5吸收系数
3-5 发射截面与吸收截面
(3 5 5)
如果激光工作物质的反转粒子数密度小于零，此时激光介 质不但没有放大作用，而且还会对入射激光产生吸收作用， 使光强减弱。我们可以用类似增益系数的定义方法，来定 义激光介质的吸收系数为：
dI ( z ) I ( z )dz (3 5 6)
在这种介质中，由于光吸收作用，光强的变化规律应 描述为：
吸收截面的物理意义可描述为：将激光介质中每个吸收光 强的粒子视为一个小光栅，他将入射到介质中的光挡掉， 而吸收截面就是这个小光栏的横截面积。 只不过，原来的小光源此时变成了小光栏，所有光栅 的总横截面积为ΔnS23SΔz，入射光强为I(z)，出射时光强 减至I(z)+dI(z)，其中dI(z)为： nS 23 Sdz dI ( z ) I ( z ) nS 23 dzI ( z ) S z ) G(v, v0 ) nS32 (v, v0 ) I ( z )dz (3 5 2)
从发射截面的定义式可以看出，它是频率ν的函数。如 果发射的激光频率恰好等于激活介质的中心频率ν0 ，发射 界面取最大值，对均匀加宽和非均匀加宽，其值分别为：
单位体积内可受激辐射的粒子数即反转粒子数密度Δn， 而ΔnS32Sdz就是激光介质中的所有小光源总横截面积。 设此介质片所在坐标为z，入射光强为I(z)，每个小光 源所发光强即是I(z)。因此，从激光介质片出射的光强便 从I(z)增至I(z)+dI(z)，而dI(z)为：
nS 32 SdzI ( z ) dI ( z ) nS 32 dzI ( z ) S (3 5 于零此时激光介质不但没有放大作用而且还会对入射激光产生吸收作用使光强减弱
3-5 发射截面与吸收截面
在这里，我们从另一角度分析信号的增益系数。在本 章第二节中，已经得到信号的增益系数为：
532nm 血红蛋白 吸收系数
532nm血红蛋白吸收系数随着生物医学技术的不断进步，越来越多的研究人员开始关注血红蛋白在医学影像学中的应用。
其中，532nm激光和血红蛋白的吸收系数成为研究的热点之一。
1. 532nm激光532nm激光是一种绿色激光，其波长为532纳米（nm），属于可见光的一部分。
由于其特殊的波长，532nm激光在医学影像学、激光治疗等领域有着广泛的应用。
2. 血红蛋白血红蛋白是存在于人体红细胞中的一种蛋白质，其主要作用是携带氧气，为身体组织提供氧气。
血红蛋白的结构中含有铁原子，使得其在特定波长的激光作用下具有吸收能力。
3. 吸收系数血红蛋白对于532nm激光的吸收系数成为研究的重点。
吸收系数表示单位厚度内的吸收能力，是衡量物质对于特定波长光线吸收能力的重要参数。
血红蛋白对于532nm激光的吸收系数的研究不仅有助于临床医学影像学的发展，同时也对于激光治疗等领域具有重要意义。
4. 研究意义血红蛋白在532nm激光中的吸收系数研究对于医学影像学有着重要的意义。
通过了解血红蛋白对于532nm激光的吸收特性，可以更准确地评估血管内血液含氧量、血管结构等信息，为临床诊断提供更多的参考。
在激光治疗中，对血红蛋白吸收特性的深入研究也有助于优化治疗方案，提高治疗效果。
5. 应用前景随着医学影像学的发展，532nm激光作为一种重要的成像工具将得到更广泛的应用。
了解血红蛋白对于532nm激光的吸收系数，有望为临床医学影像学提供更多的技术手段和方法，为疾病诊断和治疗提供更精准的信息。
这一研究也为激光介入治疗、激光手术等领域的发展带来新的机遇和挑战。
532nm血红蛋白吸收系数的研究具有重要的科学意义和广阔的应用前景。
通过深入研究血红蛋白在532nm激光中的吸收特性，有望为医学影像学和激光医学领域带来新的突破和进展。
希望未来能有更多的研究者投入其中，共同推动这一领域的发展。
血红蛋白在医学影像学中的应用鉴于血红蛋白对532nm激光的吸收系数的重要性，越来越多的研究人员开始着手对其进行深入的研究。
5吸收系数解析
2.4.1 吸收系数的测定 吸收系数的测定是采用与生产条件相近的吸收塔以及操 作条件下进行，这种测定方法依据全塔内的吸收速率方 程式进行，因而得到的吸收系数值实际是全塔的平均值。
例如当吸收过程在所涉及的浓度范围内平衡关系为直线
时，只要测定出气液两相流量及其浓度组成，便可根据 填料层高度的计算公式得到平均的总体积吸收系数Kya 。
分。采用蒸汽的解吸过程，若溶质不溶于水，则可用冷凝 的方法将塔顶混合气体冷凝而分离出水层的办法，得到纯 净的溶质组分。 吸收操作的设备同样适用于解吸操作，而且吸收过程的理
