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《分离工程》4.气体吸收-04

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第四章 气体吸收

第四章 气体吸收

单相内传质
(1)分子扩散（molecular diffusion） 是分子微观运动的宏观统计结果，发生在静止或层流
流体里的扩散。
注：混合物中存在温度梯度、压强梯度及浓度梯度都 会产生分子扩散。
(2)对流扩散（涡流扩散）(mass transfer by convection)
是凭籍流体质点的湍流和漩涡而引起的扩散称为对 流传质。 发生在湍流流体里的传质除分子扩散外更主要的是 对流扩散。
分子扩散系数
2、液体中的扩散系数
T 0 D D0 T 0
表5-8列出液体中的扩散系数。液体中的扩散系数的 数量级约为10-9（㎡/s），为气相中的万分之一。 T↑→分子动能较大 扩散系数D↑ μ↓→分子间距加大 返回
单相对流传质机理
1、三传一反 2、均相物系的分离则通过传质分离。
传质分离过程：利用物系中不同组分的物理性质
或化学性质的差异，使其中某一组分或某些组分
从一相转移到另一相，以达分离的目的，这一过
程就称为传质分离过程。
化工生产中的传质过程
以传质分离过程为特征的基本单元操作在化工生 产中很多，典型的传质单元操作：
气体吸收；液体蒸馏；固体干燥；液-液萃取；
3、单向扩散与速率方程 前提：各处总浓度、总压强相等，液相无物质提供。 z JA NM JB CBi 界 面 N CA (1)组分A扩散到相界面上被溶解吸收 到液相中去，组分B滞留在相界面上 ，则B的浓度CBi>CA，则B反向扩散 。 (2)在界面上A溶解，B扩散，则CMi下 降，即界面上气体总压降低，必定使 混合气体向界面流动，这种流动为总 体流动（bulk flow）。
吸收操作的分类
作为化学吸收可被利用的化学反应一般应满足以下条 件： ①可逆性。若该反应不可逆，溶剂将难以再生和循 环使用。 ②较高的反应速率。若反应速率较慢，应研究加入 适当的催化剂以加快反应速率。

分离工程 第四章 气体吸收

分离工程 第四章 气体吸收

ln
V
f2 x2
ln
H2
V
V m,2 ( p RT
p10 )
对于理想溶液，V
V m,2
0
V
则 f 2 H2 x2
V
在低压下，用平衡分压p2代替 f 2 ，变成亨
利定律的表达形式
p2
H
' 2
x2
若以浓度c2代替x2，则有 p2 H 2c2
• 亨利定律仅适用于理想溶液；
• 对于难溶气体，亨利定律有足够的正确性；
吸 收
• 1、吸收、解吸作用发生的条件
和
解 吸
吸收：溶质由气相溶于液相
过
程 简 捷
pi pi*
yi
y
* i
计 算
解吸：溶质由液相转入气相
pi
p
* i
yi
y
* i
2、吸收过程的限度
(Limitation of Absorption process)
4.3 多 组 分
• 塔釜： yi,N 1 Ki xi,N
分 • 每个级上由于组成改变而引起的温度变化，
析
可用泡露点方程定出
• 吸收要采用热量衡算来确定温度的分布
吸收和精馏的比较
4.1 多 组
• 吸收是根据各组分溶解度不同进行分 离的
分
吸 • 精馏利用组分间相对挥发度不同使组
收 和
分分离
解
吸
过 程
• 精馏有简单塔和复杂塔
分 析
• 最简单的吸收为复杂塔
4.1 多
⑷按吸收量的多少
组 分
①贫气吸收
吸 收
• 吸收量不大
和 解
• 恒摩尔流

第四章 气体吸收(化工分离过程)

第四章 气体吸收(化工分离过程)

第四章气体吸收Gas Absorption本章主要内容及要求1.掌握多组分吸收和蒸出等过程的基本原理、流程及其简捷计算方法;2.以及塔内的流率、浓度和温度分布特点;3.熟练掌握多组分多级分离工程的简捷计算方法。

第四章气体吸收•4.1 汽液相平衡√•4.2 吸收和解吸过程√•4.3 多组分吸收和解吸的简捷计算法√•4.4 化学吸收x 气体吸收的分类物理吸收(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。

