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1.(1)S(2)A(3)B2.第二章吸收一、定义1.吸收:利用气体在液体中溶解度的差异来分离气体混合物的传质过程。(1)形成溶液溶剂或吸收剂S:吸收所用液体(2)溶质或吸收质A:能溶解的气体组分形成溶液(3)惰性气体或载体B:不能溶解的气体组分2.解吸:使溶质从溶液中逸出的传质过程,该过程既可使溶剂再生,又可使溶质回收。2008-2-28HOCONaOHCOHOHOHOSO2222223二、分类物理吸收,H2O吸收CO2√化学吸收,NaOH溶液吸收CO2单组分吸收,H2O吸收乙醇√多组分吸收,液态烃吸收气态烃等温吸收,H2O吸收丙酮√非等温吸收,H2O吸收SO3低浓度吸收高浓度吸收2008-2-2812CO3HOSOHSO1232324三、用途1.回收混合气体中的有用物质,用硫酸吸收焦炉气中的氨。2.除去有害成分以净化气体,用铜氨液吸收合成气中的CO。3.制取液体产品,用H2O吸收SO3制取H2SO4。四、吸收与精馏的区别1.精馏在混合物系内部产生两相,而吸收则是从混合物系外界引入另一相。2.精馏可直接获得较纯的组分,而吸收不能直接获得较纯的组分。3.精馏中进行双向传质,而吸收中进行单向传质。2008-2-281CxX2p*y*Y*AA2-1-1气体吸收的相平衡关系一、气体的溶解度1、气体在液体中溶解度的概念溶解度:气液两相达到相平衡时,溶质在液相中的浓度,记为CA、x、X。*气体在液相中的溶解度:气体在液体中的饱和浓度CA表明一定条件下吸收过程可能达到的极限程度。2.平衡分压:气液两相达到相平衡时,溶质在气相中的分压,记为pA*、y*、Y*。2008-2-28P<5atm二、溶解度曲线对于单组分物理吸收,由相律知fc23223CAf(T,P,PA)xAf(T,P,yA)CAf(T,PA)在总压不高,P<5atm时xAf(T,yA)一定温度下液相组成是气相组成的单值函数CAf(PA),xAf(yA)同理,PAf(CA),yAf(xA)2008-2-28TPTTP•吸收剂、温度T、P一定时,不同物质的溶解度不同。•温度、溶液的浓度一定时,溶液上方分压越大的物质越难溶。•对于同一种气体,分压一定时,温度T越高,溶解度越小。•对于同一种气体,温度T一定时,分压P越大,溶解度越大。•加压和降温对吸收操作有利。2008-2-282-1-21p*——kN/mx——E——kN/m21Acp22*ii2-1-2亨利定律1、亨利定律在一定的温度和压力(不太高)下,稀溶液中溶质在气相中的平衡分压与其在液相中的溶解度成正比,即:p*Ex式中p*——溶质在气相中的平衡分压,kN/m2;x——溶质在液相中的摩尔分率;E——亨利系数,kN/m2;2、亨利定律的其他表示形式*1)用溶质A在溶液中的摩尔浓度ci和气相中的分压pi表示的亨利定律*CApA2008-2-28HC——kmol/mH——kmol/(mkN)HHHH3A3式中CA——溶质在液相中的摩尔浓度,kmol/m;H——溶解度系数,kmol/(mkN)H是温度的函数,H值随温度升高而减小。易溶气体H值大,难溶气体H值小。33设溶液的密度为kg/m,浓度为C总kmol/m,则C总MMMAxAMSxS对于稀溶液,MMS,SCH总sME2008-2-28Es2)xym—mmii2)气液相中溶质的摩尔分数xi和yi表示的亨利定律y*mxm—相平衡常数,是温度和压强的函数。温度升高、总压下降则m值变大,m值越大,表明气体的溶解度越小。2008-2-28mEm与E的关系:由分压定律知:pPypy*P由亨利定律:p*ExEyxPE即:mP2008-2-283YXa)ii3)用摩尔比Yi和Xi分别表示气液两相组成的亨利定律a)摩尔比定义:液相中溶质的摩尔数xX液相中溶剂的摩尔数1x气相中溶质的摩尔数yY气相中惰性组分的摩尔数1yXYx,