有毒有害气体吸收净化法修

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1、气 体 吸 收Gas Absorption第五章第五章有毒有害气体吸收净化法有毒有害气体吸收净化法 这一讲我们讨论吸收，什么叫吸收操作呢？做有机、无机这一讲我们讨论吸收，什么叫吸收操作呢？做有机、无机实验时，我们常用实验时，我们常用洗气瓶洗气瓶，洗去气体中的某个成份。如果要除去，洗去气体中的某个成份。如果要除去含酸的气体，我们在洗气瓶中装上碱液。这就是吸收的例子。含酸的气体，我们在洗气瓶中装上碱液。这就是吸收的例子。 家庭主妇切洋葱时，常拌有刺眼气体产生。为了减轻家庭主妇切洋葱时，常拌有刺眼气体产生。为了减轻刺眼伤害，常在旁边放一盆水，可以减轻眼伤害。这就是刺眼伤害，常在旁边放一盆水，可以减轻

2、眼伤害。这就是刺眼气体溶解于水，这就是吸收。刺眼气体溶解于水，这就是吸收。 切洋葱切洋葱 开碳酸饮料开碳酸饮料 当我们打开碳酸饮料瓶口时，就有气体冲出。这是气体当我们打开碳酸饮料瓶口时，就有气体冲出。这是气体的反溶解，这就是碳酸气的解吸。的反溶解，这就是碳酸气的解吸。 焦化厂洗氨塔焦化厂洗氨塔 在焦化厂，焦炉气中含有多种气体，如在焦化厂，焦炉气中含有多种气体，如CO,CO2,H2,NH3，苯，苯等气体。工厂用清水喷淋溶解氨气，将氨气回收为氨水。这就等气体。工厂用清水喷淋溶解氨气，将氨气回收为氨水。这就是吸收。这是工厂的氨洗塔。是吸收。这是工厂的氨洗塔。 吸收剂气体yx界面气相主体 液相主体 相

3、界面气相扩散 液相扩散 yi xi 气气体体吸吸收收是是混混合合气气体体中中某某些些组组分分在在气气液液相相界界面面上上溶溶解解、在在气气相相和和液液相相内内由由浓浓度度差差推推动的传质过程。动的传质过程。第一节第一节吸收法概述吸收法概述一、吸收概念一、吸收概念利用利用适当液体适当液体吸收（溶解）气体混合物中的吸收（溶解）气体混合物中的有关有关组分组分（有的还发生化学反应），以分离气体混合（有的还发生化学反应），以分离气体混合物的一种操作。物的一种操作。吸吸收收质质或或溶溶质质( (solute)solute)：混混合合气气体体中中的的溶溶解解组分组分惰惰性性气气体体( (inert iner

4、t gas)gas)或或载载体体：不不溶溶或或难难溶溶组组分分吸收剂吸收剂( (absorbent)absorbent)：吸收操作中所用的溶剂吸收操作中所用的溶剂吸吸收收液液( (strong strong liquor)liquor)：吸吸收收操操作作后后得得到到的的溶液，主要成分为溶质和溶剂溶液，主要成分为溶质和溶剂。吸吸收收尾尾气气( (dilute dilute gas)gas)：吸吸收收后后排排出出的的气气体体，主要成分为惰性气体和少量的溶质主要成分为惰性气体和少量的溶质。二、吸收的目的和依据：二、吸收的目的和依据：目的：目的：回收或捕获气体混合物中有用物质，制取回收或捕获气体混合物

5、中有用物质，制取产品；产品；除去工艺气体中的有害成分，使气体净化，除去工艺气体中的有害成分，使气体净化，以便进一步加工处理。以便进一步加工处理。依据：气体混合物中各组分在溶剂中溶解度依据：气体混合物中各组分在溶剂中溶解度不同不同例如分离氨气空气的混合物，可选例如分离氨气空气的混合物，可选择水做溶剂，因为氨水在水中的溶解度最大，择水做溶剂，因为氨水在水中的溶解度最大，而空气几乎不溶于水。而空气几乎不溶于水。 气体吸收的工业应用气体吸收的工业应用净化或精制气体净化或精制气体 例：合成氨工艺中，合成气中的净化脱碳例：合成氨工艺中，合成气中的净化脱碳制取某种气体产品的液态产品制取某种气体产品的液态产品