CO2＋H2O＝H2 CO3 HCl（g）＋H2O＝HCl（L）化学吸收(chemical absorption)：溶质与溶剂有显著的化学反应发生。

如用氢氧化钠或碳酸钠溶液吸收二氧化碳、用稀硫酸吸收氨等过程。

化学反应能大大提高单位体积液体所能吸收的气体量并加快吸收速率。

但溶液解吸再生较难。

Na2 CO3 （K2CO3)＋CO2＋H2O = Na2HCO3单组分吸收：混合气体中只有单一组分被液相吸收，单组分吸收其余组分因溶解度甚小，其吸收量可忽略不计。

多组分吸收：有两个或两个以上组分被吸收。

非等温吸收：体系温度发生明显变化的吸收过程。

等温吸收：体系温度变化不显著的吸收过程。

等温吸收溶解热：气体溶解于液体时所释放的热量。

化学吸收时，还会有反应热。

吸收操作的用途：(1) 制取产品：用吸收剂吸收气体中某些组分而获得产品。

如硫酸吸收SO3制浓硫酸，水吸收甲醛制福尔马林液，氨水吸收CO2制碳酸氢氨等。

(2) 分离混合气体：吸收剂选择性地吸收气体中某些组分以达到分离目的。

如从焦炉气或城市煤气中分离苯，从乙醇催化裂解气中分离丁二烯等。

(3) 气体净化：一类是原料气的净化，即除去混合气体中的杂质，如合成氨原料气脱H2S、脱CO2等；另一类是尾气处理和废气净化以保护环境，如燃煤锅炉烟气，冶炼废气等脱除SO2，硝酸尾气脱除NO2等。

中国石油大学(华东)智慧树知到“化学工程与工艺”《分离工程》网课测试题答案4

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长风破浪会有时，直挂云帆济沧海。

住在富人区的她中国石油大学（华东）智慧树知到“化学工程与工艺”《分离工程》网课测试题答案（图片大小可自由调整）第1卷一.综合考核(共15题)1.一定温度下压缩气体混合物，当开始冷凝产生第一个液滴时的压力叫露点压力。

()A、错误B、正确2.下列关于吸附分离机理的描述哪一个不正确()。

A.孔径大小B.位阻差异C.动力学差异D.平衡差异3.当精馏塔在全回流操作时，下列哪一描述不正确()A.所需理论级数最小B.不进料C.不出产品D.热力学效率高4.下列关于吸附分离机理的描述哪一个不正确()A、孔径大小B、位阻差异C、动力学差异D、平衡差异5.下列分离过程中属于平衡分离过程的是()A、重力沉降分离过程B、吸收C、膜分离D、离心分离6.关于吸收的描述下列哪一个不正确() A.根据溶解度的差异分离混合物B.适合处理大量气体的分离C.效率比精馏低D.能得到高纯度的气体7.关于吸收的描述下列哪一个不正确()A、根据溶解度的差异分离混合物B、适合处理大量气体的分离C、效率比精馏低D、能得到高纯度的气体8.计算溶液露点时，若，则说明温度偏低。

()A.错误B.正确9.随着构成共沸物的各组分的纯组分的蒸气压差的增大，共沸组成变化规律为最低共沸物向含低沸点组分多的浓度区移动，最高共沸物向含高沸点组分多的浓度区移动。

()A.错误B.正确10.与板式塔相比，填料塔效率较高且稳定。

()A、错误B、正确11.对多组分物系的分离，应将最困难分离的组分最后分离。

()A、错误B、正确12.采用简单精馏塔将5个组分所组成的溶液分离成5个产品需要几个塔()A、3B、4C、5D、213.相平衡的条件是汽液两相中温度、压力相等，每一组分的化学位相等。

()A、错误B、正确14.MESH方程中的M是物料平衡关系，E是热量平衡关系，S是摩尔分率加和式。

()A、错误B、正确15.在临界点附近很小的压力和温度的变化都会引起超临界流体密度和溶解能力的极大改变。

《分离工程》试题库及参考答案

《分离工程》试题库及参考答案

《分离⼯程》试题库及参考答案分离⼯程试题库⽬录第⼀部分填空题 (1)第⼆部分选择题 (6)第三部分名词解释 (13)第四部分问答题 (15)第五部分计算题 (19)参考答案 (55)第⼀部分填空题1.分离作⽤是由于加⼊（）⽽引起的，因为分离过程是（）的逆过程。