论与计算方法亦适用于解吸。在解吸过程，由于溶质在液
相中的实际浓度总是大于与气相成平衡的浓度，因而解吸 的操作线位于平衡线的下方，即其推动力为吸收过程推动 力的相反值。所以需将吸收速率的方程式中推动力的前后 项调换，计算公式便可用于解吸。
常压下用水吸收 CO2：k L a 2.57U 0.96
式中符号含义及适用条件见教材P131~132。
2.4.3 吸收系数的准数关联式 对吸收过程进行理论分析，将影响因素归纳为几个准数。 然后进行实验，确定准数之间的函数关系，从而得到相 应的准数关联式，使用时注意应用条件和范围。 1.传质过程中常用的4 ①施伍德(Sherwood)准数Sh 它包含待求的吸收膜系数，为反映吸收过程进行难易程 度的准数。 RTpBm l 气相：ShG kG P D c l 液相：ShG kG Sm C D
当溶质在气相中的浓度很低时
b）液相总传质系数间的关系
c）气相总吸收系数与液相总吸收系数的关系
3）各种分系数间的关系
5、传质速率方程的分析
1）溶解度很大时的易溶气体
——气膜控制
化工原理下2-3 吸收速率方程式
尾气：B(含微量A) V (kmolB/s) Y2 (kmolA/kmolB)
Y
吸收剂：S L (kmolS/s) X2 (kmolA/kmolS)
X
原料气：A＋B
V (kmolB/s) Y1 (kmolA/kmolB)
28
填 料 塔
L(kmolS/s) X1(kmolA/kmolS) 溶液：S+A
2.2.7 吸收速率方程
一、膜吸收速率方程式
1.气膜分吸收速率方程
令 则 仿效上式， 得
D P kG RTzG pBm
气膜分传质（吸收）系数， kmol/(m2skPa)。
N A kG ( p A p A i )
N A k y ( y A y Ai )
N A kY (YA YAi )
推动力
T
X2
X
X1
逆流吸收塔中的操作线
33
练 习 题 目
思考题 1.如何判断吸收过程是属于哪种过程控制？ 2.总吸收速率方程与膜吸收速率方程有何不同？
3.何为吸收过程的操作线？操作线如何获得？
作业题: 7、8
34
界面组成的确定
8
二、总吸收速率方程式
1. 以(p- p*)表示总推动力的吸收速率方程式 （KG与kG、kL关系） 设吸收系统服从亨利定律或平衡关系在过程 所涉及的浓度范围内为直线，则
cA p H
* A
根据双膜模型，相界面上两相互成平衡
pAi
9
cAi H
二、总吸收速率方程式
由此得 整理得 由
25
2.3 吸收塔的计算
在工业中，吸收操作多采用塔式设备，既可 采用气液两相在塔内逐级接触的板式塔，也可采 用气液两相在塔内连续接触的填料塔。工业中以 采用填料塔为主，故本节对于吸收过程计算的讨 论结合填料塔进行。
3.3吸收系数 (1)
三、吸收系数测定法（一）原理吸收系数系指，在给定波长，溶剂和温度等条件下，吸光物质在单位浓度，单位液层厚度时的吸光度。
吸收系数是与该物质共轭结构特征相关的物理常数，可用于定性和定量分析。
分子对特定波长光的吸收程度除了与分子的结构有关外，还与被测物质溶液的浓度有关。
根据比尔定律，测定药物的吸收系数时，取供试液，测定吸光度值，按下列公式计算吸收系数：如果已知药物的吸收系数，可将测得的吸光度代入下式，计算药物的浓度和含量：式中，A 为吸光度，E 为吸收系数，C 为被测物质溶液的浓度，L 为液层厚度。
随浓度C 单位的不同，吸收系数E 有不同的意义和表示方法。
当C 以“mol/L ”为单位时，E 称为摩尔吸收系数；用 表示；当C 用“g/100ml ”为单位时，E 称为百分吸收系数，用%1cm 1E 表示。
在药品检验中使用百分吸收系数（%1cm 1E ），简称吸收系数，其物理意义是当吸光物质溶液浓度为1% (1g/100ml)，液层厚度为1cm 时，在一定条件（波长、溶剂、温度）下的吸光度。
%1cm 1E 作为物理常数，不仅可用于考察该原料药的质量，也可作为制剂的溶出度和含量测定中选用%1cm 1E 值的依据。
（二）测定方法1.仪器紫外-可见分光光度计，基本结构如图1所示。
图1 紫外-可见分光光度计结构的示意图紫外-可见分光光度计的校正和检定：（1）波长 为保证测定结果的准确性，《中国药典》规定，除定期对仪器进行全面校正和检定外，还应于测定前对波长进行校正。
常以汞灯中的几根较强的谱线或用仪器中氘灯的特定谱线为参照进行校正。