6、 例：用水吸收氯化氢气体制取盐酸例：用水吸收氯化氢气体制取盐酸回收混合气体中所需的组分回收混合气体中所需的组分 例：用洗油处理焦炉气以回收其中的芳烃，硫酸例：用洗油处理焦炉气以回收其中的芳烃，硫酸回收焦炉气中的氨回收焦炉气中的氨工业废气的制理工业废气的制理 废气中含有二氧化硫、硫化氢、废气中含有二氧化硫、硫化氢、CO2等有害气体的等有害气体的脱除脱除三、溶剂（吸收剂）的选择三、溶剂（吸收剂）的选择对被分离组分（溶质）有对被分离组分（溶质）有较大的溶解度较大的溶解度对混合气体中其他组分的溶解度要小对混合气体中其他组分的溶解度要小较较高的选择性高的选择性溶质在溶剂中的溶解度应对溶质在溶剂中的溶解度

7、应对温度的变化温度的变化比比较较敏感敏感，即低温下溶解度大，随着温度升高，即低温下溶解度大，随着温度升高，溶解度应迅速下降溶解度应迅速下降被吸收的气体容易解吸，被吸收的气体容易解吸，溶剂再生方便。溶剂再生方便。蒸汽压要低，蒸汽压要低，不易挥发不易挥发减少溶剂在吸收减少溶剂在吸收和再生过程的损失；避免在气体中引入新的和再生过程的损失；避免在气体中引入新的杂质。杂质。应有应有较好的化学稳定性较好的化学稳定性以免使用过以免使用过程中发生变质；程中发生变质；应有应有较低的粘度较低的粘度，不易产生泡沫，不易产生泡沫实实现吸收塔内良好的气液接触和塔顶的气现吸收塔内良好的气液接触和塔顶的气液分离。液分离。应

8、尽可能满足应尽可能满足价廉、易得、无毒、不价廉、易得、无毒、不易燃烧等易燃烧等经济和安全条件。经济和安全条件。设设设设吸收剂吸收剂吸收剂吸收剂（或溶剂或溶剂或溶剂或溶剂），用），用），用），用S S S S表示；表示；表示；表示；溶质或吸收质溶质或吸收质溶质或吸收质溶质或吸收质，以以以以A A A A表示；表示；表示；表示；惰性气惰性气惰性气惰性气（不被吸收的组分）（不被吸收的组分）（不被吸收的组分）（不被吸收的组分），以，以，以，以B B B B表示。表示。表示。表示。三大三大l对对A和和B的溶解度差异要大的溶解度差异要大l对对A的溶解度要大的溶解度要大l对对A的溶解度在条件改变时变化要大的

9、溶解度在条件改变时变化要大三小三小l挥发性小挥发性小l粘度小粘度小l腐蚀小腐蚀小技术经济性技术经济性四四四四 物理吸收和化学吸收物理吸收和化学吸收物理吸收和化学吸收物理吸收和化学吸收 物理吸收物理吸收物理吸收物理吸收：吸收时溶质与溶剂不发生明显的化：吸收时溶质与溶剂不发生明显的化：吸收时溶质与溶剂不发生明显的化：吸收时溶质与溶剂不发生明显的化学反应，如洗油吸收苯，水吸收学反应，如洗油吸收苯，水吸收学反应，如洗油吸收苯，水吸收学反应，如洗油吸收苯，水吸收COCO2 2、SOSO2 2等。等。等。等。 化学吸收化学吸收化学吸收化学吸收：吸收时溶质与溶剂或溶液中的其它：吸收时溶质与溶剂或溶液中的其它

10、：吸收时溶质与溶剂或溶液中的其它：吸收时溶质与溶剂或溶液中的其它物质发生化学反应。如物质发生化学反应。如物质发生化学反应。如物质发生化学反应。如COCO2 2在水中的溶解度甚低，在水中的溶解度甚低，在水中的溶解度甚低，在水中的溶解度甚低，但若用但若用但若用但若用K K2 2COCO3 3水溶液吸收水溶液吸收水溶液吸收水溶液吸收COCO2 2，则在液相中发生，则在液相中发生，则在液相中发生，则在液相中发生下列反应：下列反应：下列反应：下列反应：K K2 2COCO3 3+CO+CO2 2+H+H2 2O=2KHCOO=2KHCO3 3从而使从而使从而使从而使K K2 2CO3CO3水溶液具有较高