2.衡量分离的程度⽤（）表⽰，处于相平衡状态的分离程度是（）。

3.分离过程是（）的逆过程，因此需加⼊（）来达到分离⽬的。

4.⼯业上常⽤（）表⽰特定物系的分离程度，汽液相物系的最⼤分离程度⼜称为（）。

5.固有分离因⼦是根据（）来计算的。

它与实际分离因⼦的差别⽤（）来表⽰。

6.汽液相平衡是处理（）过程的基础。

相平衡的条件是（）。

7.当混合物在⼀定的温度、压⼒下，满⾜（）条件即处于两相区，可通过（）计算求出其平衡汽液相组成。

8.萃取精馏塔在萃取剂加⼊⼝以上需设（）。

9.最低恒沸物，压⼒降低是恒沸组成中汽化潜热（）的组分增加。

10.吸收因⼦为（），其值可反应吸收过程的（）。

11.对⼀个具有四块板的吸收塔，总吸收量的80%是在（）合成的。

12.吸收剂的再⽣常采⽤的是（），（），（）。

13.精馏塔计算中每块板由于（）改变⽽引起的温度变化，可⽤（）确定。

14.⽤于吸收过程的相平衡关系可表⽰为（）。

15.多组分精馏根据指定设计变量不同可分为（）型计算和（）型计算。

16.在塔顶和塔釜同时出现的组分为（）。

17.吸收过程在塔釜的限度为（），它决定了吸收液的（）。

18.吸收过程在塔顶的限度为（），它决定了吸收剂中（）。

19.吸收的相平衡表达式为（），在（）操作下有利于吸收，吸收操作的限度是（）。

20.若为最⾼沸点恒沸物，则组分的⽆限稀释活度系数与饱和蒸汽压的关系式为（）。

21.解吸收因⼦定义为（），由于吸收过程的相平衡关系为（）。

22.吸收过程主要在（）完成的。

23.吸收有（）关键组分，这是因为（）的缘故。

24.图解梯级法计算多组分吸收过程的理论板数，假定条件为（），因此可得出（）的结论。

《传质与分离工程》第二章 吸收第四次课

《传质与分离工程》第二章 吸收第四次课
6
解： m= E/P 所以E=m
P=0.25×850/760=0.28atm 因为是稀溶液 所以H=ps /(Ms×E)=1000/（0.28×18）=198.4
（kmol /㎡. atm） 根据1/KG=1/ kg+1/(Hkl) 即1/KG=1/1.25+1/(198.4 ×0.85) 所以KG≈Kg=1.25( kmol /㎡. atm） 因此，是气膜控制过程
1 》1 k x mk y
Kl ≈ kl Kx ≈ kx
总阻力=液相传质阻力 主要集中液相侧膜内，液膜控制。
如以水吸收CO2。
3
液膜控制
增加液相湍动程度如提高液相流率, 提高kx, 加快吸
收过程；增加气相流速，效果不忽略
对溶质的溶解度比较适中的吸收过程，则界 面两侧的传质阻力相当，对过程传质速率的影响 相当，故表现为界面两侧的膜对传质速率具有相 同控制作用。
来数值。与溶质A的浓度为0.003mol/l的水溶液 接触，A的传质方向又如何？ 注：工作条件下，体系符合亨利定律。亨利常数 E=0.15×104大气压。
8
填空题
1. 根据双膜理论，吸收质从气相主体转移到液相主 体整个过程的阻力可归结为（ ）。
A.两相界面存在的阻力； B.气液两相主体中的扩 散的阻力； C.气液两相滞流层中分子扩散的阻力；
A（Y2,X2)：塔顶
Y1
B
B (Y1,X1): 塔底
Y
气相中溶质分压p>与液相溶
P
质成平衡的分压pe
操作线在平衡线的上方
Y2
A
操作线由物料衡算得出, 与其他因素无关。
X2
X
X1
13
3.并流吸收操作线

