吸收操作的基本理论

吸收单元操作的基本原理和目的
吸收单元操作是一种常用的化工过程，其基本原理是利用吸收剂与气体混合物中各组分在某种溶剂中的溶解度差异，将气体中不同组分从气相转移到液相中。

吸收单元操作的目的主要包括以下几个方面：
1.分离气体混合物
吸收剂可以将气体混合物中的不同组分进行选择性吸收，使其从气相转移到液相中，从而实现气体混合物的分离。

例如，用碳酸钾溶液吸收二氧化碳，从混合气体中分离出二氧化碳后，剩余的气体则主要为氧气。

2.提纯和浓缩
吸收剂可以选择性吸收混合物中的某一组分，同时将其他组分留在气相中。

通过控制吸收剂的浓度、温度等条件，可以将被吸收组分从液相中释放出来，从而实现提纯和浓缩的目的。

例如，用稀硫酸吸收氨气，可以将氨气从混合气体中分离出来并浓缩成浓氨水。

3.化学反应
吸收剂可以与气体混合物中的某些组分发生化学反应，从而将其转化为液相中的化合物。

例如，用碱性溶液吸收二氧化碳，可以将其转化为碳酸盐类化合物。

4.回收和利用
吸收剂可以将气体混合物中的有用组分回收并加以利用。

例如，用有机溶剂回收天然气中的乙烷、丙烷等组分，可以将它们用于化工生产或其他领域。

5.环境保护
吸收剂可以去除气体混合物中的有害组分，从而减少对环境的污染。

例如，用碱性溶液吸收烟气中的二氧化硫，可以减少二氧化硫对大气的污染。

总之，吸收单元操作是一种有效的气体混合物处理方法，可以用于分离、提纯、浓缩、化学反应、回收和环境保护等领域。

通过选择合适的吸收剂和控制操作条件，可以实现不同的目的和应用。

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。

化工原理吸收教案第八章吸收第一节概述一、基本概念：吸收：利用各组分的不同溶解度分离气体混合物的单元操作。

二、吸收过程如下三、吸收操作的应用四、吸收操作分类五、吸收：溶质a从气相转移到液相；脱吸传质：溶质a从液相转移到气相；除了制取溶液产品等少数情况只需单独进行吸收外，一般都需要对吸收后的溶液继续脱吸，使溶剂再生，能够循环使用，同时也得到有价值的溶质。

六、吸收与解吸的操作流程吸收剂的选择：高溶解性和良好的选择性第二节吸收的基本理论溶解度曲线：当溶质的平衡气体和液体含量分别用分压和浓度表示时，该平衡曲线也称为溶解度曲线；1.低温有利于吸收；2.高压有利于吸收图9－3293k时几种气体在水中的溶解度曲线亨利定律在一定的温度和平衡状态下，稀溶液中气体溶质在气相中的平衡分压与其在液相中的摩尔分率成正比；用公式表示；p*=ex1亨利系数e与温度t有关↑ E↑, 溶解度↓, 这不利于吸收。

2可溶性气体e＜不溶性气体e溶质在液相中的含量用摩尔浓度表示时（x=ca/c)：P*=Ca/h可溶性气体h>>不溶性气体h溶质的平衡气、液相组成均用摩尔分率表示：y=mx亨利定律适用于低浓气体。

六、思考题工程中如何从吸收剂中释放溶质？第二节、吸收传质速率方程（一）双膜理论1、气液两相之间存在稳定的相界面，两侧各有一个停滞膜，a以分子扩散的方式通过此两膜；2.在相界面，气液两相处于平衡状态；3、两相之间传质阻力全部集中在滞流膜内。

（一）相间传质速率方程1．气膜吸收速率方程以分压表示推动力kg―以分压差为推动力dp（p？pi）？千克（p？pi）？（P？PI）/（1/kg）气相传质系数，na？rtzgpbmkmol/m2？s千帕；kg?dprtzgpbm表示为摩尔分数差na=ky(y-yi)=(y-yi)/(1/ky)KY——由摩尔分数差驱动的气相传质系数，KMOL/m2？s2．液膜吸收速率方程以摩尔浓度表示推动力dcna？（ci？c）？吉隆坡（ci？c）？（ci？c）/（1/kl）zlcsm吉隆坡？Dczlcsmkl——摩尔浓度差驱动的液相传质系数，M/S；以摩尔分率表示推动力na=kx（xi-x）=（xi-x）/（1/kx）kx―以摩尔分数差为推动力的液相给质系数，kmol/m2?s;3.界面浓度Na=kg（p-pi）=KL（ci-c）的平衡关系：pi=f(ci)作图确定界面浓度在低浓度的情况下，亨利定律适用，Yi=MXI和ky(y-yi)＝kx(xi-x)联立，可解出界面浓度yi与xi4．总吸收系数及总吸收速率方程1）、以p-p*表示总推动力的总吸收速率方程na=kg(p-p*)=(p-p*)/(1/kg)气相吸收速率方程：娜娜？千克（p？pi）？（P？PI）/（1/kg）液相吸收速率方程：na?kl(ci?cl)?(ci?cl)/(1/kl)平衡关系符合亨利定律：不？？吉隆坡（ci？c）？？klh（pi？p*）？（Pi？P*）/（1/hkl）根据串联工艺的特点：111??kgkghkl1/对易溶气体，h值很大，1/hkl<<1/kgkg?kg;传质阻力主要集中在气膜中，吸收过程称为“气膜控制”。

