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第五章 吸收

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化工原理第五章吸收过程的传质速率

化工原理第五章吸收过程的传质速率
注：DCO2=0.138（cm2/s）
2019/12/1
一些物质在水中的扩散系数（20℃，稀溶液）
注：DCO2=1.50×10-9（m2/s）
2019/12/1
（3）气体扩散系数的估算
①在简化条件下，经分子运动论的理论推导与实验
修正，Fuller（富勒）等人提出了如下半经验公式 ：
1.00107T1.75( 1 1 )
2019/12/1
气相
pA1
pA2
pB1
pB2
液相
p1=pA1+pB1
A
p2=pA2+pB2
p1>p2
A，B
总体流动
（3）单向扩散的质量传递特点
【说明】（1）整体流动将 B组分使得气液相界面附近 B组分分压增大，故B组分 将向主体扩散； （2）整体流动将A组分带 到了气液相界面，故气相 中A组分的传质量比单纯的 分子扩散过程多。
式中 JA——组分A在扩散方向z上的扩散通量，kmol/ m2·s dcA/dz——组分A在扩散方向z上的浓度梯度，kmol/m4； DAB——组分A在组分B中的扩散系数，m2/s。
【说明】负号表示扩散方向与浓度梯度方向相反， 扩散沿着浓度降低的方向进行。
2019/12/1
4、等摩尔（分子）逆（反）向扩散
2019/12/1
（2）单向扩散的特点——整（总、主）体流动
【说明】当A、B双组分气体 混合物与液体溶剂接触时， 气相主体中的组分A扩散到界 面，然后通过界面进入液相 ，造成在界面左侧附近总压 降低，使气相主体与界面产 生一小压差，促使A、B混合 气体由气相主体向界面处流 动，此流动称为总体流动。
D7.4108 (MS)0.5T v 0.6

运动生理学——第五章 消化与吸收

运动生理学——第五章 消化与吸收

Ａ胰淀粉酶：使淀粉水解为麦芽糖
Ｂ胰麦芽糖酶：使麦芽糖水解成葡萄糖
Ｃ胰蛋白酶原：经肠黏膜所分泌的肠激酶 作用变成有活性的胰蛋白酶
Ｄ胰蛋白酶酶：使蛋白质际和胨分解为多 肽
Ｅ胰脂肪酶：在胆汁协同作用下使脂肪水 解为甘油和脂肪酸．
２.胆汁：是肝细胞不断分泌的经胆囊管贮存于 胆囊，进食时胆囊收缩，胆汁进胆总管排入十二 指肠．
胃液的成份及其作用
胃液是胃腺分泌的一种无色，透 明，酸性的液体PH0.9~1.5.每天成人 分泌量约１.５～２.５升，胃液含有盐 酸，胃蛋白酶原，粘液，无机盐．此 外，还含有脂肪酸，能分解脂肪但作 用很微弱．
（一）盐酸（通常所讲的胃酸，即使指盐酸而 言．作用如下：
１.激活胃蛋白酶原，使之转变成为有活性的胃 蛋白酶：并为胃蛋白酶提供所需的酸性环境．
食物的可吸收成分通过消化道的黏膜进 入血液循环过程叫吸收.

消化包括两个方面:
•1)化学性消化----依靠消化液中的各 种酶的作用,把食物中的复杂分子加 速分解为简单分子.
•2)物理性消化----依靠消化器官的的 运动将食物磨碎使之与消化液混匀, 并向推进和促进吸收.
• 消化酶是消化腺细胞合成的一种蛋白 质,具有强大的催化作用能使糖类,脂肪.蛋 白质迅速分解,消化酶具有高度的专一性,
３.小肠液
它为无色弱碱性液体ＰＨ７.６．正常 成人每天分泌约１～３升．主要成分： 麦芽糖酶，肠肽酶，肠脂肪酶粘液.
三 小肠的吸收： 食物在口腔和食道内不被吸
收，只有某些药物可由口腔或 舌下粘膜吸收，在胃内食物被 吸收也少，作用一些简单的物 质如酒精，药物，少量的水和 氯化物等可以吸收在大肠内主 要吸收水分和盐类．
２.盐酸能使食物中蛋白质变性，有利于蛋白质 消化．