（2）吸光度的准确度 取在120℃干燥至恒重的基准重铬酸钾约60mg ，精密称定，用0.005mol/L 的硫酸溶液溶解并稀释至1000ml ，在规定的波长处测定吸光度，计算吸收系数，(4-1)(4-2)与规定的数值相比，应符合规定。
（3）杂散光的检查 配制一定浓度的碘化钠和亚硝酸钠溶液，在杂散光影响比较显著的波长处测定透光率，不得大于规定值。
化工原理85 吸收系数
qn,L
出塔气体组成 Y2
出塔液体组成 X1
3、吸收系数的计算
Z V (Y1 Y2 ) KY aYm
KY
a
V (Y1 Y2 Z Ym
)
GA VP Ym
VP Z GA V (Y1 Y2 )
二、膜吸收系数的测定
–要求：另一相的阻力可以忽略或可以推算
–例：用水吸收低浓度氨气
1 1 1 kGa KGa HkLa
ShG
kG
RTpBm p
l DAB
包含代求得吸收膜系数（Nu） ShL
施密特准数（Schmidt）
kL
csm c
l DA B
准数 反映物性的影响 （Pr） Sc D
雷诺准数 （Renold） 流动状况的影响
Re G
deu0
伽利略准数 （Gallilio） 重力对流动的影响
Ga
gl3 2 L2
二、计算气膜吸收系数的准数关联式
ShG ReG ScG
kG
PD RTp Bml
ReG ScG
•适用条件： ReG 2103 ~ 3.5104 ScG 0.6 ~ 2.5
P 101 ~ 303kPa
•湿壁塔：l为塔径 •填料塔：l为拉西环外径
三、计算液膜吸收系数的准数关联式
ShL 0.00595ReL 0.67 ScL 0.33 Ga 0.33
kL
0.00595
CD ' cSml
Re
L
0.67
ScL
0.33
Ga 0.33
•l为填料直径，m
四、气相及液相传质单元高度的计算式
HG GW ScG 0.5
实验测定是获得吸收系数的根本途径。实验测 定一般在已知内径和填料层高度的中间实验设备上 或生产装置上进行，用实际操作的物系，选定一定 的操作条件进行实验。
化工原理下2-5吸收系数
理论 级数
Z NT HETP
等板 高度
填料层等板高度的意义：分离效果与一个理论 级的作用相当的填料层高度。
2
Ym － Xm Ym＋1－ Xm
平衡关系 操作关系
3
吸收塔的理论级模型
2.理论级数的确定
(1)逐级计算法
平衡关系 操作关系 由 YI =Y2
L Y ( X X1 ) Y1 气提解吸操 V L 作线方程 或 Y ( X X 2 ) Y2 V 直线的斜率 L / V 操作线方 B (X1，Y1) 程为直线 直线通过点 T (X2，Y2)
33
三、气提解吸的计算
2.最小气液比和载气流量的计算 在气提解吸的计算中，通常吸收液的量是已 知的，而载气的用量需通过工艺计算来确定。在 液量一定的情况下，确定载气的用量也即确定气 液比 V / L 。 气液比V / L的确定方法是，先求出气提解吸 过程的最小气液比（V / L）min，然后再根据工程 经验，确定适宜（操作）气液比。
26
二、化工中常用的解吸方法
气提解吸√ 加入气提气，降低溶质的分压。 解吸 方法 减压解吸√ 吸收在加压下进行，通过减压进行解吸。 加热解吸 对吸收液加热，通过升温进行解吸。 加热－减压联合解吸 √ 加热－减压联合进行，提高解吸程度。
27
0.1 MPa 1－吸收塔 2－闪蒸罐 3－溶剂泵 4－解吸塔
X 2 X1 1 V L min ( L / V ) max mX 2 Y1
最小气液比
Vmin
36
X 2 X1 L mX 2 Y1
最小载气用量
三、气提解吸的计算
5气体吸收计算一
第五节 气体吸收计算在有害气体治理的吸收操作中，都是将混合气体中少量的可溶部分吸收下来，这些溶质即使全部吸收，进出塔的气体和液体的流量也改变很小，因此塔内的气体和液体的流量都可视为常数，这个特点使吸收的有关计算大为简化。
由于气体吸收多采用塔器，因此，气体吸收计算主要讲述吸收塔的计算。
一、吸收塔的物料衡算与操作线方程（一）物料衡算一个处于稳定操作状态下的逆流接触吸收塔。
V 、L 、Y 、X 分别代表进出塔的气液流量（kmol/m 2.s ）和浓度（摩尔比），规定塔底为1端（浓端），塔顶为2端（稀端）。
对单位时间内进、出塔的物料A 的量作衡算，可写出下式：一般情况下，进塔气体的组成与流量是吸收任务规定了的，如果吸收剂的组成与流量已经确定，则V 、Y 1、L 及X 2皆为已知数，又根据吸收任务所规定的A 的吸收率，可以得知气体出塔时应有的浓度Y 2：式中 A ϕ—A 的吸收效率。
由此，通过全塔物料衡算式：(2-47) 可以求得塔底吸收液排出的浓度X 1。
