气体吸收的原理
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。
气体吸附原理
气体吸附原理气体吸附是指气体分子在固体表面上附着的现象，它是一种重要的物理化学过程，广泛应用于化工、环保、能源等领域。
气体吸附原理是指气体分子在与固体表面相互作用时，通过吸附作用在固体表面上形成一层吸附层的过程。
气体吸附过程是一个复杂的物理化学过程，它受到多种因素的影响。
其中，最重要的是吸附剂的性质和气体分子的性质。
吸附剂的性质包括孔径大小、孔隙结构、化学成分等，而气体分子的性质则包括分子大小、极性、化学活性等。
这些因素共同作用，决定了气体在固体表面上的吸附行为。
气体吸附过程可以分为物理吸附和化学吸附两种类型。
物理吸附是指气体分子与吸附剂表面之间的范德华力作用，它是一种弱相互作用力，通常发生在低温下。
而化学吸附则是指气体分子与吸附剂表面发生化学键结合的过程，它是一种强相互作用力，通常发生在高温下。
在气体吸附过程中，吸附剂的孔隙结构对吸附性能起着至关重要的作用。
孔隙结构可以影响吸附剂的比表面积、孔体积和孔径分布等参数，从而影响气体分子在吸附剂表面上的扩散和吸附速率。
通常情况下，孔径越小，吸附剂的比表面积和孔体积越大，气体分子在其表面上的吸附性能也越好。
此外，气体分子的性质也对气体吸附过程产生重要影响。
一般来说，分子大小越小、极性越大、化学活性越高的气体分子，其在固体表面上的吸附性能也越好。
这是因为这些气体分子更容易与吸附剂表面发生相互作用，从而形成稳定的吸附层。
在工业应用中，气体吸附技术被广泛应用于气体分离、气体储存、气体检测等领域。
例如，在天然气净化过程中，气体吸附技术可以有效去除天然气中的杂质气体，提高天然气的纯度。
在气体储存领域，气体吸附技术可以将气体分子吸附到多孔吸附剂中，实现气体的高效储存和释放。
总之，气体吸附原理是一个复杂而重要的物理化学过程，它受到多种因素的影响。
通过深入研究气体吸附原理，可以更好地理解气体分子在固体表面上的吸附行为，为气体吸附技术的应用和发展提供理论基础和技术支持。
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
化工原理教学课件第四章(吸收)第0节
是变化的。如用水吸收混于空气中氨的过程，氨作
为溶质可溶于水中，而空气与水不能互溶（称为惰
性组分）。随着吸收过程的进行，混合气体及混合
液体的摩尔数是变化的，而混合气体及混合液体中 的惰性组分的摩尔数是不变的。此时，若用摩尔分 率表示气、液相组成，计算很不方便。为此引入以 惰性组分为基准的摩尔比来表示气、液相的组成。
度的大小，m 值越大，则表明该气体的溶解度越小；反之，
则溶解度越大。
若系统总压为P，由理想气体分压定律可知
同理
p=Py
将上式代入式2-1可得
将此式与式2-5比较可得： (2-6) 将式2-6代入式2-4，即可得H～m的关系为： (2-7)
(4) Y ～X关系
式2-5是以摩尔分率表
示的亨利定律。在吸收过程中，混合物的总摩尔数
摩尔比的定义如下：
X＝(液相中溶质的摩尔数)/(液相中溶剂的摩尔数)＝ Y＝(气相中溶质的摩尔数)/(气相中惰性组分的摩尔数)＝ (2-8)
上述二式也可变换为:
(2-10) (2-11)
(2-9)
将式2-10和2-11代入式2-5可得：
整理得 (2-12) 当溶液组成很低时， <<1，则式2-12可简化为 (2-13)
的饱和组成。
气体在液体中的溶解度可通过实验测定。由实验结果 绘成的曲线称为溶解度曲线，某些气体在液体中的溶解度 曲线可从有关书籍、手册中查得。
