气体吸收

气体在液体中的溶解度、对同一溶质，相同气压，溶解度随温度的升高而减小。同一溶质，相同温度下，溶解度随气压升高而增大。加压和降温有利于吸收操作，减压和升温则有利于解吸操作。

气体吸收

• 气体吸收过程概述程概述
  • 气体吸收过程
    • 气体吸收概念
    • 气体吸收的原理
      • 根据气体混合物中各组分在某液体溶剂中的溶解度不同，而将气体混合物进行分离。
    • 气体吸收应用
      • 制取某种气体的液态产品
      • 回收混合气体中所需的某种组分
      • 净化或精致制气体
      • 工业废气的处理
  • 吸收操作流程
    • 逆流、并流
    • 吸收、解吸
  • 气体吸收的分类
    • 物理吸收与化学吸收
    • 单组分吸收与多组分吸收
    • 低组成吸收（溶质含量小于10%）与高组成吸收
    • 等温吸收与非等温吸收
    • 常规吸收与膜基吸收
  • 吸收剂的选择
    • 溶解度大的
    • 选择性好
    • 挥发度小
    • 年度低
    • 无毒性，无腐蚀性，不易燃易爆不发泡、冰点低、价廉易得
• 吸收过程的相平衡关系
  • 气体在液体中的溶解度
    • 对同一溶质，相同气压，溶解度随温度的升高而减小。
    • 同一溶质，相同温度下，溶解度随气压升高而增大
    • 加压和降温有利于吸收操作，减压和升温则有利于解吸操作
  • 亨利定律
    • 用于稀溶液总压不超过500千帕
    • 
      • X为溶质在液相中的摩尔分数
      • 同一溶剂，难溶气体的E很大，易溶气体的E很小
    • 
      • H为溶解度系数
      • 对一定的溶质和溶剂，H随温度升高而减小
      • 易溶气体的H很大，难溶的H很小
    • 
      • m为相平衡常数
      • m越大，表明气体溶解度越小
    • 
      • 摩尔比表示
  • 各系数的换算关系
    • H与E的关系
      • 
    • m与E的关系
      • 
    • m与H的关系
      • 
  • 相平衡关系在吸收过程的应用
    • 判断传质进行的方向
      • y＞y*（x<x*）溶液未达到饱和，传质由气相到液相进行吸收过程
      • y*＞y（x＞x*）解吸过程，传质方向由液相到气相
    • 确定传质推动力
      • 推动力是指气相（液相）实际组成与平衡组成的偏离程度
      • 以气相表示
        • △y=y-y* △Y=Y-Y*
      • 以液相表示
        • △x=x*-x △X=X*-X
    • 指明传质进行的极限
      • 平衡状态即为传质的极限
      • 气相最低组成y2*=mx2 液相最高组成x1*=y1/m
• 低组成气体的吸收计算
  • 物料衡算与操作线方程
    • 全塔物料衡算
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      • 吸收率，回收率
    • 操作线方程与操作线
      • 操作线方程
      • 
      • B点气液两相组成具有最大值，称为浓端 塔底 T点气液两相组成具有最小值，称稀端，塔顶
  • 吸收剂用量的确定
    • L–确定L/V
  • 最小液气比
    • 
  • 适宜的液气比
    • 1.1~2.0倍
  • 塔径的计算
    • 
  • 有效高度的计算
    • 传质单元数
      • 
      • 
      • 
    • 等板高度法
      • 
      • HETP等板高度，NT为理论级数
• 吸收过程的速率关系
  • 单位相际传质面积上，单位时间内吸收溶剂的量，等于过程推动力/过程阻力
  • 气膜吸收速率方程
    • NA=kG（p-pi）
    • （p-pi）溶质A在气相主体中的分压与界面处的分压差
    • 1/kG为气膜阻力
    • 速率方程:NA=ky（y-yi）ky=p总kG
  • 液膜吸收速率方程
    • NA=kL（ci-c）
    • ci-c溶质a在相界面处的物质的量浓度，液相主体中的物质的量浓度差
    • 1/kL为夜膜阻力
    • NA=kx（xi-x）
    • kx液膜吸收系数
    • kx=c总kL
  • 总吸收速率方程
    • 以（p-p*）表示总推动力的吸收速率方程
      • NA=KG（p-p*）
      • 1/KG=1/HkL+1/kG
      • KG为气相总吸收系数
      • 克服气膜阻力，这种情况称为气膜控制
    • 以（c*-c）表示总推动力的吸收速率方程
      • NA=KL（c*-c）
      • 1/KL=1/kL+H/kG
      • KL为液膜吸收系数
      • 克服液膜阻力，称为液膜控制
    • 以（y-y*）（x-x*）表示总推动力的吸收速率方程
      • NA=Ky（y-y*）
      • NA=Kx（x*-x）
      • Kx=mKy
    • 以（Y-Y*）（X*-X）表示总推动力的吸收速率方程
      • NA=KY（Y-Y*）
      • Na=（X*-X）
      • Kx≈KLc总
• 传质单元素的确定 脱吸因数法 对数平均推动力法
• a=有效比表面积 Ω为吸收塔横截面积 传质单元高度反应传质阻力的大小，填料性能的优劣及润湿情况的好坏 阻力越大，有效比表面积越小，高度越大
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• 小结:任何吸收系数的单位都是 kmol/（㎡·s·单位推动力）
• 以液相表示气相
• 主要研究物理单组分低组成等温吸收