于是，在填料层底部与顶部两个端面上的液、气组成X 1、Y 1及X 2、Y 2均成为已知数。
（二）吸收塔的操作线方程与操作线在逆流操作的吸收塔内，气体自下而上，其浓度由Y 1逐渐变到Y 2；液体()()21211221X X L Y Y V LX VY LX VY -=-+=+或()A Y Y ϕ-=112()()2121X X L Y Y V -=-浓度自上而下逐渐由X 2变到X 1；设图中截面m-n 处气、液浓度分别为Y 与X ，现对m-n 截面与塔底端作A 的物料衡算：或 (2-48) 对m-n 截面与塔顶端作A 的物料衡算，又得：式（2-48）与（2-48a ）是等效的，因由式（2—47）可知：式（2-48）与式（2-48a ）皆可称作逆流吸收塔的操作线方程，它表明塔内任一截面上气相浓度Y 与液相浓度X 之间成直线关系，直线的斜率为 (称为液气比)，且此直线通过B （X 1，Y 1）及T （X 2，Y 2）两点。
第5章吸收-传质与分离过程的基本概念及吸收系数
少倍？
kYa V0.8
气体流量增加20%
8
z HOG NOG
V
HOG KY a
解： (1)回收率变为多少？
NOG
1 1 S
ln1
S Y1
Y2
Y2 Y2
S
原工况下： S m 1.18 0.56 L V 2.1
NOG
1 1 S
ln1
S 1
1
S
1
1 0.56
ln1
0.56
1
1 0.95
11
解：∵
Y1
y1 1 y1
0.05 1 0.05
0.0527
Y2
y2 1 y2
0.0263 1 0.0263
0.00264
X1
61.2 / 58 (1000 61.2)
/ 18
0.02023
X2 0
Y1* 2X1 2 0.02023 0.04046 Y2* 0
∴ ΔY1 Y1 Y1* 0.0527 0.04046 0.01224
解①水的用量：
100/ 32 y1 (11000) / 22.4 0.07
0.07 Y1 1 0.07 0.0753
Y2 Y1(1 ) 0.0753 (1 0.98) 0.00151 X 2 0
5
习题课
X1
0.67
X
* 1
0.67
0.0753 1.15
0.0439
1000
1000
学习目的 与要求
通过本章学习，应掌握吸收的基本概念和吸收过 程的平衡关系与速率关系；掌握低浓度气体吸收的计 算方法；了解传质与分离过程的基本概念及吸收系数 的获取途径、解吸过程的概念。
光吸收定律吸收系数的物理意义
光吸收定律吸收系数的物理意义光吸收定律是描述物质对光吸收的定量关系，而吸收系数是光吸收定律中的核心参数。
本文将详细介绍吸收系数的物理意义，从以下几个方面展开：1.定量描述物质对光吸收的能力吸收系数是描述物质在单位厚度下对光吸收能力的参数。
它与物质的性质、结构和浓度等因素有关。
吸收系数越大，表示物质对光吸收的能力越强。
通过对吸收系数的测量，可以定量评估物质对光吸收的能力。
2.表征物质在特定波长下的吸收特性吸收系数与物质在特定波长下的吸收特性密切相关。
不同物质在特定波长下的吸收系数不同，因此可以通过测量吸收系数来了解物质在特定波长下的吸收特性。
这种特性可用于物质的分类、识别和定量分析。
3.反映物质对光的吸收程度吸收系数越大，表示物质对光的吸收程度越高。
通过对吸收系数的测量，可以定量评估物质对光的吸收程度。
这在化学分析、环境监测和生物医学研究中具有重要应用，可以通过测量吸收系数来判断物质的浓度和分布情况。
4.定量描述物质的光电性质光电效应是指光照射到物质表面时，物质会吸收光并释放出电子，产生电流的现象。
吸收系数与物质的光电性质密切相关，通过测量吸收系数可以定量描述物质的光电性质，进一步了解物质的光电转换能力。
5.定量描述物质对光散射的敏感性光散射是指光经过物质表面时，由于物质的颗粒大小、形状和折射率等因素而产生的散射现象。
吸收系数与物质对光散射的敏感性之间存在一定的关系，通过测量吸收系数可以定量描述物质对光散射的敏感性，有助于了解物质的光散射特性。
6.与其他光谱参数的关系吸收系数与其他光谱参数之间存在密切的关系。
例如，吸收系数与物质的折射率、颜色等参数有一定相关性。
了解这些关系有助于对物质的物理属性和化学性质进行综合分析。
7.与物质的其他物理性质的联系吸收系数与物质的其他物理性质之间存在一定的联系。
例如，吸收系数可能与物质的热力学性质、化学反应活性等有关联。
这些联系可以帮助我们更好地了解物质的性质和行为，为实际应用提供参考。
1理解吸收原理.
