磷酸化生成ATP的过程， 称为底物水平磷酸化(substrate level phosphorylation) 。
目录
二 糖的有氧氧化 概念
糖的有氧氧化(aerobic oxidation)指在 机体氧供充足时，葡萄糖彻底氧化成H2O 和CO2，并释放出能量的过程。是机体主 要供能方式。
部位：胞液及线粒体
目录
（一）糖有氧氧化的反应过程包括糖酵 解途径、丙酮酸氧化脱羧、三羧酸循环
固体中的光吸收
一、光吸收的描述——复数介电常数
电磁波在介质中传播, 当需要考虑吸收的影响时, 介 电常数要用复数来描述。引入
() 1 () i 2 ()
其中 ε1(ω) 为实部, ε2(ω) 为虚部。电场为
i ( qxt ) E y E 0e
表示电磁波沿 x 方向传播, E 与传播方向垂直
在图中画出了一个假想的半导体吸收光谱
本征吸收区对应于价带电子吸收光 子跃迁至导带, 产生电子－空穴对 由于各类材料能带结构的差别, 它可以处于紫外、可 见光以至近红外光区。它的特点是吸收系数很高, 可 达 105－106 cm－1
本征吸 收区
在它的低能量一端, 吸收系数下降很快, 这就是 本征吸收边, 它的能量位置与带隙宽度相对应 在吸收边附近, 有时可以观察到光谱的精细结构, 它 是与激子吸收相联系, 特别是在离子晶体中尤为显著
E反 n 1 ik ＝ E入 n 1 ik
可得反射系数
2 2 2 E反 ( n 1) k R | r |2 E入 (n 1) 2 k 2 2k tg n 2 k 2 1
可见, 只需测得 R 和θ, 就能定出光学系数, 但 实际上测量 θ 是很困难的, 通常也是利用 R 和 θ 间的类似 Kramers-Krö nig 关系, 由测量的 R(ω) 值来推算 θ(ω):
i 0 1( ) 1 E 2( ) 0 E
上式表明在介质吸收中, 电流 j 分为两部分,
一部分与 E 位相差 90°, 称为极化电流, 一部分与电场同位相, 称为传导电流 对于极化电流, 电流与电场位相差 90 °, 在一个 周期中平均的结果, 电场作功为零, 因而不消耗 电磁场的能量
《化工原理》第九章-吸收过程
N OG
1 1 mG
ln[(1
mG ) L
y进 y出
mx进 mx进
mG ] L
L
当吸收过程用理论板概念计算时，N=?
ΔABC与ΔCDE为相似三角形
AB L 操作线的斜率；CD m 平衡线的斜率
BC G
BC
相似三角形的相似比 AB L A
CD mG y进 mx出 ( y出 mx进 ) AN
L R xDmax ye V R 1 xDmax xe
得 xDmax R( ye xe ) ye
L
RD qF
ye xW min
V (R 1)D (1 q)F xe xW min
得
xW min
ye
RD qF W
( ye
xe )
xDmax、xWmin~R 线性关系
⑵R较大，物料衡算限制 xWmin =0, xDmax
能耗较低
R恒定方式,塔顶产品有不同浓度的混合， 能耗较高
本次讲课习题： 第九章 19, 20, 21, 22
下次带自测练习
困难在于：操作时间τ的确定， R~τ对应关系的确定 , R
②R恒定，选择适宜R, 求：N
V不变，R不变，τ较容易算
原式积分 lnW
F
xW dx xF xD x
W
xD x f
xW dx
e xF xD x
F xD xW
7.4 两种方式能耗的比较 xD恒定方式, 塔顶产品没有不同浓度的混合，
y进 mx出 ( y出 mx进 ) AN
N
ln
1 L
ln[
y进 y出
mx出 mx进
]
mG
N
1 ln L
第九章 吸收
第九章吸收一、填空1.吸收操作的目的是 ,依据是。
2.脱吸操作是指 ,常用的脱吸方法是等,脱吸操作又称为的再生。
3.亨利定律是溶液的性质,而拉乌尔定律是 _溶液的性质,在 _的条件下,二者是一致的。
4.双膜理论的要点是（1）（2）（3）。