图片2-3、图片2-4和图片2-5分别为总压不很高时氨、 二氧化硫和氧在水中的溶解度曲线。从图分析可知： （1）在同一溶剂（水）中，相同的温度和溶质分压下， 不同气体的溶解度差别很大，其中氨在水中的溶解度最大 ，氧在水中的溶解度最小。这表明氨易溶于水，氧难溶于 水，而二氧化硫则居中。 （2）对同一溶质，在相同的气相分压下，溶解度随温度 的升高而减小。 （3）对同一溶质，在相同的温度下，溶解度随气相分压 的升高而增大。
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。
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。
气体吸收的原理应用
气体吸收的原理应用1. 气体吸收的概述•气体吸收是一种常见的分离和纯化气体的方法。
•气体吸收的原理是通过气体分子在液体中的溶解来实现。
•气体吸收可以应用于多个工业领域，如环保、化工、制药等。
2. 气体吸收的原理•气体吸收的原理基于亨利定律，即气体在液体中的溶解度与气体的分压成正比。
•在气液界面，气体分子与液体分子发生相互作用，使气体分子从气相转移到液相。
•气体溶解度受到温度、压力和溶液性质的影响。
3. 气体吸收的应用3.1 环境保护•气体吸收在环境保护中起到重要作用。
•通过气体吸收可以去除大气中的污染物，如二氧化硫、氮氧化物等。
•采用适当的吸收剂，可以高效地将污染物吸收到液体中，减少对大气的污染。
3.2 化工工艺•在化工工艺中，气体吸收常用于纯化和分离气体。
•比如，酸碱气体可以通过吸收与液体中的酸碱反应来进行分离。
•气体吸收还可以用于去除废气中的有害物质，提高产品质量。
3.3 制药工业•在制药工业中，气体吸收常用于分离和纯化药品。
•比如，离子交换树脂可以通过吸收气体中的杂质来提高药品的纯度。
•气体吸收还可以用于去除反应过程中的副产物，提高产品的纯度和产率。
4. 气体吸收实验•进行气体吸收实验可以更好地理解气体吸收的原理和应用。
•实验材料包括气体源、吸收器、溶液和测量设备。
•实验步骤包括设定好实验条件、将气体通入吸收器、记录吸收效果等。
•实验结果可以通过计算和观察来获得。
5. 气体吸收设备•在实际应用中，气体吸收需要使用到特定的设备。
•常见的气体吸收设备有吸收塔、填料塔和液罐等。
•这些设备可以提供较大的气液接触面积，实现高效的气体吸收效果。
6. 气体吸收的优势和限制•气体吸收具有高效、灵活、节能等优势。
•然而，气体吸收也存在一些限制，如需要消耗大量的溶液、设备投资较大等。
7. 结论•气体吸收作为一种常见的气体分离和纯化方法，具有广泛的应用领域。
•进一步研究和应用气体吸收技术，有助于提高环境保护、化工工艺和制药工业的效率和效果。
化工原理第八章 气体吸收
平衡关系与上式联立可求解界面浓度 xi 与 yi 。在用作图
3
三、工业吸收过程
工业的吸收过程常在吸收塔中进行。生产中除少部分直 接获得液体产品的吸收操作外，一般的吸收过程都要求 对吸收后的溶剂进行再生，即在另一称之为解析他的设 备中进行于吸收相反的操作－解吸。因此，一个完整地 吸收分离过程一般包括吸收和解吸两部分。
2024/3/25
4
8.2 吸收过程相平衡基础
对于单组分物理吸收，组分数c=3（溶质A、惰性 气体B、溶剂S），相数（气、液），自由度数F应为
F c23223
即在温度、总压和气、液组成共四个变量中，有三个是 自变量，另一个是它们的函数。
2024/3/25
6
在一定的操作温度和压力下，溶质在液相中的溶解 度由其相中的组成决定。在总压不很高的情况下，可以 认为气体在液体中的溶解度只取决于该气体的分压pA ， 而与总压无关。于是，cA*与 pA 得函数关系可写成
ky P kG
Ky m Kx KG HKL
13
二、界面浓度的求取
当ｍ随浓度变化时，用分传质速率方程式计算更加方 便，界面浓度 xi 与 yi 存在关系有：