7
第一节 气—液相平衡 2-1-1 气体的溶解度
溶解度：气体在液相中的饱和浓度。单位质量（体 积）的液体中所含溶质的质量。 气体的溶解度的影响因素：物系的温度、压强及溶 质在气相中的浓度。
8
溶解度、温度、压力、气相浓度四个独立参数，其
自由度数为：F = C － + 2 = 3 – 2 + 2 = 3
56
液膜 NA kL ci c kx xi x kX Xi X
气相 液相
NA KG p p* Ky y y* KY Y Y* NA KL c* c Kx x* x KX X * X
若压强、温度一定，则自由度数为 1。 在同一溶剂中，不同气体的溶解度有较大的差异。
9
氨的溶解度较大，为易溶气体
10
二氧化硫具有中等溶解度
11
氧的溶解度较小，为难溶气体。
12
从以上图中可看出：加压、降温对吸收有利。
13
2-1-2 亨利定律
总压不太高（5105Pa）时，恒定温度下，稀 溶液上方的气体溶质的平衡分压与该溶质在液相 中的浓度存在以下关系：
p c* H
pi
ci H
NA
kL ci
c
kG p
pi
kG
c* H
ci H
c* c H1
KL c* c
kG kL
1 H1 KL kG kL
KL：液相总吸收系数， koml/(m 2 s kmol/m3)
47
对难溶气体， H很小，H 1 kG kL
气体吸收系数
气体吸收系数
气体吸收系数是指气体分子对电磁波的吸收能力，其值受气体种类、气体浓度、压力、温度、波长等多种因素影响。
一些常见的气体吸收系数的值如下：
1. 氧气（O2）吸收系数
在常温常压下，氧气主要吸收波长为200到300纳米的紫外光。
其吸收系数为10^-3 cm^-1。
2. 二氧化碳（CO2）吸收系数
二氧化碳主要吸收远红外光。
其吸收系数随着波长的增加而增加，但在2000纳米以上则开始下降。
在常温常压下，CO2的
吸收系数为10^-4 cm^-1。
3. 氮气（N2）吸收系数
氮气对光的吸收主要发生在紫外光区域，其吸收系数约为
10^-5 cm^-1。
4. 氢气（H2）吸收系数
氢气对光的吸收主要发生在紫外光区域，其吸收系数约为
10^-6 cm^-1。
需要注意的是，以上数值只是一般情况下的参考值，实际吸收系数还要根据特定的环境和条件而定。
实验八 吸收系数的测定
4.8吸收系数的测定一、实验目的1. 了解填料吸收装置的基本流程及设备结构；2. 掌握总体积吸收系数的测定方法，了解单膜控制过程的特点；3. 了解气体空塔速度和喷淋密度对总吸收系数的影响；4. 了解气体流速与压降的关系。
5. 吸收率的测定 二、基本原理要决定填料塔的塔高，总吸收系数是有待确定的参量，而实验测定是其来源之一，另外在测定生产中塔的性能时，也需要测定总吸收系数，在吸收过程为单膜控制时，单膜吸收系数近似等于总吸收系数，因而可用总吸收系数的测定，代替单膜吸收系数的测定，从而可建立单膜吸收系数的实验关系式。
当吸收溶液的浓度小于10%时，平衡关系服从亨利定律，则总吸收系数为mY Y h Y Y G K ∆⋅-=)(21α (4-35)式中:h —填料层高度，m ；Y 1、Y 2—分别为塔底与塔顶的气体摩尔流量，kmol/(m 2·h)； ΔY m —气相平均推动力。
三.实验装置的基本情况：图4-16 填料吸收塔实验装置流程示意图1-鼓风机、2-空气流量调节阀、3-空气转子流量计、4-空气温度、5-液封管、6-吸收液取样口、7-填料吸收塔、8-氨瓶阀门、9-氨转子流量计、10-氨流量调节阀、11-水转子流量计、12-水流量调节阀、13-U 型管压差计、14-吸收瓶、15-量气管、16-水准瓶、17-氨气瓶、18-氨气温度、20-吸收液温度、21-空气进入流量计处压力实验流程示意图见图4-16,空气由鼓风机1送入空气转子流量计3计量,空气通过流量计处的温度由温度计4测量,空气流量由放空阀2调节,氨气由氨瓶送出,•经过氨瓶总阀8进入氨气转子流量计9计量,•氨气通过转子流量计处温度由实验时大气温度代替。
其流量由阀10调节5,然后进入空气管道与空气混合后进入吸收塔7的底部,水由自来水管经水转子流量计11,水的流量由阀12调节,然后进入塔顶。
分析塔顶尾气浓度时靠降低水准瓶16的位置,将塔顶尾气吸入吸收瓶14和量气管15。
8.5 吸收系数
1 uF 1 n
8.7 填料塔 三、填料塔塔径的计算
D
4VS u
3 m VS ——塔底气体的体积流量， s
8.7 填料塔 ④弧鞍与矩鞍——敞开型 优点： *气流阻力小； *表面利用率高; *液布均匀； *制造方便。 缺点： 弧鞍易套叠，强度差。
8.7 填料塔 工业填料合适尺寸：25mm
8.7 填料塔 ⑤金属矩鞍环： *流阻小,通量大; *表面利用率高; *强度高,液布好;
*传质效率高； *综合性能优于鲍尔环、矩鞍和阶梯环。
8.7 填料塔 ②计算方法：
L V ( ) V L
1 2
