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化工原理之气体吸收

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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。例如，烟气脱硫工艺中，使用水或碱液吸收烟气中的二氧化硫，从而减少大气污染。

2.石油炼制：气体吸收在石油炼制过程中也有着广泛的应用。例如，利用吸收塔将石油中的硫化氢和硫醇等硫化物从气相吸收到液相中，以避免对设备和系统的腐蚀。

3.环境工程：气体吸收常用于水处理和废水处理中，例如利用气体吸收去除水中的溶解氧、氨氮等。此外，气体吸收还可用于去除废水中的有机物质和重金属等。 总之，气体吸收是一种重要的物理操作，它通过将气体从气相吸收到液相中，实现气体的转移和分离。气体吸收的速度受多种因素影响，包括溶剂和气体溶质的性质、传质界面的特征以及气体浓度梯度等。气体吸收设备包括吸收塔、吸收柱和吸附塔等，广泛应用于废气处理、石油炼制、环境工程等领域。

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化工原理--第八章 气体吸收

化工原理--第八章 气体吸收

第八章气体吸收

1.在温度为40℃、压力为101.3kPa的条件下，测得溶液上方氨的平衡分压为15.0kPa时，

氨在水中的溶解度为76.6g(NH

3)/1000g(H

2O)。试求在此温度和压力下的亨利系数E、相平

衡常数m及溶解度系数H。解：水溶液中氨的摩尔分数为

76.6

17

0.075

76.61000

1718x

由*pEx亨利系数为

*15.0

kPa200.0

0.075p

E

xkPa相平衡常数为

t200.0

1.974

101.3E

m

p

由于氨水的浓度较低，溶液的密度可按纯水的密度计算。40℃时水的密度为

992.2

kg/m3溶解度系数为

kPa)kmol/(m276.0kPa)kmol/(m

180.2002.992

33

S



EMH

2.在温度为25℃及总压为101.3kPa的条件下，使含二氧化碳为3.0%（体积分数）的

混合空气与含二氧化碳为350g/m3

的水溶液接触。试判断二氧化碳的传递方向，并计算以二氧

化碳的分压表示的总传质推动力。已知操作条件下，亨利系数5

1066.1EkPa，水溶液的密

度为997.8kg/m3

。

解：水溶液中CO

2的浓度为

33350/1000

kmol/m0.008kmol/m

44c对于稀水溶液，总浓度为

3

t997.8

kmol/m55.43

18ckmol/m3

水溶液中CO

2的摩尔分数为

4

t0.008

1.44310

55.43c

x

c

由54*1.66101.44310kPa23.954pEx



kPa

气相中CO

2的分压为

t101.30.03kPa3.039ppykPa<*p故CO

2必由液相传递到气相，进行解吸。

以CO

2的分压表示的总传质推动力为

*(23.9543.039)kPa20.915pppkPa

3.在总压为110.5kPa的条件下，采用填料塔用清水逆流吸收混于空气中的氨气。测得在

塔的某一截面上，氨的气、液相组成分别为0.032y

化工原理(管国锋主编_第三版)课后习题答案6_气体吸收

化工原理(管国锋主编_第三版)课后习题答案6_气体吸收

第6章 气体吸收

1）总压100 ，温度25℃的空气与水长时刻接触，水中的 的浓度为多少？别离用摩尔浓度和摩尔分率表示。空气中 的体积百分率为。

解：将空气看做理想气体：y=

p*=yp=79kPa

查表得 E=×510kPa

610/*Epx

H=)./(10342.6)181076.8/(1000)/(65mkNkmoLEMS

C=p*.H=79××10-5=×10-4kmol/m3

2）已知常压、25℃下某体系的平稳关系符合亨利定律，亨利系数E为

大气压，溶质A的分压为大气压的混合气体别离与三种溶液接触：①溶质A浓度为 的水溶液；②溶质A浓度为 的水溶液；③溶质A浓度为 的水溶液。试求上述三种情形下溶质A在二相间的转移方向。

解： E=×104atm，p=，P=1atm，y=p/P=

① mEP015104.

x135002110183610..

∴ymx110054*. ∴yyy10* ∴平稳

② x2350001110181810..