11、的吸收水溶液具有较高的吸收水溶液具有较高的吸收水溶液具有较高的吸收COCO2 2的能力。的能力。的能力。的能力。*作为化学吸收可被利用的化学反应一般都满足作为化学吸收可被利用的化学反应一般都满足作为化学吸收可被利用的化学反应一般都满足作为化学吸收可被利用的化学反应一般都满足以下条件：以下条件：以下条件：以下条件：可逆性。若该反应不可逆，溶剂将难以再生和循可逆性。若该反应不可逆，溶剂将难以再生和循可逆性。若该反应不可逆，溶剂将难以再生和循可逆性。若该反应不可逆，溶剂将难以再生和循环使用环使用环使用环使用较高的反应数率。若反应速率较慢，应研究加入较高的反应数率。若反应速率较慢，应研究加入较高的反应

12、数率。若反应速率较慢，应研究加入较高的反应数率。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。适当的催化剂以加快反应速率。适当的催化剂以加快反应速率。适当的催化剂以加快反应速率。原料气AB吸收剂S尾气B(含微量A)溶液S+A气体吸收的原理吸吸收收塔塔形成两相体系的方法引入一液相（吸收剂） 各组分在吸收剂中溶解度不同。分离物系气体混合物传质原理五五气体吸收的原理和流程气体吸收的原理和流程气体吸收的流程吸收过程吸收过程吸收过程：溶质溶解于吸收剂中逆流操作解吸过程：溶质从溶液中释放出并流操作气体吸收过程在吸收塔中进行。吸收吸收解吸解吸吸收操作流程：吸收操作流程：由流程图可见，采用吸收操作实现

13、气体混合物的分由流程图可见，采用吸收操作实现气体混合物的分由流程图可见，采用吸收操作实现气体混合物的分由流程图可见，采用吸收操作实现气体混合物的分离必须解决下列问题：离必须解决下列问题：离必须解决下列问题：离必须解决下列问题： 选择选择选择选择合适的溶剂合适的溶剂合适的溶剂合适的溶剂，使能选择性比溶解某个（或某，使能选择性比溶解某个（或某，使能选择性比溶解某个（或某，使能选择性比溶解某个（或某些）被分离组份；些）被分离组份；些）被分离组份；些）被分离组份； 提供提供提供提供适当的传质设备适当的传质设备适当的传质设备适当的传质设备（多位填料塔，也有板式塔）（多位填料塔，也有板式塔）（多位填料塔，

14、也有板式塔）（多位填料塔，也有板式塔）以实现气液两相的接触，使被分离组分得以从气相以实现气液两相的接触，使被分离组分得以从气相以实现气液两相的接触，使被分离组分得以从气相以实现气液两相的接触，使被分离组分得以从气相转移到液相（吸收）或相反（解吸）；转移到液相（吸收）或相反（解吸）；转移到液相（吸收）或相反（解吸）；转移到液相（吸收）或相反（解吸）； 溶剂的再生溶剂的再生溶剂的再生溶剂的再生，即脱除溶解于其中的被分离组分以，即脱除溶解于其中的被分离组分以，即脱除溶解于其中的被分离组分以，即脱除溶解于其中的被分离组分以便循环使用。除了制取溶液产品只需单独吸收外，便循环使用。除了制取溶液产品只需单独

15、吸收外，便循环使用。除了制取溶液产品只需单独吸收外，便循环使用。除了制取溶液产品只需单独吸收外，一般都要进行解吸操作，使溶剂再生循环使用。一般都要进行解吸操作，使溶剂再生循环使用。一般都要进行解吸操作，使溶剂再生循环使用。一般都要进行解吸操作，使溶剂再生循环使用。总之，一个完整的吸收分离过程一般包括吸收和解总之，一个完整的吸收分离过程一般包括吸收和解总之，一个完整的吸收分离过程一般包括吸收和解总之，一个完整的吸收分离过程一般包括吸收和解吸两个组成部分。吸两个组成部分。吸两个组成部分。吸两个组成部分。气体吸收的实例气体吸收的实例具有吸收剂再生功能的连续吸收流程具有吸收剂再生功能的连续吸收流程气液

