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第五章 吸 收§5.1 概述气体吸收是典型的扩散传质过程。
气相（吸附质）：由可溶于吸收剂的气体组分和吸收操作系统包括两个相：不溶或难溶于吸收剂的惰性组分组成。
液相：液体吸收剂。
对吸收操作的吸收率、吸收条件、吸收设备类型的选择都起决定性的作用。
吸收过程：利用混合气中各组分在吸收剂中有不同溶解度的特点，选择合宜的吸收剂对混合气中的组分进行选择性的吸收，以达到从混合气中分离出纯的组分，或得到指定浓度的溶液或使气体净制的目的。
吸收的应用：(1)制取成品：如用NaOH溶液吸收Cl2制取NaClO3，用水吸收氯化氢以制取盐酸，用硫酸(98.3％)吸收三氧化硫以制取浓硫酸等。
(2)从气体中回收有用的组分和分离气体混合物：如用水吸收氯磺酸生产尾气回收HCl，用油吸收石油裂解气中C2以上组分，使之与氢和甲烷分离；由乙烯直接氧化来制环氧乙烷时用水吸收反应后气体中的环氧乙烷等。
(3)吸收气体中的有害物质以净化气体：如用水吸收AC发泡剂缩合工段和氯化工段的尾气以除去HCl气体；合成氨工业中用铜氨液吸收除去原料气体中的一氧化碳等。
(4)作为生产的辅助环节：如氨碱法生产中用饱和盐水吸收氨以制备原料氨盐水等。
(5)作为环境保护和职业保健的重要手段：如硫酸厂用吸收除去废气中二氧化硫；过磷酸钙厂用吸收除去废气中含氟气体等。
在净化这类废气时有时还可以回收有用的副产品。
1 吸收的类型吸收包括两种类型。
（1）物理吸收：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，条件稍有改变，解吸即可发生。
例如用吸收油吸收焦炉气中的苯，用水吸收氯化氢、二氧化碳或氨等。
特点：①是一个物理化学过程，吸收的极限取决于当时条件下吸收质在吸收剂中的溶解度，吸收速率主要取决于吸收质从气相主体传递进入液相主体的扩散速率。
②是可逆的，热效应一般较小。
③加压有利于吸收，减压则有利于解吸；降低温度可以有限度地增大吸收质的溶解度，提高吸收速率，但温度过低，吸收质分子的扩散速率减慢，有可能减慢吸收速率。
第一章流体的流动与输送1、滞流（名词解释）：流体流动时，流体的质点做一层滑过一层的位移，层与层之间没有明显的干扰。
（墨水在水中呈直线）湍流（名词解释）：流体流动时，流体的质点有剧烈的涡动，只有靠近管壁处还保留滞留的形态。
（墨水无固定轨迹，呈絮状）2、影响流体流动类型的因素有哪些？（简答题）（1）管径（2）密度（3）粘度（4）速度雷诺数Re=dvρ/μ当Re<2000时为滞流，当2000<Re<4000时为过渡态，当Re>4000时为湍流3、流体流动过程中产生阻力的内因（根本原因）：实际流体有粘度4、实验室中常用的两种流量计：（1）转子流量计（2）孔板流量计5、流体阻力实验中测量的是球形截止阀的局部阻力6、伯努利方程应用的条件：静止流体、理想流体、实际流体7、文氏管流量计的压头损失比孔板流量计的小8、伯努利实验中，测压管的测压孔开在管壁处测量的为静压强，测压管的测压孔正对水流方向时，测压管内液注的高度是静压头与动压头之和。
9、 e.g.滞流流量不变，管径缩小一倍，阻力增加16倍10、流体阻力与管长成正比，管长扩大一倍，阻力扩大一倍。
11、离心泵产生汽蚀的原因：安装高度过高。
离心泵产生气缚的原因：启动前没灌满水，离心泵有气体。
12、离心泵靠出口阀调节流量，离心泵在启动之前要关闭出口阀，先启动电机后开出口阀，离心泵关闭时先关出口阀后关闭电机。
13、旋涡气泵属于正位移泵，靠旁路调节阀调节流量，阀门全开体系流量最小，阀门全关体系流量最大。
14、连续性方程是根据物料衡算推导出来的，伯努利方程是根据能量衡算推导出来的。
15、绝对压=大气压+表压，真空度=大气压-绝对压会计算AB之间的压差16、定态流动（名词解释）：流体流动的系统中，若任一截面上流体的性质（如密度、粘度等）和流动参数（如流速、压力等）不随时间而改变，此种流动称为定态流动。
17、流体的流动形态如果为滞流，摩擦阻力系数与Re有关；如果为湍流，摩擦阻力系数与Re和相对粗糙度有关。
化工原理之有关吸收的基本理论吸收是化工工艺中常用的操作之一，其基本原理是利用溶液中组分的亲和力，使其被吸附到吸收剂表面或内部而从气相或液相中去除。
