化工原理 第三节 吸收(或脱吸)塔的计算上
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化工原理之有关吸收的基本理论-----------------------作者:-----------------------日期:9.吸收9.1概述利用不同组分在溶剂中溶解度的差异,分离气体混合物的过程,称为吸收; 能被溶解的组分——溶质A ; 不能被溶解的组分——惰性组分(载体)B ;所用溶剂——吸收剂S 。
吸收液)(A S 。
一.工业生产中的吸收过程1.工业上的应用(1) 原料气的净化:如煤气中的H 2S 除去。
(2) 有用组分的回收:如合成氨厂的放空气中用水回收氨。
(3) 某些产品的制取:将气体中需要的成份以指定的溶剂吸收出来,成为液态的产品或半成品,如:从含HC l气体中盐酸(4) 废气的治理:如含SO 2,NO ,NO 2等废气中,要除去这些有害成份。
2.吸收的分类 (1) 按性质划分物理吸收:溶质不发生明显的化学反应,如水吸收CO 2,SO 2等。
化学吸收:溶质与溶剂或溶液中其它物质进行化学反应。
(如用NaOH 吸收 CO 2) (2) 温度是否变化等温吸收:当溶剂用量很大,温升不明显时 非等温吸收:(3) 被吸收组分数目分单组分吸收:只吸收一种组分 多组分吸收二.吸收过程的极限及方向极限:气液两相呈平衡状态;方向或推动力:一相浓度与同另一相浓度呈平衡的该相浓度之差;比如:溶质A 在气相中的分压为A P ,液相中溶质浓度为A c ,与A c 呈平衡的气相分压为*A P ,则推动力为(*-A A P P )。
三.吸收的流程流程说明:1. 气液流向: ——逆流(推动力大)2. 多塔吸收:单塔所需太高时,可分解成几个塔串联使用。
3. 加压吸收: 提高总压,可以提高传质推动力,同时提高溶解度,有利于吸收。
4. 脱吸(解吸)过程:吸收的逆过程。
1.具有选择性:对溶质A的溶解度应尽可能大2.不易挥发性:减少溶剂的损失及避免在气体中引入新的杂质 3.腐蚀性小:减少设备费和维修费 4.粘度低:以利于传质及输送5.毒性小,不易燃,以利于保证安全生产 6.来源丰富,价格低廉,易于再生五.本章重点及学习方法本章主要讨论单组分、等温、常压、物理吸收,以掌握基本原理和方法。
化工原理吸收公式总结化工原理中的吸收可是个相当重要的环节,吸收公式更是解决相关问题的关键钥匙。
咱们今儿就来好好唠唠这些公式。
先来说说亨利定律,这可是吸收过程中的基础。
它表明在一定温度和压强下,气液平衡时,溶质在气相中的分压与溶质在液相中的摩尔分数成正比。
用公式表达就是:p = Ex ,这里的 p 是溶质在气相中的平衡分压,E 是亨利系数,x 是溶质在液相中的摩尔分数。
再瞅瞅气膜吸收速率方程:NA = kg(p - pi),这里的 NA 代表溶质 A 的吸收速率,kg 是气膜吸收系数,p 是气相主体中溶质 A 的分压,pi 是相界面处溶质 A 的分压。
液膜吸收速率方程也不能落下:NA = kl(ci - c),NA 同样是溶质A 的吸收速率,kl 是液膜吸收系数,ci 是相界面处溶质 A 的浓度,c是液相主体中溶质 A 的浓度。
还有总吸收速率方程:NA = Ky(y - yi),Ky 是气相总吸收系数,y 是气相主体中溶质 A 的摩尔比,yi 是相界面处溶质 A 的摩尔比。
给您说个我曾经遇到的事儿,就和这吸收公式有关。
有一次在实验室做吸收实验,我们小组想要研究某种气体在特定溶液中的吸收情况。
一开始,大家都信心满满,觉得按照书上的步骤来肯定没问题。
结果呢,实验数据出来一分析,和预期的相差甚远。
我们几个那叫一个着急,赶紧从头开始排查问题。
最后发现,原来是在计算的时候,把气膜和液膜的吸收系数弄混了,导致整个计算结果都错了。
这可给我们上了深刻的一课,让我们明白了,这些公式可不是随便拿来用的,得搞清楚每个参数的含义和适用条件。
说完这些单个的公式,咱们再聊聊它们之间的关系。
在很多实际问题中,需要综合运用这些公式来求解。
比如说,要确定吸收塔的高度,就得先根据物料衡算求出塔底和塔顶的浓度,再结合吸收速率方程计算出传质单元数,最后才能得出塔高。
还有啊,在使用这些公式的时候,一定要注意单位的统一。
不然,一个不小心,就会得出错误的结果。