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1、伸第6章气体吸收6.1概述6.2吸收过程的相平衡关系6.3吸收机理与吸收速率6.4呆收过程的计算6.5填料塔6.6解吸侠第6章气体防收化工厚理6.1概述6.1.1气体服收过程及其在工业上的应用吸收是分离气体混合物的重要单元操作。这种操作是使气体混合物与选择的某种液体相接触,利用混合气体中各组分在该液体中溶解度的差异,有选择地使混合气体中一种或儿种组分溶于此液体而形成溶液,其他未溶解的组分仍保留在气相中,以达到仑气体混合物中分离出树些组分的目的。6.1.2防收过程的分类6.1.3防收剂的选择帷第6章气体吸收化工原6.2呆收过程的相平衡关系6.2.1相组成的表示方法1,质量分率。混合物中某组分的质
2、量与混合物总质量的比值,称为该组分的质量分率,以xy表示。2.摩尔分率。混合物中某组分的千摩尔数与混合物总干摩尔数的比值,称为该组分的摩尔分率,以x表示。3.比质量分率。渑合物中标两个组分的质量之比称为比质量分率,以Xy(或Xe)表示。4,比摩尔分率。混合物中某两个组分的千摩尔数之比称为比摩尔分率,以X(或D表示。帷第6章气体吸收化工口5.质量浓度。单位体积中所含组分的质量,称为该组分的质量浓度,以Cn表示。6.摩尔浓度。单位体积中所含组分的千摩尔数,称为该组分的摩尔浓度,以C表示。7.气体混合物的组成。气体混合物中各组分的组成,除了可用上述方法表示外,还可以用组分的分压和分体积来表示。根据颉
3、分压定律和理想儿体状态方程式可以证明,理想气体混合物中某一组分的摩尔分率等于该组分的分压与混合气体总压之比,即压力分率,也等于该组分的分体积与混合气体总体积之比,即体积分率。帷第6章气体吸收化工86.2.2气体在液体中的溶解度平衡状态下,溶液上方气相中溶质上的分压称为当时条件下的平衡分压;而液相中所含溶质气体的组成,称为在当时条件下气体在液体中的平衡溶解度,简称溶解度。习惟上,溶解度是用溶解在单位质量的液体溶剂中溶质气体的质量来表示,单位为:kg气体溶质/kg液体溶剂。滨解度随物系、温度命序强的不同而异,逗畹由实验测定。图6-1、图6-2、图6-3分别表示氨、二氟化硫和氟在水中的溶解度与其气相
4、平衡分压之间的关系(以温度为参数)。图中的关系线称为溶解度曲线。忙第6章气体吸收化工口【3H吴$王心团35-川万县E春E英刑红扬节笃认宁言河衔E艾张有交此诊颂M意R图6-1氧圭水中的消解度图6-2二氢化陨圭水中的消解度“图6.3氟在水中的消辉度忙第6章气体吸收化工6.2.3气、液相平衡关系一亨利定律亨利定律是描述互成平衡的气、波两相闰组成关系的数学表达式。它适用于溶解度曲线中低浓度的直线部分。由于相组成有多种表示方法,致使亨利定律有多种形式。1p一X关系当气相组成用分压p表示,液相组成用摩尔分率x表示时,吸收质在液相中的组成与其在气相中的平衡分压成正比,其数学表达式为厂二Ex(6-10)式中“
5、p*一溶质在气相中的平衡分压,KPa;x一溶质在液相中的摩尔分率;万一亨利系数,KPa怀盛瑚左大河出版社_merrcccccmcmcninmnnl余第6章气体易收化工厚理2,p一关系当液相组成以摩尔浓度表示,而气相组成仍以分压表示时,则亨利定律具有如下形式:0“=二6-11P二万(6-1U式中_C-滨质在液相中的摩尔浓度,kmoMma:及一涂解度系数,ktmoUns:kKPa。侠第6章气体吸收化工厚理3,JX关系若溶质在气相与液相中的组成分别用摩尔分率y与x表示,则亨利定律又可写成如下形式:J二x(6-13)式中y*-与液相组成平衡时溶质在气相中的摩尔分率;m一相平衡常数,无因次。忙第6章气体吸收化工4一侍系若溶质在液相和气相中的组成分别用比摩尔分率X及7表示时,对于单组分吸收则由菩(6旬可知:吊-1一将上两式代人式(6-13)得77气1即玑“沥T+7“1+又(2一D一1一助当稀滨液中溶质的组成很小时,即X值很小时,(l-mX项很小,可忽略不计。式(6-15)的分母趋近于1,则式(6-15)可简化为工=nX(6-16)
