分离工程 第4章 气体吸收和解吸
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@@@@大学
《化工分离工程》
教案
~学年第学期
课程学时65
学院化学工程
课程名称化工分离工程专业化工工艺
主讲教师
③反应增加了溶质在液相中的溶解度,吸收剂用量少;
④反应降低了溶质在气相中的平衡分压,可较彻底地除去气相中很少量的有害气体.
缺点:解吸困难,解吸能耗。
若反应为不可逆,反应剂不能循环使用,用途大受限制.
化学吸收(Chemical absorption)
溶质与吸收剂之间的化学反应对吸收过程具有显著影响。
主要特点:吸收过程中溶质进入液相后在扩散路径上不断被化学反应所消耗。
双膜理论
由W.K.Lewis 和W。
G。
Whitman 在上世纪二十年代提出,是最早出现的传质理论。
双膜理论基本论点
(1) 相互接触的两流体间存在着稳定的相界面,界面两侧各存在着一个很薄(等效厚度分别为 1 和2 )的流体膜层。
溶质以分子扩散方式通过此两膜层。
(2) 相界面没有传质阻力,即溶质在相界面处的浓度处于相平衡状态。
(3) 在膜层以外的两相主流区由于流体湍动剧烈,传质速率高,传质阻力可以忽略不计,相际的传质阻力集中在两个膜层内。
教学方式、手段、媒介:以多媒体为主
黑板设计:左边幻灯,右边板书。
化学气体吸收与解吸一、概述气体吸收按溶质与溶剂是否发生显著的化学反应,可分为物理吸收和化学吸收。
按被吸收组分的不同,可分为单组分和多组分吸收;按吸收体系(主要是液相)的温度是否显著变化,可分为等温吸收和非等温吸收。
在选择吸收剂时,应注意溶解度、选择性、挥发度、黏度。
危险化学品生产中使用的吸收塔的主要类型有板式塔、填料塔、湍球塔、喷洒塔和喷射式吸收器等。
危险化学品生产中的吸收操作大部分与用洗油吸收苯的操作相同,即气液两相在塔内逆流流动、直接接触,物质的传递发生在上升气流与下降液流之中。
因此,气体吸收是利用气体混合物各组分在液体溶剂中溶解度的差异来分离气体混合物的单元操作,其逆过程就是脱吸或解吸。
混合气体中,能够溶解的组分称为吸收质,以A表示;不被吸收的组分称为惰性组分或载体;吸收操作所用的溶剂称为吸收剂,以S表示;吸收操作所得的溶液称为吸收液,其成分为溶剂是S 和溶质A;排出的气体称为吸收尾气,其主要成分为惰性气体,还含有残余的溶质A。
吸收过程是使混合气中的溶质溶解于吸收剂中而得到一种溶液,即溶质由气相转移到液相的相际传质过程,解吸过程是使溶质从吸收液中释放出来,以使得到的纯净的溶质或使吸收剂循环使用。
(1)混合气体如用硫酸处理焦炉气以回收其中的氨,用液态烃处理裂解气以回收其中的乙烯、丙烯等。
(2)除去有害组分以净化气体,如用水或碱液脱除合成氨原料气中的二氧化碳,用丙酮脱除裂解气中的乙炔等。
(3)制备某种气体的溶液,如用水吸收二氧化氮以制取硝酸,用水吸收甲醛以制取福尔马林,用水吸收氯化氢以制取盐酸等。
(4)工业有害气体的处理,在工业生产中所排放的废气常含有SO2、NO、HF等有害的成分,其含量一般都很低,但若直接排入大气,则对人体和自然环境的危害都很大。
因此,在排放之前必须加以治理,这样既得到了副产品,又保护了环境。
如磷肥生产中,放出含氟的废气具有强烈的腐蚀性,即可采用水及其他盐类制成有用的氟硅酸钠、冰晶石等;如硝酸厂尾气中含氮的氧化物,可以用碱吸收制成硝酸钠等有用的物质。