7.3 气体吸收

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。

M CV PdV CV VdP RCV dT RPdV CP PdV CV PdV 又： R = CP - CV
PdV VdP
M
RdT
CP = CV
CVVdP CP PdV
CV PdV CV VdP
M

RCV dT
RPdV
CP PdV CV PdV
QV CV
M

(T2 T1 )
定体摩尔热容CV,可以由理论计算得出， 也可以由实验测出。下页表中给出几 种气体的CV,的实验值。
表 几种气体摩尔热容的实验值（在1.013X105Pa、25oC时）
气体
单原子气体 氦（He） 氖（Ne） 氩（Ar） 双原子分子 氢（H2） 氮（N2） 氧（O2） 一氧化碳（CO）

CV (T2 T1 )
5、比热容（比热）
前面给出的摩尔热容是针对理想气体而言的，对于液体、固 体等构成的系统，当在某一微小过程中吸热dQ，温度升高dT， 则定义： dQ C 为系统在该过程中的热容， C=
dT
单位J· K－1。
由于系统的热容 C 与系统的质量有关，故把单位质量的热 容称为比热容（简称比热）c，其单位为J· －1 · －1。 K kg 热容C 与比热容（简称比热）c 的关系为：
pdV
V1
绝热膨胀过程中，系统对外作的功，是靠内能减少实现的， 故温度降低；绝热压缩过程中，外界对气体作功全用于增加气 体内能，故温度上升。
dV
V2
V
下面我们来推导绝热方程： M dE CV dT 0 dE dWa
dWa PdV M 0= CV dT PdV
PV M RT

例10-3 调整的净现值法的应用 假定已知某公司的信息如下：
营业收入：每年为500万元，永续年金； 营业成本：为营业收入的60%； 折旧：每年为50万元； 净营运资本增加额：每年为0元； 资本支出：每年为50万元； 所得税税率为25%，全权益融资公司的资本成本
R0为2
一、亨利定律的表达式
2. p～c关系 若溶质在气、液相中的组成分别以分压p、摩
尔浓度 c 表示，亨利定律为
p* c H
H — 溶解度系数，kmol/(m3·kPa)
一、亨利定律的表达式
3. y～x关系
若溶质在气、液相中的组成分别以摩尔分数
y、x表示 ，亨利定律为
y* mx
x* p E
c* Hp x* y
m
X* Y m
二、各系数间的关系
推导可得亨利定律表达式各系数间的关系如下：
E～H 关系 E～m 关系 H～m 关系
H EM S
m E P 1
H PM S m
溶液 密度
溶剂 S 的 摩尔质量
一、判断传质进行的方向
设某瞬时 气相中溶质的实际组成为Y
液相中溶质的实际组成为X
气体在 液体中 溶解度
pA f (xA)
平衡方程
pA ～ xA曲线 溶解度曲线
气体（A＋B）
A 溶解 A 逸出
液体 S
易溶
400 50
氨在水中的溶解度
中等溶解度
68 50
二氧化硫在水中的溶解度
难溶
0.002
50
氧在水中的溶解度
二、温度、压力对溶解度的影响
讨论
温度对溶解度的影响 压力对溶解度的影响
解度不同。
吸
收
原料气 A＋B

气体吸收名词解释
气体吸收是指气体被其他物质吸收并进入其中的过程。

在化学和物理领域中，气体吸收经常涉及到气体溶解、吸附和反应等过程。

气体溶解是指气体分子在液体中被吸收并与溶剂分子相互作用的过程。

气体溶解可以通过增加溶剂和气体之间的接触面积、提高溶剂的温度或压力来增加。

溶解度通常用溶解度曲线来描述，它表示了在不同温度和压力下溶剂能够溶解的气体的最大量。

气体吸附是指气体吸附剂表面上的分子吸引和捕获气体分子的过程。

吸附可以分为物理吸附和化学吸附两种类型。

物理吸附是指气体分子在吸附剂表面上通过分子间力相互作用被吸附的过程，其吸附速度较快，吸附强度较弱。

化学吸附是指气体分子在吸附剂表面上发生化学反应并形成化学键的过程，其吸附速度较慢，吸附强度较强。

气体吸收还可以是指气体在化学反应中被反应物所吸收的过程。

这种吸收通常是一个反应物与气体发生化学反应，并在反应中形成产物的过程。

气体吸收在许多工业领域中被广泛应用，如空气污染控制、气体分离和催化反应等。

总之，气体吸收涉及到气体在液体或固体中被吸收的过程，可以通过溶解、吸附或化学反应来实现。

该过程在科学研究和工业生产中具有重要意义。