（1）有双膜模型理论，yi 与 xi 在平衡线上。如果平衡线以
y f (x) 表示，则 yi 。 f (xi )
（2）可导出
y yi kx x xi ky
2024/3/25
12
不同的推动力所对应的不同传质系数和速率方程。
浓度组成表示法
表8—1 传质速率方程的各种形式
摩尔分率
物质得量浓度或分压
传质速率方程 总传质系数
2024/3/25
N A ky ( y yi ) kx (xi x) ky (y y*) kx (x* x)
化工原理气体吸收
化工原理气体吸收气体吸收是化学工程中一种常用的分离和纯化技术，用于从气体混合物中去除其中一种特定成分。
它广泛应用于石油、化工、环保等领域。
本文将介绍气体吸收的原理、装置和操作条件等方面的内容。
气体吸收的原理是利用溶剂与气体中的组分之间的化学或物理作用力，使目标组分从气相转移到液相中。
根据吸收剂的性质和反应过程的特点，气体吸收可分为物理吸收和化学吸收两种方式。
物理吸收是指目标组分在吸收剂中主要通过物理作用力，如分子间的范德华力、表面张力等，从气相吸附到液相中。
在物理吸收过程中，吸收剂的选择非常关键，常用的吸收剂包括水、有机溶剂（如乙醇、丙酮等）和离子液体等。
化学吸收是指目标组分在吸收剂中通过与吸收剂发生化学反应，形成溶解物而从气相吸附到液相中。
化学吸收通常需要在一定的温度、压力和pH值条件下进行。
化学吸收常用的吸收剂包括氨水、碱性溶液（如氢氧化钠溶液、氯化钠溶液等）和有机酸等。
气体吸收的装置主要由吸收器、进料装置、排气装置和再生装置等组成。
吸收器一般为塔状或柱状，内部设置填料或栅板，以增加气液接触的表面积，提高吸收效果。
进料装置用于将待吸收的气体引入吸收器，通常采用喷射装置或静态混合器。
排气装置用于将除去目标组分的废气排放到大气中。
再生装置用于将吸收剂中的目标组分进行回收或处理。
操作条件对气体吸收的效果有重要影响。
温度是其中的一个关键参数，一般情况下，吸收效果随着温度的升高而降低。
温度控制有利于提高吸收剂中目标组分的溶解度。
另外，压力、气体和液体的流动速度、吸收剂浓度和比表面积等，也会对气体吸收过程产生影响。
气体吸收在化工工艺中有着广泛的应用。
例如，气体吸收可用于去除工业废气中的有机物、硫化物、酸性气体等污染物。
此外，在炼油、气体处理和化学合成等过程中，气体吸收还常用于分离和提纯有机化合物、气体燃料的净化和升级等。
综上所述，气体吸收作为一种常见的分离和纯化技术，通过吸收剂与目标组分之间的化学或物理作用力，将气体中的特定成分从气相吸附到液相中。
化工原理第八章气体吸收
实验结果讨论与误差分析
03
分析实验过程中可能出现的误差来源，如测量误差、操作误差、环境误差等，并提出相应的改进措施。
误差分析
根据实验数据和分析结果，讨论气体吸收过程中的传质机理、影响因素以及优化措施。
实验结果讨论
总结实验结果和误差分析，得出关于气体吸收实验的结论，为后续研究和应用提供参考。
实验结论
过程模拟软件介绍
2
1
3
过程模拟软件是一种基于计算机技术的数值模拟工具，可以对化工过程进行建模和模拟，预测过程的性能和行为。
过程模拟软件可以用于气体吸收过程的建模和模拟，包括吸收塔的设计、操作条件的优化、过程性能的预测等。
在气体吸收中的应用
在使用过程模拟软件时，需要注意模型的准确性、数据的可靠性以及计算结果的合理性等方面。
第二小节
气体吸收设备类型及特点
填料塔结构与工作原理
填料塔结构
主要包括塔体、填料、液体分布器、气体进出口管等部分。塔内装有一定高度的填料，以增加气液接触面积，促进吸收过程。
工作原理
气体从塔底进入，通过填料层时与从塔顶喷淋下来的吸收液充分接触，完成吸收过程。填料的存在使得气液两相在较小的空间内得到充分混合，提高了吸收效率。