16、两相的接触方式气液两相的接触方式*级级式式接接触触：气气、液液两两相相逐逐级级逆逆流流接接触触传传质质，两两相相的的组组成成呈呈阶阶跃跃变变化，如化，如板式塔板式塔。板式塔板式塔填料塔填料塔湿壁塔湿壁塔、降膜塔降膜塔微分接触微分接触：气、液两相的浓度呈连续变化。气、液两相的浓度呈连续变化。规整填料规整填料 塑料丝网波纹填料塑料丝网波纹填料 散装填料散装填料塑料鲍尔环填料塑料鲍尔环填料第二节第二节吸收过程基础理论吸收过程基础理论气体气体吸收过程实质吸收过程实质上是上是溶质组分溶质组分自自气相气相通过相界面通过相界面转移转移（迁移）到（迁移）到液相液相的过程。现将气体吸收中的传的过程。现将气体吸收

17、中的传质过程与传热过程相对照来研究两个问题：质过程与传热过程相对照来研究两个问题：(1)、气体吸收过程的推动力气体吸收过程的推动力是什么？（传热过程是什么？（传热过程的推动力：温差）的推动力：温差）(2)、若气液两相能充分完全的接触，则、若气液两相能充分完全的接触，则吸收过程吸收过程的极限的极限是什么？（传热过程的极限：是什么？（传热过程的极限：T=t）预备知识补充：气液相组成表示方法预备知识补充：气液相组成表示方法1.摩尔分数：混合物中组分摩尔分数：混合物中组分A A的物质的量占混合的物质的量占混合物总物质的量的分数。物总物质的量的分数。对两组分对两组分(A和和B)的混合液，则有：的混合液，

18、则有：式中：式中：nA、nB、n分别表示组分分别表示组分A、组分、组分B和混和混合物的合物的物质的量物质的量kmol2.质量分数：混合物中组分质量分数：混合物中组分A的质量占混合物的质量占混合物总质量的分数。总质量的分数。对两组分（对两组分（A和和B）的混合液，则有：）的混合液，则有：式中：式中：mA、mB、m分别表示组分分别表示组分A、组分、组分B和混合物的质量和混合物的质量kg3.质量分数和摩尔分数的换算关系：（以质量分数和摩尔分数的换算关系：（以A组组分为例）分为例）习惯上液相摩尔分数用习惯上液相摩尔分数用x表示，气相摩尔分数表示，气相摩尔分数用用y表示。表示。理想气体，气相中组分的摩尔

19、分数的数值等理想气体，气相中组分的摩尔分数的数值等于其体积分数值。于其体积分数值。由道尔顿分压定律：由道尔顿分压定律：pi=pt*yi其中：其中：pt-总压；总压；pi-i组分分压；组分分压；yi-i组分摩尔组分摩尔浓度浓度！总压一定时，分压分数与摩尔分数数值相！总压一定时，分压分数与摩尔分数数值相当。（当。（P113释惑）释惑）（二）质量浓度和摩尔浓度（二）质量浓度和摩尔浓度（二）质量浓度和摩尔浓度（二）质量浓度和摩尔浓度某单位体积所含组分的质量或者摩尔数。某单位体积所含组分的质量或者摩尔数。某单位体积所含组分的质量或者摩尔数。某单位体积所含组分的质量或者摩尔数。令：令：令：令：C CA A

20、、C CB B、C CC C表示表示表示表示A A、B B、C C的质量浓度；的质量浓度；的质量浓度；的质量浓度；c cA A、c cB B、c cC C表示表示表示表示A A、B B、C C的摩尔浓度：的摩尔浓度：的摩尔浓度：的摩尔浓度：（三）比摩尔分数和比质量分数（三）比摩尔分数和比质量分数某组分的质量或者摩尔数与此项中除此组某组分的质量或者摩尔数与此项中除此组分外的质量或摩尔数之比。分外的质量或摩尔数之比。令某相总质量令某相总质量G，总摩尔数为，总摩尔数为n，i组分的质组分的质量为量为Gi，摩尔数为，摩尔数为ni，则比摩尔分数和比质，则比摩尔分数和比质量分数为量分数为(、):？利用摩尔分