第五章吸收

第五章吸收
面积；增大相际湍动程度以降低传质阻力。
5.2 吸收的相平衡 相平衡---相际间传质的最终状态
与热平衡的不同之处：
※达到相平衡时，一般两相浓度不相等。
※达到相平衡时，传质过程仍在进行，只不过通过相
界面的某一组分的净传质量为零，因此属于动态平衡。
相界面
水
pG
气相主体
pi 液相主体
传质方向 Ci
CL
空气+氨气
二、亨利定律 吸收操作一般用于分离低浓度的气体混合物，因此时吸 收操作较为经济，低浓度气体混合物吸收时液相的浓度 通常也较低，即在稀溶液范围内，气液间的平衡关系可 用亨利定律来表示。亨利定律的不同表示形式：
1、
p
* A

ExA ,
E-亨利系数，单位Pa，E越大，表明溶解度越小。 E随温度、压力变化而变化，一般 T , E ; P , E
吸收
y 0.05
y ye , x xe
解吸
2、指明过程的极限
y2 y2e
x2
y1
x1 x1e
吸收过程的极限
3、计算过程的推动力
y
A
y
推动力y ye或xe x
x
ye
x
xe
吸收推动力
5.3 吸收过程的速率
传质方式

分子扩散:静止或层流流动的流体中，靠分 子运动来进行传质。
cBm

cm

pB2 pB1 ln pB2
pB1
由于实际的扩散层并不是全部由惰性组分B组成，扩散 途径中有A分子，B分子只占全量的 pBm / p ，使得实际 的扩散层厚度变小。
二、对流传质 在湍流流体中,物质传递包 括两部分:分子扩散和涡流 扩散.其传递速率为

(完整版)“化工原理”第5章《吸收》复习题

(完整版)“化工原理”第5章《吸收》复习题

《化工原理》第五章“吸收”复习题一、填空题1. 质量传递包括有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿______＿＿＿等过程。

***答案*** 吸收、蒸馏、萃取、吸附、干燥。

2. 吸收是指＿＿＿__＿＿的过程，解吸是指＿＿＿＿＿的过程。

***答案*** 用液体吸收剂吸收气体，液相中的吸收质向气相扩散。

3. 对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统，当总压增加时，亨利系数E＿＿＿＿，相平衡常数m＿＿＿＿，溶解度系数H＿＿_＿。

***答案*** 不变；减少；不变4. 指出下列组分，哪个是吸收质，哪个是吸收剂.(1) 用水吸收HCl生产盐酸,H2O是＿_＿＿，HCｌ是＿___＿.(2)用98.3％H2SO4吸收SO3生产H2SO4,SO3,是＿＿＿；H2SO4是＿＿＿。