本文将介绍吸收的基本原理、影响吸收效率的因素以及常用的吸收剂和吸收塔设计等方面的内容。
一、吸收原理吸收是一种质量传递过程，化学吸收可以分为气液吸收和液液吸收两种类型。
1.气液吸收气液吸收是利用气体和液体之间的相互作用，从气相中去除有害或有用的组分，使气相在液态吸收剂中被溶解或被吸附到其表面上。
气体在液体中的溶解度和化学平衡有关，也与吸收液体的物理、化学性质有关，主要包括吸收液体的pH值、粘度、表面张力、渗透性、活性、极性等。
2.液液吸收液液吸收是一种纯化分离和萃取的操作过程。
一般是利用两种不相溶的液体之间的界面质量传递过程，从一种溶液中分离、去除有害或有用的化学性质不同的组分，例如萃取精制中间体、脱色、脱酸等。
吸收过程中，液体中吸收剂与吸收物之间的反应确定了吸收的效率。
吸收反应可以分为化学吸收和物理吸收。
化学吸收是指吸收剂与dissolved phase 中的吸收物之间发生反应，例如H2SO4 与SO2 的反应：SO2 ＋H2O + 1/2O2 →H2SO4物理吸收是指吸收剂通过对分子间力的作用力将吸收物与吸收剂分子吸附在一起，例如气体分子通过范德华力来作用于吸收剂分子。
二、影响吸收效率的因素吸收效率受许多因素的影响，其中包括吸收剂的物理和化学特性、进料浓度和流量、温度、压力和气液物理化学性质等。
1.吸收剂性质吸收剂的物理和化学特性对吸收效率有着重要影响。
吸收剂的表面张力、极性、分子量和黏度等属性都会影响它与气体或液体相互作用及吸附的能力。
吸收剂的HFAC值（Henry气液分配系数）是衡量吸收效率的重要参考指标。
2.浓度和流量吸收剂的浓度和进料流量在吸收过程中扮演着关键的角色。
当进料浓度较高或流量过大时，吸附剂不能迅速吸收吸收物，从而限制了吸收过程中的质量传递速率。
《化工基础》课程教学大纲（一）课程性质与任务《化工基础》分析化学是研究物质化学组成的方法及理论的一门学科，是化工类各专业的重要主干基础课，通过学习本课程，可培养学生分析和解决有关单元操作各种问题的能力，以便在化工生产和管理工作中达到强化生产过程，提高产品质量，提高设备能力及效率，降低设备投资及产品成本，节约能耗，防止污染以及加速新技术开发等方面的目的。
该课程主要包括：化工单元操作基础、单元反应基础、化学工艺基础。
化工单元操作基础部分包括：流体输送；热量传递；混合物分离；蒸馏。
单元反应基础包括：单元反应。
化学工艺包括：化工工艺概论；无机物化工实例—硫酸的生产；有机化工实例—氯乙烯；精细化工概述。
本课程主要任务：使学生掌握化工生产自动化类相关专业必备的化工生产中单元操作的基本原理、典型设备及其计算（包括选型）方法，以培养学生分析和解决有关工程实际问题的能力。
本课程强调工程观点、定量计算和工程设计（研究）能力的训练，强调处理工程问题的方法论，强调理论与实践的结合，为学习后续专业技能课程打下基础；除此之外，对学生进行职业意识培养和职业道德教育，提高学生的综合素质与职业能力，增强学生适应职业变化的能力，为学生职业生涯的发展奠定基础。
（二）课程教学总体目标通过对单元操作基本原理、过程计算和典型设备的讲授，培养学生从过程的基本原理出发，观察、分析、综合、归纳众多影响因素，从中找出问题的主要方面的能力。
通过本课程学习，培养学生的自学能力和独立工作能力，初步具备根据所处理问题的需要，寻找、阅读有关手册、参考书、文献资料并理解其内容。
结合生产生活实际，培养对化工技术的学习兴趣和爱好，养成自主学习与探究学习的良好习惯；通过课堂讲授、习题课、讨论课、课外作业以及化工基础实验、认识实习（另见有关教学大纲）的系统训练，培养学生严谨求实的科学态度和一丝不苟的工作作风。
强化安全生产、节能环保和产品质量等职业意识，养成良好的工作方法、工作作风和职业道德。
《化工基础》作业一填空1．化工产品种类繁多，生产工艺流程千差万别，具体内容是动量传递、质量传递、热量传递和，但其基础理论可概括为和三传一反。
2．在相同条件下，逆流传热比并流传热的推动力，完成相同传热任务所需的传热面积比并流传热。
3．空气和水分别在同种规格的管内作稳定流动，若它们的质量流量不变，当温度升高时，空气的雷诺数将，水的雷诺数将。
4．精馏是以液体混合物中各组分的不同，实现液体混合物分离的方法，精馏塔一般分为和精馏段。