21、数、摩尔浓度表示理想气体气体状态？利用摩尔分数、摩尔浓度表示理想气体气体状态？利用摩尔分数、摩尔浓度表示理想气体气体状态？利用摩尔分数、摩尔浓度表示理想气体气体状态方程方程方程方程若吸收操作为单组份吸收，质量分数和比质若吸收操作为单组份吸收，质量分数和比质量分数、摩尔分数和比摩尔分数的关系：量分数、摩尔分数和比摩尔分数的关系：一一 吸收过程中的气液平衡吸收过程中的气液平衡1平衡分压：在一定条件下，任何气体在某种平衡分压：在一定条件下，任何气体在某种溶剂中溶解达到平衡时，其在气相中的分压溶剂中溶解达到平衡时，其在气相中的分压是一定的。是一定的。2吸收过程：吸收过程：吸收过程进行的方向与极限取决于

22、溶质吸收过程进行的方向与极限取决于溶质(气气体体)在气液两相中的平衡关系。在气液两相中的平衡关系。P表示在吸收过程中，气相中溶质的实际分表示在吸收过程中，气相中溶质的实际分压；压；p*表示平衡分压；表示平衡分压；pp*时，溶质便由气相向液相转移，吸收时，溶质便由气相向液相转移，吸收pp*时，溶质便由液相向气相转移，即吸时，溶质便由液相向气相转移，即吸收的逆过程，称为解吸收的逆过程，称为解吸(或脱吸或脱吸)。 Pp*时，处于气液平衡状态时，处于气液平衡状态3 溶解度溶解度气液达到平衡时，吸收剂吸收的气体量已达气液达到平衡时，吸收剂吸收的气体量已达到最大限度时，每立方米吸收剂能吸收的极到最大限度时

23、，每立方米吸收剂能吸收的极限气体量限气体量(即平衡状态下液相中吸收质浓度即平衡状态下液相中吸收质浓度)。气体吸收的平衡关系指气体在液体中的溶解气体吸收的平衡关系指气体在液体中的溶解度。度。任何气体与液体接触后，都会产生溶解。容任何气体与液体接触后，都会产生溶解。容易溶解的称为易溶解的称为易溶气体易溶气体；不易溶解的称不易溶解的称为难溶气体为难溶气体。易溶和难溶是相对同一种吸收剂而言。易溶和难溶是相对同一种吸收剂而言。气体在液体中的溶解度溶溶解解度度曲曲线线：在在一一定定温温度度、压压力力下下，平平衡衡时时溶溶质质在在气气相相和和液液相中的浓度的关系曲线。相中的浓度的关系曲线。溶解度/g(NH3

24、)/1000g(H2O)1000500020406080100120pNH3/kPa50 oC40 oC30 oC20 oC10 oC0 oC120溶解度/g(SO2)/1000g(H2O)250200020406080100pSO2/kPa1501005012050 oC40 oC30 oC20 oC10 oC0 oC在相同条件下，在相同条件下，NH3在水中的溶解度较在水中的溶解度较SO2大得多。大得多。用用水水作作吸吸收收剂剂时时，称称NH3为为易易溶溶气气体体，SO2为为中中等等溶溶解解气气体体，溶溶解解度度更更小小的的气气体体则则为为难难溶溶气气体体(如如O2在在30和和溶溶质质的的分

25、分压压为为40kPa的的条条件件下下，1kg水水中中溶溶解解的的质质量量仅仅为为0.014g)。难溶体系难溶体系溶解度适中体系溶解度适中体系 易溶体系易溶体系（1 1）不同气体的）不同气体的溶解度差异很大溶解度差异很大 （2 2）对于稀溶液）对于稀溶液或极稀溶液，溶解或极稀溶液，溶解度曲线近似为直线，度曲线近似为直线，即即-亨利定亨利定律律pA=723cApA=25.5cApA=0.36cApA=0.0136cA(3)加压、降温加压、降温有利于吸收操作有利于吸收操作定义：用来描述定义：用来描述稀溶液稀溶液或（难容气体）在一定温度下，或（难容气体）在一定温度下，当总压不高时，互成平衡的气液两相组

26、成之间的关当总压不高时，互成平衡的气液两相组成之间的关系。系。混合气体总压不高（混合气体总压不高（P5atmP5atm，气相可视作理想气体），气相可视作理想气体）稀溶液（可视作理想溶液稀溶液（可视作理想溶液 ,x0.05 ,x0.05）由于气液相组成可以采用不同的表示方法，故亨利定律由于气液相组成可以采用不同的表示方法，故亨利定律 有不同的表示形式有不同的表示形式 。 气相：气相：p pi i，y yi i，Y Yi i液相：液相：x xi i，c ci i，X Xi i34二二 亨利定律（亨利定律（Henrys law） pi-xi关系关系pi-ci关系关系xi-yi关系关系Xi-Yi关系关