化工分离工程：第4章 气体吸收


V2L RT
dp
整理得
d ln fˆ2L VmL,2 dp （T一定） x2 RT
V2L 为溶质在溶液中的偏摩尔体积，假定它与p和组成无关，取为常数 从温度T的纯溶剂蒸汽压 p1s（即 x2 0 ）到总压p对上式积分，并
以式（4-3）代入得
FLGC
ln fˆ2L ln fˆ2G ln H ' VmL,2 ( p p1s ) （T一定）
（4-3） （4-4）
由式（4-2）和（4-3）得到
(
fˆ2L x2
)T
,
p
Hp
fˆ2L x2
（4-5）
FLGC
依据热力学定律
(
fˆ2L p
)T
, x2
fˆ2L
(
ln fˆ2L p
)T
,
x2
fˆ2L (V2L
/ RT)
（4-6）
将式（4-5）和式（4-6）代入式（4-4）得
dfˆ2L fˆ2L
dx2 x2
• P175
FLGC
4.2 吸收和解吸过程
• 4.2.1 吸收和解吸过程流程
新鲜的或再生的吸收剂从塔顶进，
与塔中上升气流逆流接触，气相中
的溶质被吸收剂吸收。吸收剂与被
吸收的易溶组分一起从吸收塔底排
出后一般要把吸收剂与易溶组分分 离开，即解吸过程，分离后易溶组 分单独作为一种气体产品送出，而
氨气
NH3(吸收质、溶质) 空气(惰性气体，载体)
FLGC
吸收过程释放的热量在液体和气体中的最终分配很大程度 上取决于气液两股物流热容量的相对大小：
1) 如果在塔顶液相物流热容量明显大于气相物流热容量， 则上升气体的热量传给吸收剂，使离开塔的尾气温度与 进塔吸收剂的温度相近，此时，吸收所释放的全部热量 提高了吸收液的温度，从塔底移出。在接近塔底的塔段， 高温吸收液加热进塔气体，使部分热量返回塔中，引起 温度分布上出现极大值。

第四章-气体吸收-分离工程-叶庆国主编PPT课件


m M
n N
a A
b B
，其值在理想溶液时为1，
则有
K
Ka K
cMm cNn cAa cBb
同时服从相平衡关系 pA HAcA
1
联立上述两式有
pA
H
.
A
cMm cNn KcBb
a
11
因为液相中单纯溶解的A的浓度必然高于 有化学反应后溶液中A的浓度，所以伴有 化学反应的平衡分压必定低于物理溶解 时的平衡分压，即溶解度变大。
对于易溶气体，亨利定律仅适用于 较低浓度范围；
在较高浓度时，其溶解度的值将比 亨利定律计算值低些。
.
8
4.1.2 伴有化学反应的吸收相平衡
当溶质在溶剂中发生解离、缔合或化 学反应时，亨利定律不再适用。
气体溶解于液相时，若与溶液中某些 组分发生化学反应，则该气体溶质的 气液平衡关系既服从相平衡关系，又 服从化学平衡关系。
VVm,2(pp10) RT
.
6
4.1.1 物理吸收的相平衡
对于理想溶液，V
V m ,2
0
V
f 2 H 2 x2
在低压下，用平衡分压p2代替，变成亨
利定律的表达形式 p2 H2'x2
若以浓度c2代替x2，则有 p2 H2c2
.
7
亨利定律仅适用于理想溶液；
对于难溶气体，亨利定律有足够的 正确性；
.
12
.
9
4.1.2 伴有化学反应的吸收相平衡
假设溶质A与溶剂中的B发生反应，其平
衡表示为 aA
HA aAbB Ka mM nN
则其化学反应的平衡常数为
KaaaM m A aaaB bN n ccM m A accB bN n