(3)用水吸收甲醛生产福尔马林,H2O是＿＿＿＿；甲醛是＿＿＿。

***答案***（1）吸收剂，吸收质。

（2）吸收质，吸收剂。

（3）吸收剂，吸收质。

5. 吸收一般按有无化学反应分为＿＿＿＿＿，其吸收方法分为＿＿＿＿＿＿＿。

***答案*** 物理吸收和化学吸收；喷淋吸收、鼓泡吸收、膜式吸收。

6. 传质的基本方式有：__________和_________。

***答案*** 分子扩散，涡流扩散.7. 吸收速度取决于＿＿＿＿＿＿＿，因此，要提高气－液两流体相对运动速率，可以＿＿＿＿来增大吸收速率。

**答案*** 双膜的扩散速率，减少气膜、液膜厚度。

8. 由于吸收过程气相中的溶质分压总＿＿＿＿液相中溶质的平衡分压，所以吸收操作线总是在平衡线的＿＿＿＿。

增加吸收剂用量，操作线的斜率＿＿＿＿，则操作线向＿＿＿＿平衡线的方向偏移，吸收过程推动力（y－y*）＿＿＿＿。

***答案*** 大于上方增大远离增大9. 在气体流量，气相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＿＿＿＿，操作线将＿＿＿平衡线。

***答案*** 减少；靠近；10. 对一定操作条件下的填料吸收塔，如将塔料层增高一些，则塔的H OG将＿＿＿＿＿，N OG将＿＿＿＿＿(增加，减少，不变)。

第五章吸收解析

第五章吸收解析

0.014g)。
10
影响吸收过程的因素有温度、总压、气液相组成。 在一定温度下达到平衡时，溶液的浓度随气体压力
的增加而增加。如果要使一种气体在溶液中达到某 一特定的浓度，必须在溶液上方维持较高的平衡压 力。 气体的溶解度与温度有关，一般来说，温度下降则 气体的溶解度增高。 气体在液相中的溶解度，随温度和吸收质在气相的 组成而变化。下图为SO2、NH3、HCl的气液相平衡 关系。
系服从亨利定律： PA* = E xA
式中 PA*—与稀溶液相平衡的吸收质气相平衡分压； xA—吸收质在溶液中的摩尔分数；
E—亨利系数，Pa。 吸收质在稀溶液上方的气相平衡分压与其在液相中
5
吸收设备与吸收操作
连续接触(也称微分接触)：气、液 两相的浓度呈连续变化。如填料塔。
溶剂 溶剂
规整填料
散装填料
塑料丝网波纹填 塑料鲍尔环填
料
料
级式接触：气、液两相逐级接 触传质，两相的组成呈阶跃变 化。 如板式塔。
气体
气体
a 微分接触
b 级式接触
图9-2 填料塔和板式塔
6
吸收操作的分类
物理吸收(physical absorption)：吸收过程溶质与溶剂不发 生显著的化学反应，可视为单纯的气体溶解于液相的过程。 如用水吸收二氧化碳、用水吸收乙醇或丙醇蒸汽、用洗油 吸收芳烃等。
溶解度/[g(NH3)/1000g(H2O)] 溶解度/[g(SO2)/1000g(H2O)]
500
0 oC
10 oC 20 oC 30 oC 40 oC 50 oC
200 150 100 50
0 oC 10 oC
20 oC 30 oC 40 oC
50 oC

化工原理第五章吸收课后习题及答案

化工原理第五章吸收课后习题及答案

第五章 吸收相组成的换算【5-1】 空气和CO 2的混合气体中，CO 2的体积分数为20%，求其摩尔分数y 和摩尔比Y 各为多少？解 因摩尔分数=体积分数，.02y =摩尔分数 摩尔比 ..020251102y Y y ===--． 【5-2】 20℃的l00g 水中溶解lgNH 3, NH 3在溶液中的组成用摩尔分数x 、浓度c 及摩尔比X 表示时，各为多少？解 摩尔分数//117=0．010*******／18x =+浓度c 的计算20℃，溶液的密度用水的密度./39982s kg m ρ=代替。

溶液中NH 3的量为 /311017n k m ol -=⨯ 溶液的体积 /.33101109982 V m -=⨯溶液中NH 3的浓度//.33311017==0．581／101109982n c kmol m V --⨯=⨯ 或 . 3998200105058218s sc x kmol m M ρ==⨯=．．／ NH 3与水的摩尔比的计算 或 ..00105001061100105x X x ===--． 【5-3】进入吸收器的混合气体中，NH 3的体积分数为10%，吸收率为90%，求离开吸收器时NH 3的组成，以摩尔比Y 和摩尔分数y 表示。

吸收率的定义为解 原料气中NH 3的摩尔分数0.1y = 摩尔比 (11101)01111101y Y y ===-- 吸收器出口混合气中NH 3的摩尔比为 摩尔分数 (22200111)=0010981100111Y y Y ==++ 气液相平衡【5-4】 l00g 水中溶解lg 3 NH ，查得20℃时溶液上方3NH 的平衡分压为798Pa 。