27、系（1）基本式）基本式(pe-x)若若溶溶质质在在气气相相中中的的组组成成以以分分压压p表表示示，在在液液相相中中的的组组成成以以x表表示示，pe-x溶溶解解度度曲曲线线近近似似可可用用通通过过原原点点的的直直线表示，则亨利定律写成如下形式：线表示，则亨利定律写成如下形式：式中：式中：pe溶质在气相中的平衡分压，溶质在气相中的平衡分压，kPa； x 溶质在液相中的摩尔分数；溶质在液相中的摩尔分数； E 亨利系数，亨利系数，kPa。亨利系数的值随物系的特性及温度而异；亨利系数的值随物系的特性及温度而异；E 值值的的大大小小代代表表了了气气体体在在该该溶溶剂剂中中溶溶解解的的难难易易程程度度；在在

28、同一溶剂中，难溶气体同一溶剂中，难溶气体E 值很大，易溶气体值很大，易溶气体E 值很小；值很小；物系一定，物系一定，E 值一般随温度的上升而增大；值一般随温度的上升而增大；E 的单位与气相分压的压强单位一致。的单位与气相分压的压强单位一致。ye：与该液相成平衡的气相中溶质的摩尔分：与该液相成平衡的气相中溶质的摩尔分率；率；x：液相中溶质的摩尔分率；：液相中溶质的摩尔分率；m：相平衡常数，无因次。：相平衡常数，无因次。 （2）yex关系关系注意：注意：对于一定的物系，相平衡常数对于一定的物系，相平衡常数m是温度是温度及总压的函数。及总压的函数。m值愈小表明该气体的溶解度值愈小表明该气体的溶解度愈

29、大。温度降低、总压升高则愈大。温度降低、总压升高则m值变小，有利值变小，有利于吸收操作。于吸收操作。在在低低浓浓度度气气体体吸吸收收计计算算中中，通通常常采采用用基基准准不不变变的的摩尔比摩尔比Y（或或X ）表示组成。表示组成。由由ye=mx可可得得以以摩摩尔尔比比表表示的相平衡关系示的相平衡关系当当m 趋近趋近1或当或当X 很小时很小时（3）YeX关系关系当当气气、液液相相溶溶质质浓浓度度用用其其它它组组成成表表示示法法表表示示时时，通过浓度换算可得其它形式的亨利定律。通过浓度换算可得其它形式的亨利定律。CA 溶质在液相中的摩尔浓度，溶质在液相中的摩尔浓度，kmol/m3；H 溶解度系数；溶

30、解度系数；kmol/(m3 kPa)；（4 4）p pe e-C-C关系关系注意：注意：H是温度的函数，是温度的函数，TH溶解度溶解度不同溶质不同溶质H不同，易溶气体不同，易溶气体H大，难溶气大，难溶气体体H小小定律形式定律形式常数含义常数含义备注备注P*=ExE,亨利系数亨利系数P*,稀稀溶溶液液中中溶溶质质（被被吸吸收收组组分分）平平衡衡分分压压，x为为被吸收组分在液相中的摩尔分数被吸收组分在液相中的摩尔分数对对于于一一定定体体系系，E是是温温度度的的函函数数，一一般般，温温度度上上升，升，E增大，不利于气体吸收。增大，不利于气体吸收。同一溶剂中难溶气体同一溶剂中难溶气体E值大值大P*=C

31、/HH,溶解度系数溶解度系数C为被吸收溶质的物质的量浓度（为被吸收溶质的物质的量浓度（Kmol/m3）H为溶解度系数，（为溶解度系数，（kmol/(m3Pa)）,实验测定。实验测定。H为为温温度度的的函函数数，随随温温度度升升高高减减小小，其其数数值值等等于于平衡分压平衡分压1大气压时的溶解度大气压时的溶解度同一溶剂中难溶气体同一溶剂中难溶气体H值小值小E(1/H)*(den/M)den为为溶溶液液的的密密度度，M是是溶溶剂剂A的相对分子质量的相对分子质量y*=mxm,相平衡常数，无量纲相平衡常数，无量纲mE/P,P为气相的总压为气相的总压m为为由由试试验验结结果果算算出出来来的的数数值值。一

