优选第九章吸收化工原理

液相 X x 1 x
气相 Y y 1 y
x X 1 X
y* Y * 1Y *
X很小
Y * mX 1 (1 m)X
Y* mX
5.其他表示法：
x* p (√) E
x* y m
(√)
y* mx ( X )
c* Hp (√)
X * Y (√) m
平衡
关系为：y 0.7 x (√)
优选第九章吸收 化工原理
3.相关概念：
‫٭‬吸收质(溶质)：A
‫٭‬惰性组分(载体)：B
‫٭‬吸收剂：S ‫٭‬吸收液： S+A ‫٭‬尾气：B+(A)
二、吸收的应用：
‫٭‬回收
A有用；
‫٭‬净化
A有害；
‫٭‬制备A的S溶液。
三、解吸：
液相 气相
四、吸收的分类：
‫٭‬性质
—
物理：无明显化学反应
x～pA
c～p A
X～p A
➢特点： 同 T : 若 pA xA ;
同 pA : 若 T xA ;
若 T 、 pA 利于吸收 ；
若
T
、
p A
利于脱吸 。
同T同 pA下， x大A，易溶 同T同 x下A ， p大A，难溶
二、气液相平衡关系式——亨利定律
1. p* ~表x达式：(液相浓度用摩尔分率表示) T一定，P<5atm，稀溶液，平衡状态时：
p* Ex 无因次
kPa 或 atm、mmHg
亨利系数,单位同 p*
说明： 理想溶液，T一定， P<5atm，E pA0
非理想溶液，E pA0
p* pA0 x
同S 中
E(易溶) E(难溶)
。
E E(T ) T E ;
p ~互x成平衡
已知气相实际分压 p ： x* p / E
相律： f C P 2
C＝3，P=2， ∴f = 3
xA f (T , P, pA )
P不 太 高
xA f (T , pA )
T一 定
xA f ( pA)
T一定：
已知气相实际分压 pA ： xA f ( pA )
已知液相实际浓度 x A： pA f ( xA )
3.溶解度曲线
溶解度（平衡浓度）和平衡分压关系曲线——
(m3混合气体 )
（2）摩尔分率
气相 yA
液相 xA
kmolA kmol ( A B)
kmol A kmol( A S)
（3）摩尔比
气相 液相
YA
yA 1 yA
X
A
xA 1 xA
km olA km olB
k molA k molS
2、影响平衡溶解度的因素
参数：P、T、y( pA)、x
P
说明：‫٭‬同S中 E(易溶) E(难溶)
H (易溶) H (难溶)
m(易溶) m(难溶)；
‫ ٭‬E E(T ) H H(T ) m m(T, P) T E, H, m ; P m , E、H不变 ;
‫ ٭‬T &P 利于吸收。
4. Y * ~表X达式(气液均用摩尔比表示)
H c(MS M A)
H EM S
说明： 同S中 H(易溶) H(难溶)。
H H(T ) T E H ;
3. y* ~表x达式(气液均用摩尔分率表示)
y* mx
➢ m ~ 关E系式：
道尔顿定律： p Py
相平衡常数(分配系数)
m E P
即p* Py* Py* Ex y* E x
——平衡， 0
若
y1
y1
——解吸,
y1 y1
若 x1
x1
y1 m
——吸收,
x1 x1
若
x1
x1
——平衡，
0
若
x1
x1
——解吸,
x1 x1
例：设在1atm，20℃下氨气在水中的E=95.25kPa.
(1)使含氨y=0.1的混合气和x=0.05的氨水相接触,
已知液相实际浓度 x ： p* Ex
2. p* ~表C达式：(液相浓度用摩尔浓度表示)
p* c H
k molA m3(A S)
溶解度系数,
kmol m 3[ p*]
➢ H ~ 关E 系式：
x
c
c
cM A
cM S
c(MS M A )
MS
溶液的密度
p*
EM Sc
1
EM S
c(MS M A )
——处理量大
微分接触式 ——填料塔 ——处理量小
(连续)
第二节 气液相平衡
一、溶解度曲线 研究目的： 吸收的推动力？ 吸收的极限？
1.气液平衡
气相 液相
➢液相：CA* ➢气相：pA* 气体溶解度： T和P一定,平衡时的浓度——极限程度
平衡浓度的不同表达方法
（1）摩尔浓度
cA
k molA m3(A S)
例:二氧化碳的体积分数为30％的某种混合气体与水 充分接触，系统温度为30℃,总压为101.33kPa。 试求液相中二氧化碳的平衡组成，分别以摩尔分 数和物质的量浓度表示。在操作范围内亨利定律 可适用。
解：道尔顿定律： p Py 101.330.3 30.4kPa
查表得：30℃ E 1.88105 kPa
A
c 1000 c 44
18c 1000 44c
M
18
S
c* 1000x * 8.98103 kmol / m3
18c 1000
18
三、相平衡与吸收过程的关系
1.判断传质方向及推动力：
已知体系的 x1、y1
若 y1 y1 mx1 ——吸收， y1 y1
若
y1
y1
化学：有明显化学反应
‫٭‬热效应
—
等温：温变小
非等温：温变大
‫٭‬溶质数目
—
单多组组分分：：A个A个为为1多
五、吸收剂的选择依据： 溶解度（大）& 对温度敏感； 吸收选择性（高）--选择系数 挥发度（小）； 粘性（小）； 稳定性高、腐蚀性小等 。
六、吸收设备：
分类
逐级接触式
——板式塔
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过程的极限为
x* p 30.4 1.617104 E 1.88105
x* 1.617104
H s
1000
2.955104 km ol /(kPa m3 )
EM 1.88105 18
S
c* Hp 2.955104 30.4 8.98103 kmol m3
另一解法
c
c
18c
x cM
c s
判断传质过程为吸收还是解吸?
x* 1
y* 1
解: (1) m E 95.25 0.94
P 101.33
y 0.1 x 1 0.106
x 0.05 x 0.106
吸收
1 m 0.94
1
1
y mx 0.94 0.05 0.047 y 0.1 y 0.047 吸收
1
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