此稀溶液的气液相平衡关系服从亨利定律，试求亨利系数E(单位为kPa )、溶解度系数H[单位为/()3kmol m kPa ⋅]和相平衡常数m 。

总压为100kPa 。

解 液相中3NH 的摩尔分数/.//1170010511710018x ==+气相中3NH 的平衡分压 *.0798 P k P a ＝ 亨利系数 *./.0798*******E p x ===／ 液相中3NH 的浓度 /./.333110170581 101109982n c kmol m V --⨯===⨯／ 溶解度系数 /*./../(3058107980728H c p k m o l m kP a ===⋅液相中3NH 的摩尔分数 //1170010511710018x ==+．／气相的平衡摩尔分数 **.0798100y p p ==／／ 相平衡常数 * (079807610000105)y m x ===⨯ 或 //.76100076m E p === 【5-5】空气中氧的体积分数为21%，试求总压为.101325kPa ，温度为10℃时，31m 水中最大可能溶解多少克氧？已知10℃时氧在水中的溶解度表达式为*.6331310p x =⨯，式中*p 为氧在气相中的平衡分压，单位为kPa x ；为溶液中氧的摩尔分数。

化工原理课件第五章 吸收


η=
被吸收的溶质量 进塔气体的溶质量
Y1 Y 2 Y1
Y2=Y1(1-η)
qn,v Y1 Y2 条件所规定
X2 一般为吸收工艺
qn ,l ,m qn,v
Y1 Y2 X1* X 2
Y1 Y2
Y1 m
X
2
qn,l=（1.1～1.5）qn,l,m
2020/7/16
16
5-14 填料层高度的计算
溶解度随温度和溶质气体的分压不同而不同，平衡时溶质在 气相中的分压称为平衡分压。溶质组分在两相中的组成服从 相平衡关系。
加压和降温有利于吸收操作，反之，升温和减压对解吸有利。 但加压、减压费用太高一般不采用。
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6
５－２ 亨利定律
亨利定律
当总压不高（一般小于500KPa）时，在一定温度下，稀溶液上 方气相中溶质的平衡分压与其在液相中的浓度之间存在着如下 的关系：
一、 填料层高度的基本计算式
填料层高度计算涉及物料衡算、传质 速率和相平衡关系。我们前面介绍的 所有传质速率方程都适用于稳定操作 的吸收塔中的"某一横截面",而不能用 于全塔。
该微元内，吸收质的传递量dG为：
dG qn,vdY qn,ldX
由吸收速率方程可知，该微元内，气相
和液相吸收质的变化量dG为：
在相内（气相或液相）传质方式包括分子扩散和湍流扩散。
分子扩散：当流体内部某一组分存在浓度差时，因微观的分 子热运动使组分从浓度高处传递到较低处，这种现象称为分 子扩散。
湍流扩散：当流体流动或搅拌时，由于流体质点的宏观运动
（湍流），使组分从浓度高处向低处移动，这种现象称为湍
流扩散。在湍流状态下，流体内部产生旋涡，故又称为涡流

生理学消化吸收ppt课件

（2）胃肠激素 +：促胃液素，CCK-PZ，胃动素 -：促胰液素，抑胃肽，胰高血糖素
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5-2 机械性消化
三、胃运动与胃排空(gastric empty)
（二）胃排空
1.胃排空的机制
2.影响胃排空的因素
四、小肠运动
㈠小肠运动的类型（图） ㈡小肠运动的调节 ㈢回盲瓣（回盲括约肌）
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神经分泌
返回
第二节 机械性消化
一、消化道平滑肌的生理特性 二、咀嚼和吞咽
（一）咀嚼的意义 （二）吞咽反射
三、胃运动与胃排空
（一）胃运动 1.胃运动的形式 容受性舒张 蠕动(peristalsis)
紧张性收缩
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5-2 机械性消化
三、胃运动与胃排空
2、胃运动的调节
（1）外来神经 迷走神经→Ach+M受体 紧张 交感神经→NE+β2受体 舒张
胃腺 胃底腺 主细胞→酶
壁细胞→盐酸、内因子
幽门腺
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5-3 化学性消化
二、胃液
㈡胃液的性状、成分和作用
1.盐酸
（1）盐酸的生成
（2）盐酸的作用
2.胃蛋白酶原
3.黏液
（1）可溶性粘液
（2）不溶性粘液（粘液-碳酸氢盐屏障图）
4.内因子ห้องสมุดไป่ตู้
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5-3 化学性消化
（三）胃液分泌的调节 1.非消化期胃液的分泌 2.消化期胃液的分泌 3.影响胃液分泌的因素
血管
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5- 1
三 、 胃 肠 激 素 (gastrointestinal hormone)
（1、一形）态、特胃征肠（道开内放分型泌细细胞胞图，闭合型细胞） 2、分泌方式（内分泌图、旁分泌图 、神经分泌图 ）