32、一定定物物系系，它它是是温度和压强的函数。温度和压强的函数。同一溶剂中难溶气体同一溶剂中难溶气体m值大值大Y*=mXm同上同上亨利定律既可由液相组成计算气相组成，也可由气相组亨利定律既可由液相组成计算气相组成，也可由气相组成计算液相组成。成计算液相组成。亨利定律（亨利定律（Henrys law） 由液相组成求气相组成：由液相组成求气相组成：由气相组成求液相组成：由气相组成求液相组成：亨利定律适用条件：理想溶液或稀溶液（一般亨利定律适用条件：理想溶液或稀溶液（一般5%）,总压总压101.33KPa。亨利定律表达式中各系数之间的关系亨利定律表达式中各系数之间的关系EH关系Em关系Hm关系1atm下

33、，浓度为下，浓度为0.02（摩尔分数）的稀氨水在（摩尔分数）的稀氨水在20时氨的平衡分压为时氨的平衡分压为1.666kPa，其相平衡关，其相平衡关系服从亨利定律，氨水密度可近似取系服从亨利定律，氨水密度可近似取1000kg/m3。 求：求：E、 m 、 H 。例：例：解：解：举例：举例：u例例2-1：含有含有30%（体积）（体积）CO2的某种混合气与水接触，系的某种混合气与水接触，系统温度为统温度为30，总压为，总压为101.33kPa，试求液相中，试求液相中CO2的平衡的平衡浓度浓度为若干为若干kmol/m3.解：解：pi=pyi=101.330.3=30.4kPaye , xxe ； 吸收

34、吸收 yxe ；解吸；解吸过程极限：过程极限：x1max= x1e= y1/m ； y2min= y2e= mx2。塔塔高高无无限限过程推动力：过程推动力：y=y-ye；p=p-pe； x=xe-x ；c=ce-c。小小结结四四吸收过程的机理吸收过程的机理双膜理论双膜理论1传质过程概念传质过程概念 在含有两个或两个以上组分的混合体系中，在含有两个或两个以上组分的混合体系中，如果存在浓度梯度，某一组分（或某些组如果存在浓度梯度，某一组分（或某些组分）将有高浓度区向地浓度区移动的趋势，分）将有高浓度区向地浓度区移动的趋势，该移动过程称为传质过程。该移动过程称为传质过程。 界面界面气相气相主体主体组

35、分组分组分组分液相液相主体主体（1） 扩散物质从一相的主体扩散到两相界面（单相扩散物质从一相的主体扩散到两相界面（单相中的扩散）；中的扩散）；（2） 在界面上的扩散物质从一相进入另一在界面上的扩散物质从一相进入另一相（相际间传质）；相（相际间传质）；（3）进入另一相的扩散物质从界面向该相的主体扩散）进入另一相的扩散物质从界面向该相的主体扩散（单相中的扩散）；（单相中的扩散）；2物质传递的三个步骤：物质传递的三个步骤：3双膜理论双膜理论双膜理论的基本论点（假设）双膜理论的基本论点（假设）（1）气液两相存在一个稳定的相界面，）气液两相存在一个稳定的相界面，界面两侧存在稳定的气膜和液膜。膜内界面两侧

36、存在稳定的气膜和液膜。膜内为层流，为层流，A以分子扩散方式通过气膜和液以分子扩散方式通过气膜和液膜。膜。（2）相界面处两相达平衡，无扩散阻）相界面处两相达平衡，无扩散阻力。力。（3）有效膜以外主体中，充分湍动，）有效膜以外主体中，充分湍动，溶质主要以涡流扩散的形式传质。溶质主要以涡流扩散的形式传质。pAcA pA,i cA,i气气膜膜液液膜膜相界面相界面气相主体气相主体液相主体液相主体传质方向传质方向图图 双膜理论双膜理论示意图示意图溶溶质质A在在气气相相中中的的分分压压溶溶质质A在在液液相相中中的的摩摩尔尔浓浓度度第四节第四节吸收装置吸收装置 *吸收装置的作用：吸收装置的作用：建立和不断更新