∴ymx220027*. ∴yyy20* ∴气相转移至液相

③ x3350003110185410..

∴ymx330081*. ∴yyy30* ∴液相转移至气相

④ P=3atm y= E=×104atm ∴m=E/P=×104

x4=x3=×10-5

∴ymx440027*. ∴yyy40* ∴气相转移至液相

3）某气、液逆流的吸收塔，以清水吸收空气～硫化氢混合气中的硫化氢。总压为1大气压。已知塔底气相中含 %（摩尔分率），水中含 的浓度为 （摩尔分率）。试求塔底温度别离为5℃及30℃时的吸收进程推动力。

解：查表得（50C） E1=×104kpa m1=E1/P=315

化工原理--气体吸收--选择判断汇总

化工原理--气体吸收--选择判断汇总

《化工原理（下）》第九章“吸收”复习题

（适用于化环系0703、0704班；2009-09-01）

一、填空题

1.（3分）20℃时,CO2气体溶解于水的溶解度为0.878(标m3)/m3(H2O),此时液相浓度C=________kmol/m3.液相摩尔分率x=_________.比摩尔分率X=__________.

***答案*** 0.0392 0.000705 0.000706

2.（2分）在常压下,20℃时氨在空气中的分压为69.6mmHg,此时氨在混合气中的摩尔分率y=________,比摩尔分率Y=_______. ***答案*** 0.0916 ; 0.101

3.（2分）用相平衡常数m表达的亨利定律表达式为_______.在常压下,20℃时, 氨在空气中的分压为50mmHg,与之平衡的氨水浓度为7.5(kgNH3/100kgH2O).此时m=______.

***答案*** y=mx ;0.894

4.（3分）用亨利系数E表达的亨利定律表达式为_______.在常压下,20℃时, 氨在空气中的分压为50mmHg, 与之平衡的氨水浓度为7.5(kgNH3/100kgH2O).此时亨利系数E=________,相平衡常数m=______. ***答案*** p=Ex ;680mmHg ;0.894

5.（2分）用气相浓度△p为推动力的传质速率方程有两种,以传质分系数表达的传质速率方程为________________,以总传质系数表达的传质速率方程为___________________.

***答案*** NA=kG (p-pi) NA =KG(p-pL*)

6.（2分）用液相浓度△C为推动力的传质速率方程有两种,以传质分系数表达的速率方程为 ,以传质总系数表达的速率方程为 .

化工原理气体吸收题目

化工原理气体吸收题目

一．考察传质的推动力（较易）

1在一吸收塔内，用含苯为0.5%（摩尔分数，下同）的再生循环洗油逆流吸收煤气中的苯。进塔煤气中含苯2.5%，要求出塔煤气中含苯不超过0.1%，已知气液平衡方程为xy065.0*。试计算：

（1）塔顶处的推动力△y2和△x2；

（2）塔顶排出煤气中苯的含量最低可降到多少；

（3）塔低排出洗油中苯的含量最高可达到多少。

解：（1）△y2=y2-y*2=y2-mx2

=0.001-0.0650.005=0.000675

△x2=222*2xmyxx

=0104.0005.0065.0001.0

（2）22*min,2mxyy

=000325.0005.0065.0

（3）myxx1*1max,1

=385.0065.0025.0

二．亨利定律等的应用（较易）

2.在温度为40 ℃、压力为101.3 kPa的条件下，测得溶液上方氨的平衡分压为15.0

kPa时，氨在水中的溶解度为76.6 g (NH3)/1 000 g(H2O)。试求在此温度和压力下的亨利系数E、相平衡常数m及溶解度系数H。

解：水溶液中氨的摩尔分数为

76.6170.07576.610001718x

由 *pEx

亨利系数为

*15.0kPa200.00.075pExkPa

相平衡常数为

t200.01.974101.3Emp

由于氨水的浓度较低，溶液的密度可按纯水的密度计算。40 ℃时水的密度为 992.2kg/m3

溶解度系数为

kPa)kmol/(m276.0kPa)kmol/(m180.2002.99233SEMH 三吸收系数的综合应用（中等难度）