第五章吸收课后习题答案

第五章 吸收课后习题答案一、 填空1.减小；靠近。

2.不变；增加。

3.对数平均推动力法；脱吸因数法。

4.气；液；吸收；液；气；解吸5. 散装填料 二、选择1. B ；2.A ；3.C ；4.D ；5.A ． 三、计算题相组成的换算【5-1】在吸收塔中用水吸收混于空气中的氨。

已知入塔混合气中氨含量为5.5%（质量分数，下同），吸收后出塔气体中氨含量为0.17%，试计算进、出塔气体中氨的摩尔比Y 1、Y 2。

解：先计算进、出塔气体中氨的摩尔分数1y 和2y 。

0903.029/945.017/055.017/055.01=+=y0029.029/9983.017/0017.017/0017.02=+=y进、出塔气体中氨的摩尔比1Y 、2Y 为10.09030.099310.0903Y ==-0029.00029.010029.02=-=Y气液相平衡【5-2】 某系统温度为10℃，总压101.3kPa ，试求此条件下在与空气充分接触后的水中，每立方米水溶解了多少克氧气？（已知10℃时，氧气在水中的亨利系数E 为3.31×106kPa 。

）解：由于ssEM Hρ≈，所以34-6A A m /kmol 1057.3181031.327.211000⨯=⨯⨯⨯===*sAs EM p Hp c ρ故 m A =3.57×10-4×32×1000=11.42 g/m 3【5-3】 在温度为40 ℃、压力为101.3 kPa 的条件下，测得溶液上方氨的平衡分压为15.0 kPa 时，氨在水中的溶解度为76.6 g (NH 3)/1 000 g(H 2O)。

试求在此温度和压力下的亨利系数E 、相平衡常数m 及溶解度系数H 。

解：水溶液中氨的摩尔分数为76.6170.07576.610001718x ==+ 由*p Ex =亨利系数为*15.0kPa 200.00.075p E x ===kPa相平衡常数为t 200.0 1.974101.3E m p === 由于氨水的浓度较低，溶液的密度可按纯水的密度计算。

化工原理第五章吸收

化⼯原理第五章吸收第五章吸收第⼀节概述当⽓体混合物与适当的液体接触，⽓体中的⼀个或⼏个组分溶解于液体中，⽽不能溶解的组分仍留在⽓体中，使⽓体混合物得到了分离，吸收( absorption)操作就是利⽤⽓体混合物中各组分在液体中的溶解度不同束分离⽓体混合物的。

吸收操作所⽤的液体称为吸收剂或溶剂( solvcnt)；混合⽓中，被溶解的组分称为溶质( solute)或吸收质；不被溶解的组分称为惰性⽓体(inert gas)或载体；所得到的溶液称为吸收液，其成分⾜溶剂与溶质；排出的⽓体称为吸收尾⽓，如果吸收剂的挥发度很⼩，则其中主要成分为惰性⽓体以及残留的溶质。

