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第九章气体吸收利用混合气体中各组分在液体中溶解度差异,使某些易溶组分进入液相形成溶液,不溶或难溶组分仍留在气相,从而实现混合气体的分离。2.吸收操作实例:石油液化气脱除硫化氢物理吸收:吸收过程溶质与溶剂不发生显著的化学反应。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。化学吸收:溶质与溶剂有显著的化学反应发生。如用NaOH吸收CO2、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。单组分吸收:混合气体中只有单一组分被液相吸收,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。4.吸收过程在石油化工中的应用6.吸收剂的选择第二节吸收过程的相平衡关系Ky是以(y-ye)为推动力的总传质系数,单位为kmol/(m2s)总传质阻力取决于气、液两相的传质阻力。在低浓度气体吸收计算中,通常采用摩尔比浓度Y(或X)表示组成。另外按双膜理论,传质系数与扩散系数成正比,这与实验所得的关联式的结果相差较大;第九章气体吸收摩尔比浓度表示的亨利定律第二节吸收过程的相平衡关系气、液传质总推动力为两相的相内传质推动力之和。液化气中脱除硫化氢等。双膜理论存在着很大的局限性,例如对高度湍动的两流体间的传质体系,相界面是不稳定的,因此界面两侧存在稳定的等效膜层以及物质以分子扩散方式通过此两膜层的假设都难以成立;第三节吸收过程的机理及传质速率方程结论:若系统气、液相浓度(y,x)在平衡线上方,则体系将发生从气相到液相的传质,即吸收过程。33×10-3kmol/(m2·s),并在塔的某一截面上测得氨的气相浓度y=0.气体的气相分压(组成)越高,溶解度越大二、亨利定律(Henry’slaw)亨利系数的值随物系的特性及温度而异;物系一定,E值一般随温度的上升而增大;难溶气体E值很大,易溶气体E值很小;E的单位与压强单位一致。C——溶质在液相中的摩尔浓度,kmol/m3;H——溶解度系数;kmol/(m3kPa)。对于稀溶液,因溶质的浓度很小,因此cm≈/Ms,其中为溶液的密度,Ms为溶剂的摩尔质量。3.用相平衡常数表示的亨利定律在低浓度气体吸收计算中,通常采用摩尔比浓度Y(或X)表示组成。吸收液:吸收操作得到的溶液,主要成分溶剂S和溶质A。按照流体与界面间的对流传质速率方程式,可将传质速率分别写成:例8-4:传质速率及界面浓度的求取(Pg26)在低浓度气体吸收计算中,通常采用摩尔比浓度Y(或X)表示组成。总传质阻力取决于气、液两相的传质阻力。液化气中脱除硫化氢等。Whitman在上世纪二十年代提出,是最早出现的传质理论。过点A作斜率为-kx/ky的直线,交相平衡线于点B(xi,yi)Cm——溶液的总摩尔浓度,kmol/m3;液化气中脱除硫化氢等。二、传质速率方程式3.用相平衡常数表示的亨利定律吸收操作实例:石油液化气脱除硫化氢第三节吸收过程的机理及传质速率方程Ye——与X呈平衡的气相中溶质的摩尔比浓度;摩尔比浓度表示的亨利定律吸收操作实例:石油液化气脱除硫化氢1atm下,浓度为0.02(摩尔分数)的稀氨水在20℃时氨的平衡分压为1.666kPa,其相平衡关系服从亨利定律,氨水密度可近似取1000kg/m3。求:E、m、H。三、传质过程的方向、限度及推动力气、液相浓度(y,x)在平衡线下方(M点):气、液相浓度(y,x)处于平衡线上(K点):2.传质过程的限度y传质推动力的表示方法可以不同,但效果一样。用煤油从苯–空气混合气体中吸收苯,入塔气体中含苯2%(体积),吸收后浓度降为0.01%(体积),入塔煤油中含苯0.02%(摩尔分数)。操作温度为50℃,压力为200kN/m2,操作条件下相平衡关系为pe=80xkN/m2。求:(1)塔顶处气相推动力;(2)若改善吸收设备的吸收效果,提高吸收率,则出口液体浓度极限是多少?含溶质A且摩尔分率为x=0.2的溶液与压力为2atm,y=0.15的气体等温接触,平衡关系为:pex(atm),则此时将发生过程。用气相组成和液相组成表示的总传质推动力分别为Δy=,Δx=(摩尔分率)。如系统温度略有增高,则Δy将。如系统总压略有增高,则Δx将。第三节吸收过程的机理及传质速率方程吸收过程是溶质由气相向液相转移的相际传递过程,可分为三个步骤:1.双膜理论两相相内传质速率可用下面的形式表达为:由此理论所得的传质系数计算式形式简单,但等效膜层厚度1和2以及界面上浓度pi和Ci都难以确定;双膜理论存在着很大的局限性,例如对高度湍动的两流体间的传质体系,相界面是不稳定的,因此界面两侧