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。

吸 收––––基本概念和基本原理 利用各组分溶解度不同而分离气体混合物的单元操作称为吸收。

混合气体中能够溶解的组分称为吸收质或溶质（A ）；不被吸收的组分称为惰性组分或载体（B ）；吸收操作所用的溶剂称为吸收剂（S ）；吸收所得溶液为吸收液（S+A ）；吸收塔排出的气体为吸收尾气。

当气相中溶质的的实际分压高于与液相成平衡的溶质分压时，溶质从气相向液相转移，发生吸收过程；反之当气相中溶质的的实际分压低于与液相成平衡的溶质分压时，溶质从液相向气相转移，发生脱吸（解吸）过程。

一、 气–液相平衡–––––––传质方向与传质极限平衡状态下气相中溶质分压称为平衡分压或饱和分压，液相中的溶质浓度称为平衡浓度或饱和浓度––––––溶解度。

对于同一种溶质，溶解度随温度的升高而减小，加压和降温对吸收操作有利，升温和减压有利于脱吸操作。

亨利定律： Ex p =*AE 为亨利系数，单位为压强单位，随温度升高而增大，难溶气体（稀溶液）E 很大，易溶气体E 很小。

H c p A*A =H 为溶解度系数，单位：kmol/(kN·m)，S1ρS EM H = 随温度升高而减小，难溶气体H 很小，易溶气体H 很大。

mx y =*m 相平衡常数，无因次，p Em =m 值愈大，气体溶解度愈小； m 随温度升高而增加，随压力增加而减小。

mX Y =*当溶液浓度很低时大多采用该式计算。

X=x/(1-x); Y=y/(1-y); x,y ––––摩尔分率， X,Y ––––摩尔比浓度二、 传质理论––––传质速率 分子扩散–––凭借流体分子无规则热运动传递物质的现象。

推动力为浓度差，由菲克定律描述：ZA AB A d dc D J -= J A ––扩散通量，kmol/(m 2·s) D AB ––扩散系数 涡流扩散–––凭借流体质点的湍动和旋涡传递物质的现象。

等分子反向扩散传质速率：气相内 )(21A A A p p R T z D N -=液相内 )('21A A AB A c c zD N -= 单相扩散传质速率： 气相内 )(21A A BmAB A p p p P RTz D N -= 液相内 )('21A A Bm AB A c c c C z D N -=一般而言，双组分等分子反向扩散体现在精馏单元操作中，而一组分通过另一组分的单相扩散体现在吸收单元操作中。

8 气体吸收8．1概述一、基本概念：吸收－－利用各组分溶解度不同而分离气体混合物的操作称为吸收。

传质过程——在混合物中因存在着组分浓度的差异，发生自发的物质迁移，该过程称为传质过程（扩散过程）。

溶质－－混合气体中，能够溶解的组分称之（或称吸收物质），一般以A表示。

载体－－混合气体中，不能被溶解的组分称之(或称惰性组分),一般以B表示。

吸收剂－－吸收操作中所用的溶剂称之，一般以S表示。

吸收液－－吸收操作中所得到的溶液称之（或称溶液），由S+A组成。

尾气－－吸收操作中排出的气体称之，由B+A组成。

吸收是一个传质过程，现以从空气与氨气混合物中除去氨为例，当此混合物与水接触时，因氨易溶于水，则在靠近水面处气相中的氨浓度就低于远离水面处氨的浓度。

氨的转移速率是开始时大，以后逐渐减少，当氨在气相与液相呈平衡状态时，氨的转移速率为零。

可见：1）要实现均相混合物的组分分离，须加入一新的物质，使之与原均相混合物构成不同的相；2）当转移的组分在两相邻的相中的浓度处于不平衡时，传质就会发生；若转移的组分在两相中的浓度距平衡态愈远，组分的转移速率愈大；反之亦然；3）当转移的组分在接触的不同相中的浓度呈平衡态时，该组分的转移成分率为零；4）传质过程是实现均相混合物分离的基本过程。