5．对多釜串联反应器，每一级都是全混流反应器，各釜之间物料无，串联级数越多，各级间的越小，其性能越接近平推流反应器。
6．在合成氨生产中，用燃料高温转化法制原料气的方法有，和重质烃部分氧化法等。
7．工程上考察流体的运动规律时，着眼点是流体的运动；流体流经管路系统时的阻力因其不同的外部条件可分为阻力和局部阻力。
8．流体在圆管内作层流流动时，流体主体质点彼此平行地沿着方向作直线运动，此时层流的平均流速是管内最大流速的倍。
9．合成氨工业采用的烃类蒸汽转化法造气工艺，是在催化剂的作用下，将与蒸气发生反应，生成和碳的氧化物。
10．吸收是分离混合物的操作，吸收的依据是利用混合物组分在液相中的差异而分离的。
11．在气体的流量、气体进出口组成和液相进口组成不变时，若减少吸收剂用量，则传质推动力将，操作线平衡线。
12．流体在圆形管内作湍流流动时，在靠近管壁出存在，当雷诺数增大时，该层的厚度变。
13．吸收三氧化硫所用的硫酸除了控制其浓度外，还必须控制温度。
温度过低，会使增大，降低。
14．将二氧化硫转化为三氧化硫是催化氧化反应过程，采用的催化剂是，实施这一反应过程的主要设备是。
15．当流体在圆管内作层流流动时，其摩擦阻力系数为；当流体在圆管内作湍流流动时，其摩擦阻力与和R e有关。
16．在精馏塔中，经过多次部分气化，在气相中可得到高纯度的组分，经过多次部分冷凝，在液相中可得到高纯度的组分。
17．投资利税率是指在投资项目达到设计生产能力后，一个正常年度的年利润，税金总额或项目生产期内的年平均与的比率。
吸 收1、30℃水的饱和蒸气压＝4.24kPa, (p268, 表五（一）)求湿空气中水蒸气的体积分数；042.03.10124.4==x 求水蒸气的质量分数：0265.029958.018042.018042.0=⨯+⨯⨯=m x 求湿空气的密度：315.1302732734.2229958.018042.0m kg =+⨯⨯+⨯=ρ 2、亨利定律为Ex p =* %0515.018100028600==x ，MPa x p E 1971015.53.1014*=⨯==-相平衡常数；19453.101197000===p E m 3、根据，Ex p =*,**=Py p %0232.018800043.03.101*=⨯==E p x （mol%） 质量分数：%057.0189768.9944%0232.044%0232.0=⨯+⨯⨯=x4、%28.22676.20203.0*=⨯==E p x (m o l %) 质量分数：%2.21872.971728.21728.2=⨯+⨯⨯=x5、进入水的最高含氧量水的最高含氧量是空气中氧（21％）相平衡的含氧量。
69*1024.51006.410130021.0-⨯=⨯⨯==E p x32266632.91032.918321024.51024.5m gO kgH kgO =⨯=⨯⨯=⨯---脱氧后的最低含氧量：脱氧后水的最低含氧量是与吹扫地氮气中含氧相平衡的含氧量。
69*10499.01006.410130002.0-⨯=⨯⨯==E p x36887.0183210499.0m g =⨯⨯- 6、136.012.0112.011=-=-=y y Y ，0101.001.0101.02=-=Y被吸收到氨量：1000(1-0.12)(0.136-0.0101)=110.8m 3kg 03.77172982734.228.110=⨯⨯出口气体体积：V=1000-110.8=889.2m 37、kPax p E 55003.016500*===对于稀溶液，Pa m kmolH M E S .1001.15500001181000134-⨯===ρm x x p E y ==，∴p E m = 43.5101300550000==m8、p Em =43.5101300550000== 147043.5008.0===m y x kg 59.3147044181000=⨯⨯，（环氧乙烷分子量＝44）12、稳态下通过气膜的扩散系数（分子扩散的斯蒂芬定律）)(21p p p p RT D A N B -=δS m mol .2 p 1=20℃水的蒸汽压＝2330Pa 1≈Bp p ,因为气膜中水蒸气分压小。