⼀、吸收操作的应⽤吸收操作在⼯业⽣产中得到⼴泛应⽤，其⽬的有下列⼏项。

①制取液体产品。

例如⽤⽔吸收⼆氧化氮，制取硝酸；⽤硫酸吸收SO3，制取发烟硫酸等。

②回收混合⽓中有⽤组分。

例如⽤液态烃吸收⽯油裂解⽓中的⼄烯和丙烯；⽤硫酸吸收焦炉⽓中的氨。

③除去⼯艺⽓体中有害组分，以净化⽓体。

例如⽤⽔或⼄醇胺除去合成氨原料⽓中的C02。

④除去⼯业放卒尾⽓rti的有害组分。

例如除去尾⽓中的H2S、SO2等，以免⼤⽓污染。

随着⼯业的发展，要求⼯业尾⽓中有害组分的含量越来越少。

⼆、吸收设备吸收设备有多种类型，最常⽤的有填料塔与板式塔，如图5-1所⽰。

填料塔中装有诸如瓷环之类的填料，⽓液接触在填料中进⾏。

板式塔中安装有筛孔塔板，⽓液两相在塔板⼀E⿎泡进⾏接触。

混合⽓体从塔底引⼊吸收塔，向1流动；吸收剂从塔顶引⼊，向下流动。

吸收液从塔底引⼩，吸收尾⽓从塔顶引出。

填料塔与板式塔的计算⽅法不同，本章将介绍填料塔的计算。

板式塔的计算⽅法将在下⼀章介绍。

三、吸收过程的分类(1)物理吸收与化学吸收若溶质与吸收剂之间没有化学反应，⽽只靠溶质在吸收剂中的物理溶解度，则被吸收时称为物理吸收。

若溶质靠化学反应与吸收剂相结合，则被吸收时称为化学吸收。

物理吸收时，溶质在溶液上⽅的分压⼒较⼤，⽽且吸收过程最后只能进⾏到溶质在⽓相的分压，⼒略⾼于溶质在溶液上⽅的平衡分压为⽌化学吸收时，若为不可逆反腑，溶液上⽅的溶质平衡分压⼒极⼩，可以充分吸收；若为可逆反应⼀溶液上⽅存在明挂的溶质平衡分压⼒，但⽐物理吸收时⼩很多。