培训班分离工程练习题

《分离工程》练习题第一章绪论（一）填空题1、分离作用是由于加入_______而引起的，因为分离过程是熵________过程。

2、分离过程是________的逆过程，因此需加入__________来达到分离目的。

3、分离剂可以是___________或____________，有时也可两种同时应用。

4、速率分离的机理是利用溶液中不同组分在某种___________作用下经过某种介质时的__________差异而实现分离。

5、传质分离过程分为____________和____________两类。

6、速率分离可分为__________和__________两大类。

（二）选择题1、下列哪一个是机械分离过程（）a.蒸馏b.吸收c.膜分离d.离心分离2、下列哪一个是速率分离过程（）a.蒸馏b.吸收c.膜分离d.离心分离3、分离过程的特征是该过程是（）a.熵增过程b.熵不变化过程c.熵减少过程4、下列分离过程中属于平衡分离过程的是（b）：a.重力沉降分离过程；b.吸收；c.膜分离；d. 离心分离。

第二章多组分分离基础（一）填空题1、汽液相平衡的条件是汽液两相中温度压力相等，每一组分的_________相等。

2、根据泡、露点的概念，精馏塔塔顶（全凝器）温度即为对应塔顶产品组成的__________，塔釜温度即为对应塔釜液相组成的___________。

3、在进行闪蒸计算时，需判断混合物在指定温度和压力下是否处于__________。

4、一定压力下加热液体混合物,当液体混合物开始汽化产生第一个气泡时的温度叫____________。

5、泡点压力是指一定__________下降低系统__________,当液体混合物开始汽化产生第一个气泡时的__________。

6、一定压力下冷却气体混合物,当气体混合物开始冷凝产生第一液滴时的温度叫____________。

7、一定温度下压缩气体混合物，当开始冷凝产生第一个液滴时的压力叫____________。

专科《分离工程》_试卷_答案

专科《分离工程》一、（共46题,共150分）1. 按所依据的物理化学原理，传质分离过程可以分为________分离过程和________分离过程，常见的平衡分离过程有________、________、________。

（5分）.标准答案：1. 平衡;2. 速率;3. 精馏;4. 吸收;5. 闪蒸;2. 表征表征能量被利用的程度有两类效率：____________和____________。

要降低分离过程的能耗，提高其____________效率，就应该采取措施减小过程的有效能损失。

有效能损失是由____________引起的。

（4分）.标准答案：1. 热效率;2. 热力学效率;3. 热力学;4. 过程的不可逆性;3. 泡露点计算是分离过程设计中最基本的汽液平衡计算，按规定哪些变量和计算哪些变量可分为如下四种类型：________________________、________________________、________________________和________________________。

（4分）.标准答案：1. 泡点温度计算;2. 泡点压力计算;3. 露点温度计算;4. 泡点压力计算; 4. 影响气液传质设备处理能力的主要因素有________、________、________和________。

（4分）.标准答案：1. 液泛;2. 雾沫夹带;3. 压力降;4. 停留时间;5. 多组分多级分离过程严格计算中围绕非平衡级所建立的MERQ方程分别是指________________________、________________________、________________________和________________________。

（4分）.标准答案：1. 物料衡算方程;2. 能量衡算方程;3. 传递方程;4. 界面相平衡方程;6. 常见的精馏过程节能途径有________________________________________、________________________________________、________________________________________。