传质过程的分类：吸收、精馏、干燥、萃取。

须说明的是：精馏（蒸馏）分离过程不同相的生成不是靠外加另一物质，而是靠输入热能，使液体汽化，产生汽、液并存的两相。

二、吸收分离的目的1．回收气体混合物中的有用物质以制取产品。

如用洗油处理焦炉气以回收其中的苯、甲苯、二甲苯等芳烃；用碱液吸收烟道气中的CO2；用水吸收HCl、SO3制成酸。

2．除去工艺气体中的有害成分以净化气体。

如合成氨中原料气中的CO2，或除去工业放空尾气中的有害物以免污染大气。

三、吸收操作的基本流程及设备洗油四、吸收必须解决下列问题1.选择合适的溶剂，以选择性地溶解某些组分2.适当的传质设备，以实现气液两相接触3.溶剂再生可见一个完整的吸收分离过程一般包括吸收和解吸两部分五、溶剂的选择原则吸收操作是气液两相之间的接触传质过程，其成功关键是溶剂的性能，溶剂的选用原则：1.对被分离组分要有较大的溶解度，即在一定的温度与浓度下，溶质的平衡分压要低。

化工原理吸收
化工原理中的吸收操作是一种常见的气体和液体分离技术。

通过将气体溶解在液体中，可以有效地将气体成分从气相转移到液相中。

吸收过程的基本原理是利用液体对气体的亲和力来实现分离。

通常，吸收塔中的液体称为溶液或吸收液，而气体称为被吸收物质或吸收剂。

在吸收过程中，气体在吸收液中的分子间发生物理或化学吸附，从而被有效地捕集和固定在液体中。

当溶液饱和或达到一定浓度时，吸收过程结束。

吸收操作常用于以下方面：
1. 气体净化：吸收操作可以去除气体中的污染物质，如二氧化硫、氨气等。

通过选择适当的吸收剂和调整操作条件，可以有效地将这些有害物质从气体中去除。

2. 气体回收：吸收操作可用于回收有用气体。

例如，在石油炼制过程中，吸收操作常用于回收烃类气体或气体中的有机物。

3. 气体分离：吸收操作可以实现气体的分离和回收。

根据气体在吸收液中的溶解度差异，可以将混合气体分离成不同组分的吸收器。

吸收操作的关键参数包括吸收剂的选择、操作温度、压力、气体流量和溶液流量等。

合理地选择和控制这些参数可以提高吸收操作的效果和经济性。

总之，吸收操作是一种重要的化工分离技术，可用于气体净化、
气体回收和气体分离等应用领域。

通过合理选择吸收剂和调整操作条件，可以实现高效、经济的气体和液体分离过程。

化工基础吸收知识点总结一、吸收的基本概念吸收是化工过程中常用的一种分离技术，通过将气体、液体或固体混合物中的一种或几种物质吸收到另一种物质中来实现分离和净化。

吸收的基本原理是在可逆或不可逆的化学反应或物理吸附作用下，将气体或液体中的一种或几种物质通过传质作用，吸附到用来吸收的溶剂中。

吸收通常是以溶剂为中介进行的，随着被吸收物质的浓度在溶剂中的增加，溶解度逐渐增大，在达到一定平衡后形成溶液。

吸收在化工生产中广泛应用，例如在石油化工、化学工程、环保等领域都有重要的作用。

二、物理吸收和化学吸收吸收可以分为物理吸收和化学吸收两种类型。

物理吸收是指在物理条件下，溶质分子在溶剂中通过相互作用形成溶液的过程。

物理吸收对于气体在溶液中的溶解有着重要的影响，常用于气体分离和净化的工艺中。

化学吸收是指通过发生化学反应将气体中的一种或几种物质吸收到液体中，常用于气体净化和废气处理的过程。

三、吸收的装置和设备吸收操作通常需要辅助装置和设备来进行，常见的吸收装置包括吸收塔、填料塔、板式吸收塔、直接接触吸收器等。

其中，吸收塔是常见的一种吸收装置，它通常是由塔筒、填料、进口、出口和料液分布器等组成。

在填料塔中，填料可以增加表面积，有利于气液传质和溶液形成，是提高吸收效率的关键。

而板式吸收塔是以板作为介质，通过气体和原液的接触和传质来实现吸收分离的一种装置。

直接接触吸收器则是由于气体和液体直接接触而形成的一种吸收设备，用于一些特殊的气体净化或气体液体传质操作。

四、吸收过程中的影响因素吸收过程受到很多因素的影响，包括气相浓度、液相浓度、温度、压力、塔内气流速度等。

气相浓度和液相浓度是影响吸收速率和效果的主要因素，其浓度大小会直接影响溶质在溶剂中的溶解度。

温度和压力也会对吸收过程产生影响，不同温度下溶质的溶解度会有所不同，由于气相浓度、液相浓度以及温度和压力等因素的相互影响，吸收过程通常是一个复杂的传质过程。

五、吸收设备的选择和设计在化工生产中，选择合适的吸收设备和设计合理的吸收工艺是非常重要的。