制定详细的实验步骤和操作规范，包括装置启动、气体和液体流量调节、温度控制、数据记录等。
实验操作规范
实验装置搭建
数据采集、处理和分析方法
使用流量计、压力表、温度计等测量仪器，实时记录气体和液体的流量、压力、温度等参数。
对实验数据进行整理、筛选和计算，得到气体吸收量、吸收速率、传质系数等关键指标。
采用图表、曲线等形式对实验数据进行可视化分析，探讨气体吸收过程中的影响因素和规律。
软件使用注意事项
化工原理下册气体吸收
第8章气体吸收dC A dz因为C MD C B2 C M D C A1 —A2N Aln ——CB1 5 C B 2 —'C B1DC ：m CA1C A2lnDPln P B2 RT P BIRT P BmP AI -P A2液膜中的传质速率 NA = kx ( X A,iX A)或NA = k l (C A,i - CA )111式中，KxFK y ，K x'x k y m11m------- = ----------------- "T -------------K ykyk xD C Al — C A2D AB ---------- 7 ----------O2、单向扩散和主体流动(分子扩散 +同方向上缓慢的总体流动)速率引起缓慢的总体流动的原因：溶质A 不断在气液相界面上发生溶解，自气相中消失，使得气液相界面附近的气相中产生空穴位，因此，引起缓慢的总体流动来补充所产生的空穴位。
如果是在气相中的传质，组分的浓度可以用分压表示，则3、对流传质 集总参数法表示传质速率气膜中的传质速率N A 二 k y (y A -y A,i )或 N A 二 k G (P A - P A,i )式中，k y =Pk G ，k x = Pk l 包括气膜和液膜的总传质速率N A =K y (y A - y A,e )或 N A = K x (X A,e - X A )解吸操作，包括气膜和液膜的总传质速率N A 二 K y (y A,e 一 Y A )或 N A 二 K X (X A - X A,e )4、传质控制如果m1 ————，则 K y k y ，传质过程为气膜阻力控制，k xk yNM - Nnet,ACB2CB1如果1 1- ，则K x k x，传质过程为液膜阻力控制。
mk y k x塔内任一横截面上气相组成 y 与液相组成x 之间的关系式，即操作线方程式:L八 G xy2- X 2L 和填料层高度H 。
气体吸收的原理是利用能量
气体吸收的原理是利用能量气体吸收原理是指在气体分子与固体或液体界面发生相互作用时，气体分子会被吸附或吸附到固体或液体表面上的现象。
这种吸附实际上是能量的转移过程，气体分子在与固体或液体接触时，通过分子之间的相互作用，使得气体分子因受到吸附力的作用而留在固体或液体表面。
气体吸收的原理可以分为物理吸附和化学吸附两种不同的机制。
物理吸附又称为范德华吸附，其机理基于分子之间的范德华力（van der Waals 力）。
这种范德华力是由于分子之间的诸多作用力引起的，如分子之间的静电作用力和诱导力等。
当气体分子接近固体表面时，范德华力会使气体分子受到吸附力的作用而留在固体表面上。
物理吸附是可逆过程，受温度和压力等条件的影响较大。
化学吸附是指气体分子与固体或液体表面发生化学反应的吸附过程。
在化学吸附中，气体分子与固体表面的原子或分子发生相互作用，形成化学键或键合，使气体分子被吸附到固体表面上。
这种吸附是不可逆的，并且通常要求一定的温度和化学活性等条件才能进行。
气体吸附的原理中，能量起着重要的作用。
吸附过程中，固体表面吸附现象会释放吸附位能，而气体分子与固体表面接触的能量会发生转移，使气体分子获得一定的总能量，以克服其自身分子间的相互作用而留在固体表面。