2 uF V 0.2 ( ) L uF u (0.5 ~ 0.8)uF 查泛点线 g L u 2 V 0.2 ( ) L g L p 动力消耗 Z 查压降线
③液气比一定，若填料因子 2 n1 ，则 uF 2
V (Y1 Y2 ) G ——塔的吸收负荷，kmol/s K Ya ZYm YmVT ——填料层体积，m3
注意：实验测定的吸收系数用于吸收或解吸塔 设计计算时，设计体系的物性、操作条件及设备性 能应与实验测定时的情况相同或相近。
8.5 吸收系数 2. 膜系数 kG a
1 1 1 1 1 1 K G a kG a HkLa kG a K G a HkLa
8.7 填料塔 ⑥球形——空心 优点： *结构对称，装填均匀； *气液分散性能好； *制造方便，多为塑料件。
缺点： 工业应用受限。
8.7 填料塔
8.7 填料塔 ⑦格栅——条状单元体 优点： *压降小；
*载荷重;
*防堵。 缺点：比表面积小。⑧波纹板
8.7 填料塔 二、填料塔流体力学性能
吸收波长吸收系数计算公式
吸收波长吸收系数计算公式在光谱学和光学研究中，吸收系数是一个重要的物理量，它用来描述物质对不同波长光线的吸收能力。
吸收系数可以帮助我们理解物质的光学性质，从而在材料科学、化学、生物学等领域中有着广泛的应用。
在本文中，我们将介绍吸收波长吸收系数的计算公式及其在实际中的应用。
吸收波长吸收系数是描述物质对特定波长光线的吸收能力的物理量。
它通常用符号α表示，其单位为cm-1。
吸收系数与物质的吸收率密切相关，它可以通过吸收率的测量来确定。
吸收率是指单位长度内物质对光线的吸收比例，通常用A表示。
吸收率与吸收系数之间的关系可以用下面的公式表示：A = α c l。
其中，A表示吸收率，α表示吸收系数，c表示溶液的浓度，l表示光路长度。
根据上述公式，我们可以得到吸收系数的计算公式：α = A / (c l)。
这个公式告诉我们，吸收系数是吸收率、溶液浓度和光路长度的函数。
通过测量吸收率和确定溶液的浓度和光路长度，我们就可以计算出吸收系数。
这个公式在实际中有着广泛的应用，特别是在光学材料和生物医学领域。
在实际应用中，我们通常会遇到吸收波长的问题。
不同波长的光线对物质的吸收能力是不同的，因此我们需要考虑吸收波长对吸收系数的影响。
在光谱学中，我们可以通过光谱仪来测量物质对不同波长光线的吸收率，然后根据上述公式计算出吸收系数。
在化学分析中，吸收波长吸收系数的测定是非常重要的，它可以帮助我们确定物质的浓度和光学性质。
除了光学材料和化学分析，吸收波长吸收系数还在生物医学领域有着重要的应用。
在生物医学成像中，我们经常需要测量生物组织对不同波长光线的吸收能力，以便进行组织成分的分析和疾病诊断。
通过测量吸收率和计算吸收系数，我们可以了解生物组织的光学特性，从而为医学诊断和治疗提供重要的信息。
总之，吸收波长吸收系数是描述物质对特定波长光线的吸收能力的重要物理量。
通过吸收率的测量和上述公式的计算，我们可以确定吸收系数，从而了解物质的光学性质。
吸收系数的定义
吸收系数的定义嘿，朋友们！今天咱来聊聊吸收系数这个有意思的玩意儿。
你说这吸收系数啊，就好像是一个特别会“挑食”的家伙。
咱可以把它想象成一个超级食客，面对各种“食物”——也就是不同的物质和能量，它有着自己独特的偏好和选择方式。
比如说，阳光照在大地上，有些地方吸收得多，有些地方吸收得少。
这就像是不同的食材，有的特别受这个“超级食客”欢迎，它就大口大口地“吃”进去，吸收得特别多；而有的呢，它就不怎么感兴趣，只是稍微“尝”一点，吸收得就少啦。
再打个比方，声音在不同的环境里传播，有的地方声音好像一下子就消失了，这就是被吸收得多呀；而有的地方声音还能传得挺远，那就是吸收得少嘛。
这吸收系数不就像是决定声音被“吃掉”多少的关键因素嘛。
那这吸收系数到底是怎么一回事呢？其实啊，它就是用来衡量某个物质吸收特定能量或物质的能力大小的一个指标。
就好像我们衡量一个人吃饭的速度或者饭量一样。
吸收系数大，就说明这个物质特别能“吃”，能把大部分的能量或物质都吸收掉；吸收系数小呢，那就是不太能“吃”啦。
你想想看，在我们的日常生活中，很多东西都和吸收系数有关系呢。
比如我们装修房子用的隔音材料，它的吸收系数就很重要啊，如果吸收系数不好，那房间里不就还是很吵嘛。
还有啊，那些防晒的产品，不也是利用了不同物质对紫外线吸收系数的差异嘛，好的防晒产品能把大部分紫外线都给“挡”在外面呢。
而且啊，这吸收系数可不是一成不变的哦！它会受到很多因素的影响呢。
就像一个人的胃口会因为心情、身体状况等而改变一样，吸收系数也会因为物质的性质、环境条件等等而发生变化。
这多神奇啊！那我们为什么要这么关心吸收系数呢？这还用问吗？了解了吸收系数，我们就能更好地理解和控制各种物质和能量的吸收情况呀。
比如说，在设计建筑物的时候，我们可以根据需要选择具有合适吸收系数的材料，让房间的隔音效果更好，或者让光线更均匀地分布。
在研发新的产品时，也能通过研究吸收系数来改进产品的性能。