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（一）物料衡算
G,Y2 L,X2
进塔的溶质物质的量 ＝出塔的物质的量
G,Y1
L,X1
Y1G+ LX2= Y2G+LX1 G(Y1-Y2)=L(X1-X2) 物料衡算式: L/G=(Y1-Y2)/(X1-X2) L/G:液气比
（二）吸收塔的操作线方程与操作线 1、塔内的任意截面和 塔顶的物料衡算
G,Y2 L,X2
2、y*=mx y*—溶质在气相中的平衡摩尔分数； m—相平衡常数。 y*一定时，m ↓， x ↑； m ↓， 溶解性↑； T ↑ ，m ↑ 。
3、 Y*与X
y* = Y*/(1+ Y*),x=X/(1+X)
Y*/(1+ Y*)=mX/(1+X)
Y*=mX/[1+(1-m)X] Y*—与X相平衡时气相中的溶质的摩 尔比。 X很小，右端分母 1，则
（2）已知 y = 0.1 ，x = 0.0002 用气相组成判断CO2的传质方向： y*=mx=1440×0.0002=0.288 因y＜y*，CO2从液相向气相传递 传质推动力 y* – y = 0.288 – 0.1= 0.188 用液相组成判断CO2的传质方向： x* = y/m = 0.1/1440 = 0.0000694 因x*＜x，CO2从液相向气相传递 传质推动力 x – x* = 0.0002 – 0.0000694 = 0.0001306
对于理想溶液，P不变，T不变，在 整个浓度范围内都符合亨利定律，则 E= P*A ；对于非理想溶液：E ≠P*A
（二）亨利定律的 表达形式 1、p*A=cA/H cA—液相中溶质的浓度，kmol溶质/m3 溶液 H—溶解度系数，kmol溶质/（kPa· 3） m 溶液 H↑，液相平衡浓度↑，溶解度↑； T ↑ ，H ↓。
＝0.01563(摩尔分数)
E=p*/x=1.2/0.01563=76.8kPa 溶剂水的密度ρs=1000kg/m3，摩尔质量 Ms=18kg/kmol， 计算溶解度系数: H≈ρs/EMs=1000/(76.8×18)=0.723 kmol/(m3· kPa) 计算平衡常数: m=E/p=76.8/101.325=0.758
第五章吸收
作业题：
1 2 3 4 5 6 8 9 14 16 17 18 19
第一节 概述
利用物系中各组分间某种物理性质不同， 使其中的某个或某些组分从一相转移到另 一相，以达到分离的目的，物质在相间的 转移过程称为物质的传递过程。 吸收（absorption）操作就是利用气体 混合物中各组分在液体中的溶解度不同来 分离气体混合物的。 分离依据：各组分溶解度不同。 溶质：混合气中能溶解的组分。
PA 气 相 主 体
扩散方向
G
相 界 气面 液 膜 膜 Ci Pi
液 相 主 体 CA L
ZG ZL
双膜理论示意图
二、传质速率方程 传质速率—单位时间单位相际传质面积传 递的物质的量。 表达方式：传质速率=传质系数×推动力
1、气相传质速率方程
NA=kG（pA-pi）
NA=kY（Y-Yi）
kG·Y — 气相传质系数，kmol/ k （m2s），kmol/（m2skpa）
Yi
I（界面）
X
Xi
界面组成确定
三、总传质速率方程 1、以气相组成表示的吸收速率方程
Yi=mXi Y*=mX
}
}
Yi-Y*=m（Xi-X） Xi-X=NA/kX
}
Yi-Y*=mNA/kX Y-Yi=NA/kY
Yi-Y*=NA（1/kY+m/kX） 推动力= Y-Y* 推动力=p-p*
NA=KY（Y-Y*） NA=KG（p-p*）
三、 气液相平衡在吸收中的应用
(一)溶质的传质方向与传质推动力
界面
y
x
y y*
o 平衡曲线
y*=mx 推动力(y-y*) y＞y*时 吸收 x* ＞x时 y＜y*时 推动力(x*-x)
y-y*
x* -x
推动力(y*-y)
解吸
x
x*
y* -y
y*
x*＜x 时 推动力(x-x*)
平衡曲线
y
x-x* x* x
Y*=mX
（三）亨利定律各系数间的关系 1、m与E的关系 pA*=Ex
y*=pA*/p x=pA*/E
y*=mx=mpA*/E
mpA*/E= pA*/p m=E /p
E↑,m↑;T↑,m↑;p↑,m↓.
2、H和E的关系
密度(㎏/m3)溶液ρ, 溶剂ρs； 摩尔体积浓度（kmol/m3）溶剂c, 溶质cA； c= ρ/M≈ ρs/Ms
KG· Y — 气相总传质系数，kmol/ K （m2s），kmol/（m2skpa） KY=pKG 2、以液相组成表示的吸收速率方程
NA=Kc（c*-c）
NA=KX （X*-X）
推动力= c*-c
推动力= X*-X
Kc· x—液相总传质系数，kmol/ K
（m2s），kmol/（m2skpa）
KX=cKL