相反，脱附过程中则需要外界能量，如热量或其它形式的能量输入，才能使被吸附的气体分子脱离固体表面。
因此，吸附是一个能量的传递过程。
吸附过程中能量的传递可以通过两种方式进行，一是通过表面活性中心的物理吸附或化学键的化学吸附，二是通过固体和气体分子之间的碰撞传递。
在物理吸附中，范德华力的作用使气体分子受到吸附力的作用而附着在固体表面，吸附位能被释放给气体分子，使其获得一定的能量。
在化学吸附中，化学键的形成释放出更多的吸附位能，使气体分子获得更多的能量。
总之，气体吸附的原理是通过能量的传递过程，使气体分子与固体或液体表面相互作用并被吸附或吸附到固体或液体表面上。
这种吸附过程可以是物理吸附或化学吸附，其中范德华力和化学键的形成是能量传递的重要机制。
气体吸收的原理
吸收速率方程
吸收速率方程是描述气体吸收速率的数学模型。它通常由实验数据拟合得到，反映了气体吸收速率与操作条件之 间的关系。
03
气体吸收的影响因素
温度与压力
温度
温度越高，气体分子的运动速度越快 ，有利于气体在吸收剂中的扩散和溶 解，提高吸收速率。
噪声控制
气体吸收技术也可用于噪 声控制，如消音器、隔音 罩等的设计和制造。
在能源领域的应用
燃料脱硫
在化石燃料的燃烧过程中，会产生大量的硫化物，气体吸收技术可用于燃料脱硫，以减 少硫化物对环境的污染。
氢能储存
气体吸收技术可用于氢能的储存和运输，通过特定的吸收剂将氢气储存于其中，并在需 要时进行释放。
吸收平衡
平衡常数
平衡常数是描述气体在液体中溶解达到平衡状态时的浓度比 值。平衡常数的大小取决于温度和压力，反映了气体在液体 中的溶解能力。
平衡移动
当气体的分压大于其在液体中的溶解度时，平衡状态向吸收 方向移动；反之，当气体的分压小于其在液体中的溶解度时 ，平衡状态向解吸方向移动。
吸收速率
扩散系数
吸收过程的重要性
01
02
03
环境保护
气体吸收在处理工业排放 和大气污染方面具有重要 作用，能够去除有害气体， 保护环境。
工业流程
在许多工业流程中，气体 吸收用于分离和纯化气体 混合物，生产高纯度气体 或液体产品。
科学研究
气体吸收是研究气体与液 体之间相互作用的重要手 段，有助于深入了解物质 的性质和化学反应机制。
基于气体与液体之间的物理性质的差异进行的吸收，而化学吸收则是基
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
人体吸收空气的原理
人体吸收空气的原理
人体吸收空气的原理是通过呼吸系统进行的。
呼吸系统包括鼻腔、喉咙、气管、支气管和肺部。
当我们呼吸时，空气通过鼻孔进入鼻腔。
鼻腔内有毛细血管和黏膜，它们能够加热和湿润空气。
鼻腔还有粘液和毛细胞，它们能够将空气中的灰尘和有害物质粘附住。
接下来，空气进入喉咙，然后通过气管进入支气管。
支气管是一个分支状的管道，将空气分配到两侧的肺部。
最后，空气进入肺部，通过肺泡和毛细血管进行气体交换。
肺泡是肺部内的小囊泡，其周围环绕着毛细血管。
氧气进入肺泡，通过毛细胞进入血液循环，同时二氧化碳从毛细血管中释放出来，进入肺泡，最终通过呼出来排出体外。
这个过程称为呼吸，通过吸入新鲜空气的同时排出废气，使身体可以获得氧气并排出二氧化碳，从而维持身体正常的气体交换和新陈代谢。
吸收气体的溶液总结
吸收气体的溶液总结一、引言吸收气体的溶液是指在一定温度和压力下，气体分子与液体分子发生相互作用，从而将气体分子转化为液态或固态的物质。
这种化学过程被广泛应用于工业、环保和科研领域中。
二、吸收气体的原理当气体分子进入溶液中时，会与溶剂分子发生相互作用。
这种相互作用可以通过物理吸附或化学反应进行。
在物理吸附过程中，气体分子被溶剂吸附到表面上，形成一个单层或多层吸附层。
