刘云宏 吸收吸附与离子交换.ppt

定义:用适当液体(吸收剂S)与混合气体接触,以除去混合气体中一种或几种组分(溶质A)的操作。不被吸收的组分称为惰性气体或载体B。第一节吸收一、概述吸收操作流程双膜理论模型要点:(1) 相界面两侧流体的对流传质阻力全部集中在界面两侧的两个停滞膜内,膜内传质方式为分子扩散。(2)相界面上没有传质阻力,即可认为所需的传质推动力为零,或气液两相在相界面处达到平衡。气膜液膜吸收的机理——双膜理论(two-filmtheory)二、气体吸收的平衡关系(一)气体在液体中的溶解度恒温、恒压下:p*=f(x)→平衡关系在一定条件下使气体与液体长时间接触,气液两相将趋于平衡。平衡时的溶解度表示吸收过程所能达到的极限。关于溶解度的规律:(1)总压不太高时,可认为溶解度与总压无关,只与分压有关。(2)温度上升,溶解度下降,不利于吸收的进行。(3)物系的影响气体在液体中的溶解度(1)在一定温度下,气体组分的溶解度随该组分在气相中的平衡分压的增大而增大;而在相同平衡分压条件下,气体组分的溶解度则随温度的升高而减小。(2)在同一温度下,对于不同种类的气体组分,欲得到相同浓度的溶液,易溶气体仅需控制较低的分压,而难溶气体则需较高分压。(3)加压和降温对吸收操作有利;反之,升温和减压有利于解吸。说明:(1)不同气体的溶解度差异很大(2)对于稀溶液,有是物性,通常由实验测定。可从有关手册中查得。H越大,表明溶解度越大,越易溶H随温度变化而变化,一般地,T,H(二)亨利(Henry)定律亨利定律的其他形式:E越大,表明溶解度越小;E随温度变化而变化,T,E,m越大,表明溶解度越小;m随温度、总压变化而变化,T,m,P,m(三)吸收剂的选择(1)溶解度吸收剂对于溶质组分应具有较大的溶解度。(2)选择性对溶质组分有良好吸收能力,对混合气体中的其他组分都基本上不吸收或吸收甚微。(3)挥发度操作温度下吸收剂的蒸汽压要低。吸收剂的挥发度愈高,其损失量便愈大。(4)粘度操作温度下吸收剂的粘度要低。(5)其他无毒性,无腐蚀性,不易燃,不发泡,冰点低,价廉易得,并具有化学稳定性。三、吸收速率方程气相总吸收系数Kmol/(m·s·kpa)根据双膜理论,溶质A穿过气膜的吸收速率方程为:NA=kG(p-pi)溶质A穿过液膜的吸收速率方程式则为:NA=kL(ci-c)稳定操作时应有:NA=kG(p-pi)=kL(ci-c)双膜理论认为相界面上气液两相成平衡:ci=Hpi,c=Hp*,c*=Hp整理得:同理有:总阻力气膜阻力液膜阻力易溶气体,H↑↑KG≈kG→气膜控制看作阻力的串联:总阻力气膜阻力液膜阻力难溶气体,H↓↓KL≈kL→液膜控制液相总吸收系数Kmol/(m·s·kpa)