5.公式1/K g=1/k g+1/Hk l成立的前提条件是 .若用水吸收某混合气体中的溶质NH3,则传质阻力主要集中在膜,其传质过程属于控制。
6.在填料塔的设计中,有效填料层高度等于和乘积,若传质系数较大,则传质单元高度 ,说明设备性能 ,传质单元数仅与和分离要求有关,反映吸收过程的。
7.用纯溶剂吸收某溶质气体,要求回收率大90%,若要将其提高到95%,最小液气比应变为原来的。
若采用增大压强的措施,压强应提高到原来的。
8.最小液气比(L/V)min只对型有意义，实际操作时，若(L/V)﹤(L/V)min ，产生的结果是。
9.已知分子扩散时，通过某一考察面PQ 有三股物流：N A，J A，N。
等分子相互扩散时：J A N A N 0A组分单向扩散时：N N A J A0 （填﹤，﹦，﹥）10.气体吸收时，若可溶气体的浓度较高，则总体流动对传质的影响。
11.当温度升高时，溶质在气相中的分子扩散系数，在液相中的分子扩散系数。
12.A，B两组分等摩尔扩散代表的单元操作是，A在B中单向扩散的代表单元操作是。
13.相平衡常数m=1，气膜吸收系数k y=1×10-4Kmol/(m2.s)，液膜吸收系数k x 的值为k y 的100倍，这一吸收过程为控制，该气体为溶气体，气相总吸收系数K Y= Kmol/(m2.s)。
14.对于极易溶的气体，气相一侧的界面浓度y I 接近于，而液相一侧的界面浓度x I 接近于。
15.含SO2为10%（体积）的气体混合物与浓度C= 0.02 Kmol/m3的SO2水溶液在一个大气压下接触，操作条件下两相的平衡关系为p*=1.62 C (大气压)，则SO2将从相向转移，以气相组成表示的传质总推动力为大气压，以液相组成表示的传质总推动力为Kmol/m3 。
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第二节 吸收过程的相平衡关系
3．用相平衡常数表示的亨利定律
ye mx
相平衡常数
pe Ex
pe E x p p
E m P
相平衡常数m是温度及总压的函数;
m值愈小，表明该气体的溶解度愈大;
温度降低、总压升高则m值变小，有利于吸收操作。
第二节 吸收过程的相平衡关系
4．用摩尔比浓度表示的亨利定律 在低浓度气体吸收计算中，通常采用摩尔比浓度 Y （或 X ） 表示组成。
气、液相浓度(y,x)在平衡线下方(M点)：
y ye
溶质解吸
ye=f(x)
y
释放溶质
M
o
xe
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。
气体量并加快吸收速率。但溶液解吸再生较难。 单组分吸收：混合气体中只有单一组分被液相吸收，其余组分因溶解 度甚小其吸收量可忽略不计。 多组分吸收：有两个或两个以上组分被吸收。 非等温吸收：体系温度发生明显变化的吸收过程。 等温吸收：体系温度变化不显著的吸收过程。
第一节
概述
4. 吸收过程在石油化工中的应用
C Cm x
Cm —— 溶液的总摩尔浓度，kmol/m3； x —— 溶质在溶液中的摩尔分数。
第二节 吸收过程的相平衡关系
Cm pe x H
所以
Cm H E
对于稀溶液，因溶质的浓度很小，因此cm≈/Ms，其中为 溶液的密度，Ms为溶剂的摩尔质量。
H
EM s
易溶气体 H 值大；难溶气体 H 值小。
大量实验表明，溶解度与平衡分压有关。
第二节 吸收过程的相平衡关系
2.溶解度曲线
第二节 吸收过程的相平衡关系
结论：
气体的气相分压（组成）越高，溶解度越大 气体的温度越高，溶解度越小 启示：吸收操作应在低温、高压下进行； 脱吸操作应在高温、低压下进行。
第二节 吸收过程的相平衡关系
二、亨利定律（Henry’s law）
X —— 溶质在液相中的摩尔比浓度；
Ye —— 与X呈平衡的气相中溶质的摩尔比浓度； 当X很小时
Ye mX
摩尔比浓度表示的 亨利定律
Hale Waihona Puke 第二节 吸收过程的相平衡关系
例题1 1atm下，浓度为0.02（摩尔分数）的稀氨水在20℃时氨