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例4-1：
已知： 已知：T=40 P=60 lgH=105.8565-32.9747× lgH=105.8565-32.9747×lgT -5300.902/T 解（1）计算T=40 oC时C2H6在水中的亨利系数： 计算T=40 C2H6在水中的亨利系数： lgH=105.8565-32.9747×lg（313.15） lgH=105.8565-32.9747×lg（313.15） -5300.902/(313.15) H=4290935.4 kPa (2) 将H代入克利切夫斯基公式：
化学平衡常数 K ' =
2 c HCO −
3
cCO2 cCO 2 −
3
(1)
1 = cNa + = 0.75 kmol / m 3 2 1 o ( 2) 平衡时物料衡算 ： cCO 2 − = cCO 2 − − c HCO − 3 3 3 2 3 联立求解 ：(1)及( 2)： c HCO − = 1.385 kmol / m
'
令：H
∧ G 2
∧L ∧G f f = 2 = 2 x2 x2 T , P1S T , P1S
L 2
f V ( p − p1S ) ' ln = ln H + x2 RT 令p = 0, 代入(4 − 8)
L
(4 − 8)
V 2,m p1S ) V 2 p1S ' ' ln H = ln H − ⇒ ln H = ln H + RT RT 代入(4 − 8) f V2p ln = ln H + x2 RT
L M C p , L 与G M C
相近， p ,V 相近，热效应明显
出塔气体与吸收液温度超过入口， 出塔气体与吸收液温度超过入口，热量分配取决于 不同位置因吸收而放热情况。 不同位置因吸收而放热情况。
另： 1. 若吸收剂挥发性明显，在塔釜几块板上部分汽 若吸收剂挥发性明显， 化，使该汽化的吸收剂与进料气中吸收剂的含量 趋于平衡。 趋于平衡。 于是有一个相反作用： 于是有一个相反作用：
吸收放出热量→加热液体 吸收剂汽化 吸收放出热量 加热液体→吸收剂汽化 冷却液体 加热液体 吸收剂汽化→冷却液体
oC,
MPa, V 2 = 53.0 cm 3 / mol
L
∧G f2 60 × 53 × 10− 6 ln = 23.4 = ln( 4290935.4) + 8.314 × 313.15 x2
∧ f 2G
得出： x2
= 1。4533 × 1010
( Pa / 摩尔分数 )
∧ G 2 L
L
(4 − 9)
亨利常数的计算： 亨利常数的计算：
（1）半经验式表示温度对溶解度的影响 lgH=a+blgT+c/T (4-10) (4-
（2）查出H0（T=298.15,P=101.3 KPa ）查出H ln(H/Ho)=A(1-To/T)+Bln(T/To)+C(T/T0-1) )=A(1(4-11) (4-
( 3)求
∧ G f2 c
查得C 2 H 6临界常数 ：T 对比温度及压力 ：T
r
= 305.38 K Pc = 4870.5 kPa
T P = = 1.0256; Pr = = 12.319 Tc Pc
查普遍化逸度系数图得 ：f / P = 0.265 ⇒
∧ G f2
= 0.265 × 60 × 10 = 15.9 × 10
(4 − 12) 令：K
r
m n γ Mγ N = a b γ Aγ B
(4 − 13)
如相平衡关系服从亨利定律， 则PA = H A c A c c pA = H A Kc
m M n N b B