2、液相传质速率方程 NA=kL（ci - cA） NA=kX（Xi -X） kL·X — 液相传质系数，kmol/ k （m2s），kmol/（m2skpa） 3、气-液两相界面的溶质组成
NA=kX（Xi -X） NA=kY（Y-Yi）
}
Y - Yi X-Xi
=-
kX kYO Y斜率 Nhomakorabea-kX kY
2、摩尔比（物质的量比）：气相Y，液相X
Y=nA/nB=y/（1-y）
y=Y/（1+Y）
X=x/（1-x）
x=X/（1+X）
3、体积摩尔浓度（物质的量的浓度）cA
单位体积溶液中溶质的摩尔数。
第二节 气液相平衡
一、平衡溶解度
相平衡—温度与压强恒定时，瞬间进入 液相的溶质的分子数与从液相逸出的溶质 的分子数相等。 动态平衡，平衡是一个过程，有条件的； 平衡分压—平衡状态下气相中溶质的分压； 平衡溶解度—平衡状态下液相中溶质的浓 度。
四、传质速率方程式的各种表示形式
NA=kG(PA-Pi)=kL(ci-cA)=KG(PA-PA*)=KL(cA*cA) NA=ky(y-yi)=kx(xi-x)=Ky(y-y*)=Kx(x*-x)
NA=kY(Y-Yi)=kX(Xi-X)=KY(Y-Y*)=KX(X*-X) ky=pkG kx=ckL Ky=pKG Kx=cKL
第四节 吸收塔计算
尾气
壳体 塔板 溢流堰
吸收剂
浸液盘
气体 吸收液
降液管
板式塔
填料塔
吸收塔的计算内容有： 1、吸收剂用量 2、塔径 3、塔的有效度高度（填料层高）
依据：物料衡算，平衡关系，速率关系 一、物料衡算与操作线方程 组成：用摩尔比Y，X。 假定:（1）低浓度物理吸收，K为常数; （2）B完全不溶解，溶剂不挥发，G， L不变; （3）逆流。
载体（惰性气体）：混合气中不溶解 的组分。 吸收剂：溶剂。
一、吸收操作的应用
1、制作液体产品。 2、回收混合气中有用组分。 3、除去工艺气体中有害组分，以净化气 体。 4、除去工业放空尾气中的有害组分。
二、吸收设备
尾气 吸收剂
壳体 塔板 溢流堰
填料 气体
浸液盘
降液管
吸收液 板式塔 填料塔
三、吸收过程的分类
(二) 吸收塔的吸收液及尾气的极限浓度
y1
y2min x2 x1max
x1max = x1* = y1 /m
y2min = y2* =mx2
例5-2 在温度为20℃、总压0.1MPa下， 含有CO20.1（摩尔分数）的空气与含 有CO20.00002（摩尔分数）的水溶液 接触，试判断CO2的传质方向，并计算 传质推动力。如果水溶液中CO2的组成 为0.0002（摩尔分数），试判断CO2的 传质方向，并计算传质推动力。
（一）平衡分压和溶解度的关系
P A↑，溶解度↑； T↓，溶解度↑
氨在水中的溶解度
氨在水中的溶解度 二氧化硫在水中的溶解度
氧在水中的溶解度
（二）不同气体在同一吸收剂中的溶解度 欲得到一定浓度的溶液，易溶气体所 需的分压低，难溶气体所需的分压高。
（三）总压对溶解度的影响 PA不变，溶解度不变。 结论：加压和降温可以提高气体的溶解度， 对吸收操作有利；反之，升温和减压对脱 吸操作有利。 二、亨利定律 （一）亨利定律 1、亨利定律 在一定温度下，稀溶液上方气相中溶质的 平衡分压与液相中溶质的摩尔分数成正比 P*A =Ex
1、物理吸收与化学吸收； 2、单组分吸收与多组分吸收； 3、非等温吸收与等温吸收。
四、吸收剂的选择
1、吸收剂对溶质应具有较大的溶解度。 2、吸收剂应对溶质具有良好的选择性。 3、混合气中溶质的浓度不同，应选用不 同的吸收剂。
4、吸收剂的挥发度较小，以减少在吸收过 程中的挥发损失。 5、若吸收液不是产品，则其中的吸收剂应 容易解吸（desorption）而再生。
6、吸收剂的黏度要小。
7、吸收剂应具有化学稳定性好、不易燃、 无 腐蚀性、无毒、易得、价廉等特点。
五 吸收流程
A+W B S
吸 收 塔 冷却器 解 吸 塔 水 水蒸汽 粗笨 冷却器
加热器
A+B
A+S
S
吸收与解吸流程
S
气体
气液逆流串联多塔吸收流程
S
气体
气体串联,液体并联
六、本章组成的表示方法 1、摩尔分率：气相y，液相x
解：温度20℃，从表5-1查得CO2水溶 液的亨利系数E = 144MPa。 总压 p = 0.1MPa， 相平衡常数m = E/p=144/0.1=1440
（1）已知 y = 0.1 ，x = 0.00002 用气相组成判断CO2的传质方向： y*=mx=1440×0.00002=0.0288 因y＞y*，CO2从气相向液相传递 传质推动力 y – y* = 0.1 – 0.0288 = 0.0712 用液相组成判断CO2的传质方向： x*=y/m=0.1/1440=0.0000694 因x*＞x，CO2从气相向液相传递 传质推动力 x* – x = 0.0000694 – 0.00002 = 0.0000494