的平衡分压为 1.666kPa ，其相平衡关系服从亨利定律，氨
水密度可近似取1000kg/m3。求：E、 m 、 H 。
一、吸收过程的气液相平衡关系
二、亨利定律
三、传质过程的方向、限度及推动力
第二节 吸收过程的相平衡关系
一、吸收过程的气液相平衡关系
1.气体在液体中的溶解度
在一定的温度与压力下、当气体混合物与一定量的溶剂
接触时，气相中的溶质便向液相中转移，直至液相中溶质
达到饱和为止，这时，我们称之为达到了相平衡状态。达 到了相平衡状态时气相中溶质的分压，称平衡分压；液相 中溶质的浓度称为平衡浓度（或溶解度）。
第二节 吸收过程的相平衡关系
三、传质过程的方向、限度及推动力
1.传质过程的方向
气、液相浓度(y,x)在平衡线上方(N点)：
y y
释放溶质
N
ye=f(x)
ye o x
吸收溶质
xe
x
结论：若系统气、液相浓度(y,x)在平衡线上方，则体系将发生从气 相到液相的传质，即吸收过程。
第二节 吸收过程的相平衡关系
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； 难溶气体E值很大，易溶气体E值很小； E的单位与压强单位一致。
第二节 吸收过程的相平衡关系
2．用溶解度系数表示的亨利定律
C pe H
C —— 溶质在液相中的摩尔浓度，kmol/m3； H —— 溶解度系数；kmol/(m3kPa)。 溶液中溶质的摩尔浓度和摩尔分率及溶液的总摩尔浓度之 间的关系为
第一节
概述
2. 吸收操作实例：石油液化气脱除硫化氢
第一节
3. 吸收过程的分类
概述
物理吸收：吸收过程溶质与溶剂不发生显著的化学反应。如用水吸收
二氧化碳、用水吸收乙醇或丙醇蒸汽、用洗油吸收芳烃等。 化学吸收：溶质与溶剂有显著的化学反应发生。如用NaOH吸收CO2、
用稀硫酸吸收氨等过程。化学反应能大大提高单位体积液体所能吸收的
第一节
概述
1.吸收定义 利用混合气体中各组分在液体中溶解度差异，使某些易 溶组分进入液相形成溶液，不溶或难溶组分仍留在气相， 从而实现混合气体的分离。 溶质：混合气体中的溶解组分，以A表示。 惰性气体：不溶或难溶组分，以B表示。 吸收剂：吸收操作中所用的溶剂，以S表示。 吸收液：吸收操作得到的溶液，主要成分溶剂S和溶质A。 吸收尾气：吸收后排出的气体，主要成分为惰性气体 B 和 少量的溶质A。 解吸或脱吸：与吸收相反的过程，即溶质从液相中分离而 转移到气相的过程。
第一节
5.气液两相的接触方式
概述
溶剂 溶剂
连续接触(也称微分接触) 级式接触：
气体 气体
a 微分接触
b 级式接触
图9-2 填料塔和板式塔
第一节
6. 吸收剂的选择 ①溶解度大；
②选择性好； ③挥发度低； ④粘度低； ⑤无毒、无腐蚀；
概述
⑥不易燃、不易发泡、价廉易得、稳定。
第二节 吸收过程的相平衡关系
1.亨利定律 当总压不太高时，一定温度下的稀溶液的溶解度曲线近似 为直线，即溶质在液相中的溶解度与其在气相中的分压成正 比。
pe Ex
—— 亨利定律
式中： pe —— 溶质在气相中的平衡分压，kPa； E —— 亨利系数，kPa。 x —— 溶质在液相中的摩尔分数；
第二节 吸收过程的相平衡关系 讨论：
气相中溶质A的摩尔数 y Y 气相中惰气B的摩尔数 1 y 液相中溶质A的摩尔数 x X 液相中溶剂S的摩尔数 1 x
Y y 1 Y X x 1 X
Ye X m 1 Ye 1 X
ye mx
第二节 吸收过程的相平衡关系
即
mX Ye 1 (1 m) X
(1) 回收有用组分 吸收剂选择性地吸收气体中某些组分以达到分离目
的。如用洗油从焦炉气或城市煤气中分离苯，用烃类从石油裂解气中
回收乙烯、丙烯等。 (2) 制取产品 用吸收剂吸收气体中某些组分而获得产品。如硫酸吸收
SO3制浓硫酸，水吸收甲醛制福尔马林液等。
(3) 气体净化 一类是原料气的净化，即除去混合气体中的杂质，如合 成氨原料气脱H2S、脱CO2；液化气中脱除硫化氢等。