1/ a
(4 − 14)
例4-2：
已知：c
Na +
= 1.5 kmol / m ; 平衡常数 ：K
(2)按溶质与溶剂 (2)按溶质与溶剂 间相互作用
(3)按吸收温度 (3)按吸收温度
目的：用于气体的精制和产品的分离
第四章 气体吸收
4.1 汽液相平衡 4.2 多组分吸收和解吸过程分析 4.3 多组分吸收和解吸的简捷计 算法 4.4 化学吸收
4.1 汽液相平衡
4.1.1 物理吸收的相平衡 4.1.2 有化学效应的气体溶解度
∧ f 2L
= f 2 T , x 2
∧ L ∂ ln
∧ L f2 L = f 2 (V 2 / RT ) ∂p T , x 2
L
( 4 − 6)
V 2 : 溶质在溶液中的偏摩尔 体积
d f f
∧ L 2
∧ L 2
dx V2 = 2 + dp x2 RT
3
'
= Kc H 2O = 1 × 10 ;
4
亨利系数 ：H = 3.0 × 106 m 3 • Pa / kmol ; PCO2 = 1.0 × 104 Pa 假设液相为理想溶液 解： CO2 ( g ) c
2 − CO2 ( l ) + CO3 − + H 2O ⇔ 2 HCO3
汽液平衡服从亨利定律 ： cCO2 = PCO2 / H = 1.0 × 104 /( 3.0 × 106 ) = 0.00333 kmol / m 3
高压下气体在液体中溶解度的计算 高压下气体在液体中溶解度的计算
由（2 22） 由（2-22）-（2-24）导出普遍化亨利定律 24）导出普遍化亨利定律
f 2 = H p x2
∧ f 2G ∧ L ∧
( 4 − 2)
用克利切夫斯基公式计 算高压下气体的溶解度 = f2 ( 4 − 3) ( 4 − 4)
转化为碳酸氢钠的碳酸 盐浓度 fe = =1 c 碳酸钠溶液的起始浓度 + cCO 2 − 2 HCO −
3 3
1 c − 2 HCO3
f e ==
1 c HCO − 2 3 1 c − 2 HCO3
+ cCO 2 −
3
1.385 / 2 = = 0.923 0.75
Fe反映了碳酸钠的利用率
4.2吸收与解吸过程 4.2吸收与解吸过程
二、单相传质过程 精馏过程： 精馏过程：双相传质过程 吸收过程： 吸收过程：单相传质过程 ——不能视为恒摩尔流（图4—4 a ） 不能视为恒摩尔流 三、吸收塔内组分分布
图4—4 分布曲线： 分布曲线： 从物系挥发度看 C1、C2最大，进塔几乎不被吸收，塔顶稍有变化。 最大，进塔几乎不被吸收，塔顶稍有变化。 C5、C4最小，进塔立即吸收，上部几乎不变。 最小，进塔立即吸收，上部几乎不变。 C3适中 ，上段吸收快，在塔某板出现最大值。 上段吸收快，在塔某板出现最大值。 c、d 、
有化学反应时溶解度计算式：
假如溶质A与溶质B发生反应： aA c Ha
Ka aA + bB ←→ mM + nN
化学反应平衡常数
m n m n m n αMα N cM c N γ M γ N Ka = a b = a b × a b α Aα B c A c B γ Aγ B m n K a cM c N = a b K= K r c AcB
一般情况： 一般情况：
1. 不同组分在不同段吸收程度不同 2. 难溶组分（LNK），一般只在靠近 难溶组分（ ），一般只在靠近 ）， 塔顶几级被吸收，其他级吸收较小； 塔顶几级被吸收，其他级吸收较小； 易溶组分（ ），一般只在靠近 易溶组分（HNK），一般只在靠近 ）， 塔釜几级被吸收。 塔釜几级被吸收。 3. 关键组分在全塔范围内被吸收。 关键组分在全塔范围内被吸收。
第四章 气体吸收
吸收的定义
气体吸收: 气体吸收: 气体混合物一种或多种组分从气相转 移到液相的过程. 移到液相的过程. 解吸: 解吸: 溶质从液相中分离出来转移到气相的过 程,即吸收的逆过程. 即吸收的逆过程.
吸收的分类及目的
(1)按溶质数 (1)按溶质数 单组分吸收 多组分吸收 物理吸收 化学吸收 等温吸收 非等温吸收
4.1.1 物理吸收的相平衡 低压下气体在液体中溶解度的计算 低压下气体在液体中溶解度的计算 亨利定律：x 亨利定律：x2=P2/H （4-1） p2—溶质在气相中的分压，Pa 溶质在气相中的分压，Pa x2—溶质在液相中的溶解度（摩尔分数） H —亨利常数，Pa 亨利常数，Pa
亨利定律的适用范围： 溶质的分压为常压： 溶质的分压为常压： 溶质溶于溶剂时不发生解离、缔合或化学反应； 溶质溶于溶剂时不发生解离、缔合或化学反应； 稀溶液
∧ L
d f2 ∂ ∂x 2
∧ f 2L
∂ f∧L ∂ f∧L dp + ∂x 2 dx 2 = ∂p2 2 T , x 2 T , P = = Hp x2 T , P
∧ L ∧ f 2L
( 4 − 5)
由热力学定律 ； ∂ ∂p
6 6
6 10
则
x 2 = 15.9 × 10 / 1.4533 × 10
4.1.2 有化学效应的气体溶解度 特点： （1）当溶质在溶剂中发生离解、缔合或化学反应时，
溶质在液相中的总含量（各种形式含量的总和），与 平衡分压的关系不再符合亨利定律。 平衡分压的关系不再符合亨利定律。 （2）溶质的溶解度：即服从汽液平衡关系，又服从化 溶质的溶解度：即服从汽液平衡关系，又服从化 学反应平衡关系。 学反应平衡关系。 （3）亨利定律只反应气相溶质分压与液相中未反应的 亨利定律只反应气相溶质分压与液相中未反应的 溶质浓度
4.2.2 多组分吸收和解吸过程分析
一、设计变量数和关键组分 据设计变量的原则可知:吸收塔和解吸塔中可调 设计变量Na=1,因此，只能规定一个关键组分。 与多组分精馏塔不同