气体吸收基本原理

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。

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。

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 。

化学气体吸收过程化学气体吸收过程化学气体吸收是一种常见的化学工程处理技术，常用于去除废气中的有毒有害气体，以及净化生产过程中的废气和废水，使其达到环境和安全要求。

化学气体吸收可以通过化学反应将气体转化为无害的物质，也可以将气体固定在吸收剂中，避免其释放到大气中造成污染。

本文将介绍化学气体吸收过程的基本原理、分类、影响因素、吸收剂及应用。

一、基本原理化学气体吸收是一种气液相的质量传递过程，即气体分子在被液体吸收剂接触后被相互作用吸附或溶解到溶液中的过程。

在化学气体吸收过程中，气体分子在其与吸收剂接触的过程中，会出现发生化学反应的可能性，从而转化为固体、液体或气体形式被吸收。

因此，化学气体吸收包含了物理吸附、化学吸附、化学反应和物化反应等多种吸收方式。

二、分类化学气体吸收根据吸收剂的不同可分为物理吸收、化学吸收和氧化吸收等几种方式。

1. 物理吸收物理吸收是通过物理机制使有害气体与液体吸收剂接触，并通过吸收剂的溶解作用来吸收气体。

一般是在吸收剂表面形成单分子层，所需吸收剂量较大，吸收条件较严格。

常用的物理吸收剂包括水、乙醇、乙二醇、甲醇和石油醚等。

2. 化学吸收化学吸收是指有毒气体在吸收剂中发生化学反应转化为无毒无害物质的过程。

化学吸收的运动学限制比物理吸收小，吸收能力较大，一般选择环境稳定的物质作为吸收剂。

常用的化学吸收剂包括碱式氢氧化物、浓酸、氨水、多羟基化合物等。

3. 氧化吸收氧化吸收是指通过氧化作用将有毒气体转化为无毒气体的过程。

氧化吸收使用较多的是一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物的吸收。

常用的氧化吸收剂包括過酸和過氧化氫等。

三、影响因素化学气体吸收过程的效果不仅受吸收剂的选择和气体的组成影响，还受到以下因素的影响：1. 温度一般情况下，温度升高会使气体分子在液体表面的扩散速度增快，从而提高了吸收剂的吸收能力。

但当温度过高时，吸收剂中的某些元素可能会溶解，对系统产生不利影响。

2. 流量气体流量是化学气体吸收过程中的另一个重要参数。

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。