总之呢，吸收系数这个看似不起眼的概念，其实在我们的生活中有着大大的用处呢！它就像是一个隐藏在幕后的小英雄，默默地发挥着重要的作用。
吸收系数计算
关于吸收系数的计算吸收系数在光学和分析化学或者仪器分析中有着两种不同的表达方式。
光学中的吸收系数概念是从光传播的物理推导得出的原始结论，具有线性条件下的普遍意义；分析化学中的关于紫外吸收光谱吸收定律的数学表达式是由光学中的原始公式推导出来的衍生公式。
对于纯粹学化学的研究者而言，只学习了衍生的吸收公式，容易走入对不同材料吸收系数的计算的误区，从而得到错误的计算数据。
根据自己在计算吸收系数时的经验，对于吸收系数的计算做如下总结，对自己和其他的初学者提供一些学习的参考资料。
一、光学中关于吸收系数的表述：光在介质中传播时，光的强度随传播距离(穿透深度)而衰减的现象称为光的吸收。
光的吸收遵循吸收定律，关于吸收定律有两种形式的表述方式：(1) 布朗－朗伯定律光经过一定介质后的出射光强为：0L I I e α-=I 0表示入射光强，L 表示光束垂直通过介质层的厚度，a 为一正常数，称为介质对该单色光的吸收系数。
介质的吸收系数a 的量纲是长度的倒数，单位是cm -1. 吸收系数a 的倒数(1/a)的物理意义是因介质的吸收使得光强衰减到原来1/e≈36.8％时，光所通过的介质厚度。
将布朗－朗伯定律两边积分得到：0I L Ln I α-= 用1cm 的比色皿，则L=1cm ，得到吸收系数为：0I LnI α=- (2) 比尔定律对于气体或溶解于不吸收的溶剂中的物质，吸收系数a 正比于单位体积中的吸收分子数，即正比于吸收物质的浓度c ，a=kc 。
因而吸收定律可以写成如下形式：kcl e I I -=0,式中k 是于浓度无关的常数。
选自：光学（修订版）(蔡履中 王成彦 周玉芳编著;山东大学出版社;2002年08月第2版)二、分析化学中关于吸收系数的表述：劳伯—比尔定律(Lambert-Beerlaw)是讨论吸收光能与溶液浓度和溶质层厚度之间关系的基本定律，是分光分析的理论基础。
劳伯—比尔定律适用于可见光、紫外光、红外光和均匀非散射的液体(一) Lambert 氏定律 一束单色光通过透明溶液介质时，光能被吸收一部分，被吸收光能的量与溶液介质厚度有一定比例关系(见图2—1)。
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当溶质在气相中的浓度很低时
b）液相总传质系数间的关系
c）气相总吸收系数与液相总吸收系数的关系
3）各种分系数间的关系
5、传质速率方程的分析
1）溶解度很大时的易溶气体
——气膜控制
气膜控制 例：水吸收氨或HCl气体
液膜控制
例：水吸收氧、CO2
2）溶解度很小时的难溶气体
当H很小时， ——液膜控制
3）对于溶解度适中的气体吸收过程
2.5.2 高组成气体吸收
当混合气体中溶质含量大于 10%以上时，而且被吸收的 数量又较多，称为高组成气体的吸收。与低组成气体相 1 气液两相流量沿塔高显著发生变化，因而操作线方程 式和吸收速率方程式中的组成采用摩尔分率表示。 2 吸收过程伴有显著的热效应，使液体温度升高，为非 等温吸收过程。液体的升温使溶质溶解度降低，将直接 影响气液平衡关系。
目的在于提供与吸收液不相平衡的气相，使其与由塔顶 喷淋而下的吸收液进行逆流接触。这样在解吸推动力的 作用下，溶质将不断由液相传递至气相，塔底得到较纯 净的溶剂，塔顶则得到溶质组分与惰性气体或者蒸汽的
混合物。
采用惰性气体 ( 空气、 N2 、 CO2 等 ) 的解吸过程，适用于脱
除少量溶质以回收溶剂，一般难以同时得到纯净的溶质组
2.4 吸收系数
吸收系数是反映吸收过程物系及设备传质动力学特性的 参数，是设计计算的基本数据，其大小主要受物系的性 质、操作条件及设备结构等三方面的影响。由于影响因 素十分复杂，目前还无通用的计算方法和计算公式。一 般是针对具体的物系，在一定的操作条件和设备条件下
进行实验，将实验数据整理成相应的经验公式或准数关
在吸收塔内装置冷却元件。如板式塔可以在塔板上安全冷却
蛇管或在板间设置冷却器； 引出吸收剂到外部进行冷却； 采用边吸收边冷却得吸收装置； 采用大得喷淋密度。
2.5.4 多组分吸收
气体混合物中若有两个或两个以上的组分同时被吸收的操 作，称为多组分吸收。 如用液态烃吸收石油裂解气中的 C2 、 C3 、 C4 等烃类使之 与H2、CH4分离；用洗油吸收焦炉气中的苯、甲苯、二甲 苯蒸汽回收粗苯都为典型的多组分吸收。 多组分吸收中，由于其它组分的存在使得各溶质在气液两 相中的平衡关系、扩散系数等有所改变，因而其计算较单 组分复杂。但是，对于某些溶剂用量很大的低组成气体吸 收，所得稀溶液的平衡关系可认为服从亨利定律，而且各 组分的平衡关系互不影响，因而可分别对各溶质组分予以 单独考虑。 在进出吸收塔的气体中，各组分组成都不相同，因而每一 溶质组分都有自己的操作线方程式及相应的操作线，但因 液气比L/V为常数，所以各操作线相互平行。