在化学反应过程中，气体分子与溶剂分子发生反应，形成新的化合物。
三、常见的吸收气体的溶液1. 碱性溶液：碱性溶液可以吸收二氧化碳和硫酸气等酸性废气。
常见的碱性溶液有钠碱、钾碱等。
2. 酸性溶液：酸性溶液可以吸收氨、二氧化硫等碱性废气。
常见的酸性溶液有硫酸、盐酸等。
3. 有机溶液：有机溶液可以吸收氧气、二氧化碳等气体。
常见的有机溶液有甲醇、乙醇等。
四、吸收气体的影响因素1. 溶液浓度：溶液浓度越高，吸收气体的能力越强。
2. 温度：温度升高可以降低溶解度，但是也会降低反应速率。
3. 压力：压力升高可以增加吸收气体的量，但是也会增加设备成本和能耗。
五、吸收气体的应用1. 工业领域：吸收气体的技术被广泛应用于石油化工、冶金、电力等行业中，用于处理废气和净化空气。
2. 环保领域：吸收气体的技术可以用于治理大气污染和水污染。
3. 科研领域：吸收气体的技术可以用于分离和提纯混合物中的某个组分。
六、总结吸收气体的溶液是一种重要的化学过程，被广泛应用于工业、环保和科研领域中。
其原理是通过溶液吸收气体分子，从而将气态物质转化为液态或固态的物质。
常见的吸收气体的溶液有碱性溶液、酸性溶液和有机溶液等。
影响吸收气体的因素包括溶液浓度、温度和压力等。
吸收气体的技术可以用于处理废气和净化空气、治理大气污染和水污染，以及分离和提纯混合物中的某个组分等。
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第一节 概述 第二节 气液相平衡 第三节 分子扩散 第四节 对流传质 第五节 在填料塔低浓度气体吸收过程的计算 第六节 气体解吸 第七节 高浓度气体吸收
§5.1 概述
一. 传质分离过程简介 二. 吸收与传质 三. 物理吸收和化学吸收 四. 吸收与解吸 五. 溶剂的选择
一. 传质分离过程简介 1、传质分离过程的研究对象
• 示意图如右侧图一所示 • 过程 1) NH3易溶解于水中，
其浓度为C0，而air难溶于水， 液，而air几乎不溶于水中；
液面处浓度C<主体浓度C0，故NH3由 气相主体向气液界面转移；2)界面处
液相中NH3浓度CL >液相主体浓度CL0 ， 故在液相中从界面向深处移动； 3)
随着吸收的进行，气相中NH3浓度减 少，液相中NH3浓度增加，推动力C 减少；4)当气液相达到平衡时， C ＝0， NH3的转移速率＝0。
液，而air几乎不溶于水中。
§5.1 概述
2、吸收
定义：气体溶解于液体的过程， 称之为～。
气体吸收在工业及环保中的应 用
• 回收产品：用洗油（焦化厂 副产品，数十种C、H化合物 的混合物）吸收焦炉煤气中 的苯、甲苯、二甲苯。※有 机合成八大基础原料：三苯、 三稀（ 1,3-丁二稀、乙稀、 丙稀）、一萘一炔。
段形成两相接触。
方向。
§5.1 概述
二. 吸收与传质
1、引子
均相混合物分离特点： 主要 依靠物质的分子、涡流传递特 性来实现混合物中各组分的分 离。
气体混合物分离特点：总是根 据混合物中各组分间某种物理 化学性质差异而进行的。
异 ；
在一般化工生产中主要应用平 衡分离过程。
3、根据生产目的来分类
化工生产中遇到的混合物多 种多样的，它们可以是g、l、 s，可以均相，可以非均相， 其中各组分的性质可以相差 很大，也可以是十分相似， 各组分的含量可以相差很大， 也可以相差不大（处一个量 级）分离目的也不尽相同。
一般分为四类：
• 分离：将混合物中各组分完 全分开，得到各个纯组分或 若干种产品。 eg：air----N2 、 O2 、各种稀有气体； 原油----汽油、煤油、柴油etc。
§5.1 概述
• 提取和回收：从混合物中提
• 浓缩：将含有组分少的稀溶
取某种或某几种有用的组分。
液增浓，称为～。eg：在医
eg：从矿石中提取有用金属；
药上中成药的提取，可以通
从工厂排放的废料中，回收
过膜过程对此进行浓缩。
有价值的物质，除去污染环
境的物质；另外在医药上中 成药的提取etc。
• 纯化：除去混合物中少量杂 质。eg：合成氨原料气中含 有CO、 CO2 等有害气体，易 使cat.中毒，现一般采用铜氨 液洗涤法、深冷分离法和甲
§5.1 概述
气体吸收过程的特点
• 需加入另一物质，使该物质与 原均相混合物接触构成并存的 两相；
• 判断是否发生组分的相际转移？ 可以假想：每一相中各组分的 浓度都均匀一致，若转移的组 分在两相中的浓度偏离平衡态 越远，则该组分的转移速率越 大；
• 当转移的组分在两相中呈平衡 态，则该组分的转移速率为零。
• 精馏---主要依据沸点差异，eg： 空分得到N2和 O2 ；
• 吸附分离------主要依靠筛分 作用，尺寸差异 ；也有络合 作用，eg：Cu＋－CO；
• 吸收------主要依靠混合物中 各组分在某种溶剂中的溶解 度的不同得到分离目的。
eg：用水吸收混合气体中的 NH3能使NH3、air加以分离， 并回收NH3 ，其原因为：它 们在水中的溶解度差异很大， 将它们通入水中， NH3很容 易溶解于水中，形成氨水溶
• 另外，对干燥和浸取等一类 过程也列入传质分离过程。 如：湿物料的干燥，也是依 靠水分传递到气相来达到分 离目的。
§5.1 概述
2、传质分离过程的分类
平衡分离过程：根据混合物中 诸组分在两相间的平衡分配不 同来实现混合物的分离，这类 方法称为～。例如：蒸馏、吸 收、萃取、吸附、干燥 etc。
速率分离过程：根据混合物中 各组分在某种力场的作用下扩 散速度不同的性质来实现混合 物的分离，这类方法称为～。 例如：气体扩散、电泳、喷嘴 扩散 etc。
• 混合物的分离是化工类生产 中的重要过程。
• 混合物的分类：
a）非均相混合物，其分离主要 依靠力学的，即质点运动与 流体力学原理进行分离，已 在第三章中进行了讨论；
b）均相混合物，其分离特点主 要依靠物质的传递（分子传 递和涡流传递）特性来实现 混合物中各组分的分离。
• 对b）均相混合物的分离称为 传质分离过程
• 气体净化：合成氨原料气中 含有CO、CO2 、CO2 S、H2 S 等有害气体，易使cat.中毒。
对微量CO、CO2现一般采用铜 氨液洗涤法、深冷分离法和 甲烷化法，但净化度和能耗 高，目前正开发络合变压吸 附（PSA）的技术是‘无热源 技术’，是非常节能的发展 方向。
• 制备某种气体的溶液： HCl（g)＋ H2 O----HCl(L) 3 NO2＋ H2O==2HNO3＋ NO SO2----- SO3 ＋ H2O--- H2 SO4 一般采用92.5% H2 SO4吸收成 为98% -----105% H2 SO4 。
• 实际过程往往同时兼有净化 和回收双重目的。
§5.1 概述
3、传质
气体吸收是传质分离过程。
• 前面提到的传质分离过程中， 重点是要讲述平衡分离过程， 是组分在两相间的分配不同 （平衡）来实现分离。
• 气体吸收过程包含有组分从 一相到另一相的转移。
• 过程的推动力为：浓度差C
过程简介
以NH3和air用水吸收为例：
4、根据组分在两相间的分配差 大小来分：
• 相配很大：吸收、萃取、浸 取、干燥蒸馏、吸附etc。 其特点为：只须引一股流， 两相接触即可。
烷化法，这些方法在经济性、
• 相配不大：精馏、回流萃取
选择性等方面都在不同程度
分馏吸附etc。
上存在着缺点，吸附分离，
其特点为：须引两股流，分
特别是PSA方法是新的发展
相关术语介绍
• 溶质气体或吸收质：混合气体 中容易溶解的组份称为～，用 A表示，eg：NH3 ；
• 惰性成分或载体：混合气体 中很难溶解的组份称为～， 用B表示， eg：空气（air);