施密特(Schmidt)准数Sc 它反映物性对吸收过程影响的准数。
ScG ScL D
③雷诺(Reynolds)准数Re 反映流体流动时湍动程度的准数。 d e u0 4W 气相： ReG 液相：ReL
L
④伽利略(Gallilio)准数Ga 反映液体受重力作用而沿填料表面向下流动时，所受重 力与粘滞力相对关系的准数
2 3
1 3
1 3
2 1 1 CD 3 3 OR k L 0.00595 (ReL ) ( ScL ) ( Ga ) 3 cSm l
4、各种吸收系数之间的关系
1）总系数与分系数的关系
由亨利定律：
分别为总阻力、气膜阻力和液膜阻力
即总阻力=气膜阻力+液膜阻力 同理
在溶质浓度很低时
2）总系数间的关系 a）气相总吸收系数间的关系
2.5.5 化学吸收
化学吸收通常指溶质气体A溶于溶液后，即与溶液中不挥 发的反应剂B组分进行化学反应的过程： 这是一种传质与反应同时进行的过程。由于在吸 收的同时液相伴有化学变化，使其中的溶质转化为反应 产物，因而具有下述几个主要的优点： 优点：①化学反应提高了吸收的选择性；
量；
故需较高的填料层或较多的理论板层数。
非等温吸收采用近似处理方法：假定所有释放出得热量均被 液体吸收，即忽略气体得温度变化及其它热损失。据此推算 出液体浓度与温度的对应关系，从而பைடு நூலகம்到非等温吸收下的平 衡曲线。
2.6.3 非等温吸收
当吸收得热效应很大，必须设法排除热量，以控制吸收过程 得温度。通常采取的措施有：
分。采用蒸汽的解吸过程，若溶质不溶于水，则可用冷凝 的方法将塔顶混合气体冷凝而分离出水层的办法，得到纯 净的溶质组分。 吸收操作的设备同样适用于解吸操作，而且吸收过程的理
论与计算方法亦适用于解吸。在解吸过程，由于溶质在液
相中的实际浓度总是大于与气相成平衡的浓度，因而解吸 的操作线位于平衡线的下方，即其推动力为吸收过程推动 力的相反值。所以需将吸收速率的方程式中推动力的前后 项调换，计算公式便可用于解吸。
常压下用水吸收 CO2：k L a 2.57U 0.96
式中符号含义及适用条件见教材P131~132。
2.4.3 吸收系数的准数关联式 对吸收过程进行理论分析，将影响因素归纳为几个准数。 然后进行实验，确定准数之间的函数关系，从而得到相 应的准数关联式，使用时注意应用条件和范围。 1.传质过程中常用的4 ①施伍德(Sherwood)准数Sh 它包含待求的吸收膜系数，为反映吸收过程进行难易程 度的准数。 RTpBm l 气相：ShG kG P D c l 液相：ShG kG Sm C D
联式，供计算时使用。
2.4.1 吸收系数的测定 吸收系数的测定是采用与生产条件相近的吸收塔以及操 作条件下进行，这种测定方法依据全塔内的吸收速率方 程式进行，因而得到的吸收系数值实际是全塔的平均值。
例如当吸收过程在所涉及的浓度范围内平衡关系为直线
时，只要测定出气液两相流量及其浓度组成，便可根据 填料层高度的计算公式得到平均的总体积吸收系数Kya 。
气膜阻力和液膜阻力均不可忽略，要提高过程速率，必
须兼顾气液两端阻力的降低。
2.5 其它吸收与解吸
2.5.1 解吸 使溶解于液相中的溶质组分释放出来的操作称为解吸 (或 脱吸)，它是吸收的逆过程。通常解吸操作既可获得较纯 净的溶质组分，又可使吸收剂得以再生，循环使用。解
吸操作方法一般是在解吸塔底通入某种情性气体或蒸汽，
V ( Y1 Y2 ) KY a ZYm
2.4.2 吸收系数的经验公式 吸收系数的经验公式是根据特定系统及一定条件下的实 验数据整理而来，因而运用范围较窄。 某些体积吸收系数经验公式如下。
用水吸收氨： 用水吸收SO2 ：
kG a 6.07 104 G 0.9W 0.39 kG a 9.8110 4 G 0.7W 0.25
3 传质系数受气速和漂流因数的影响较大，不能再视为 常量。
因而高组成气体吸收的计算相当复杂，必须同时联立物 料衡算式、热量衡算式、传质速率方程式和相平衡方程 式，通过数值计算方法求解。
2.6.3 非等温吸收
气体吸收过程中，因溶解热、反应热得存在，使得液相温度 随组成得升高而升高，称为非等温吸收。 对吸收过程得影响： 气体的溶解度减小 吸收的推动力减小
Ga
2 gl3 L 2 L
2.计算气膜吸收系数的准数关联式
Sh (Re ) ( Sc ) G G G
OR kG
PD (Re ) ( Sc ) G G RTpBml
3.计算液膜吸收系数的准数关联式
ShL 0.00595 (ReL ) ( ScL ) ( Ga )
②加快吸收速率，设备容积，设备投资费；
③反应增加了溶质在液相中的溶解度，吸收剂用 ④反应降低了溶质在气相中的平衡分压，可较彻 底地除去气相中很少量的有害气体。
缺点：解吸困难，解吸能耗。若反应为不可逆，反应剂 不能循环使用，用途就大受限制。