37、两相接触表面，使之具有尽可建立和不断更新两相接触表面，使之具有尽可能能大的接触面积大的接触面积和尽可能和尽可能好的流体力学条件好的流体力学条件，以利于提高吸收速率，减少设备的尺寸，同时，以利于提高吸收速率，减少设备的尺寸，同时，气体通过设备的气体通过设备的阻力要小，以节省动力消耗阻力要小，以节省动力消耗。1吸收设备基本要求：吸收设备基本要求：气体吸收设备大致可分为塔器和其他设备。气体吸收设备大致可分为塔器和其他设备。塔器类主要包括喷淋塔塔器类主要包括喷淋塔(俗称空塔俗称空塔)、填料塔、填料塔、板式塔、湍球塔、鼓泡塔等；板式塔、湍球塔、鼓泡塔等；其他设备也很多，如列管式湿壁吸收器、其他设备也很多

38、，如列管式湿壁吸收器、文丘里喷射吸收器、喷洒式吸收器等。文丘里喷射吸收器、喷洒式吸收器等。 2填料塔填料塔1 1）结构）结构）结构）结构填料塔是气液互填料塔是气液互填料塔是气液互填料塔是气液互成逆流的连续微成逆流的连续微成逆流的连续微成逆流的连续微分接触式塔型。分接触式塔型。分接触式塔型。分接触式塔型。其结构如图其结构如图其结构如图其结构如图. .在塔体内充填一在塔体内充填一在塔体内充填一在塔体内充填一定高度的填料，定高度的填料，定高度的填料，定高度的填料，其下方有支承板，其下方有支承板，其下方有支承板，其下方有支承板，上方为填料压板上方为填料压板上方为填料压板上方为填料压板及液体分布装置。及

39、液体分布装置。及液体分布装置。及液体分布装置。气液两相间的传气液两相间的传气液两相间的传气液两相间的传质通常是在填料质通常是在填料质通常是在填料质通常是在填料表面的液体与气表面的液体与气表面的液体与气表面的液体与气体间的相界面上体间的相界面上体间的相界面上体间的相界面上进行的。进行的。进行的。进行的。液体分布器液体分布器气体出口气体出口液体入口液体入口塔壳塔壳填料填料液体再分布器液体再分布器支承栅板支承栅板气体入口气体入口液体出口液体出口2 2）填料）填料）填料）填料 （1 1）对填料的基本要求）对填料的基本要求）对填料的基本要求）对填料的基本要求为使填料塔发挥良好的性能，填料应符合以下几项主

40、要为使填料塔发挥良好的性能，填料应符合以下几项主要为使填料塔发挥良好的性能，填料应符合以下几项主要为使填料塔发挥良好的性能，填料应符合以下几项主要要求。要求。要求。要求。(1)(1)要有较大的比表面积要有较大的比表面积要有较大的比表面积要有较大的比表面积 单位体积填料层所具有的表面单位体积填料层所具有的表面单位体积填料层所具有的表面单位体积填料层所具有的表面积称为填料的比表面积，用积称为填料的比表面积，用积称为填料的比表面积，用积称为填料的比表面积，用 表示，单位为表示，单位为表示，单位为表示，单位为mm2 2mm3 3。填料的。填料的。填料的。填料的表面只有被流体的液相所润湿，才能构成有效的

41、传质面积。表面只有被流体的液相所润湿，才能构成有效的传质面积。表面只有被流体的液相所润湿，才能构成有效的传质面积。表面只有被流体的液相所润湿，才能构成有效的传质面积。因此，还要求填料有良好的润湿性及有利于液体均匀分布的因此，还要求填料有良好的润湿性及有利于液体均匀分布的因此，还要求填料有良好的润湿性及有利于液体均匀分布的因此，还要求填料有良好的润湿性及有利于液体均匀分布的形状。形状。形状。形状。(2)(2)要求有较高的空隙率要求有较高的空隙率要求有较高的空隙率要求有较高的空隙率 单位体积填料所具有的空隙体单位体积填料所具有的空隙体单位体积填料所具有的空隙体单位体积填料所具有的空隙体积称为填料的

42、空隙率积称为填料的空隙率积称为填料的空隙率积称为填料的空隙率，用，用，用，用 表示，单位为表示，单位为表示，单位为表示，单位为mm3 3mm3 3。一般说填。一般说填。一般说填。一般说填料的空隙率多在料的空隙率多在料的空隙率多在料的空隙率多在0.450.450.950.95范围内，当范围内，当范围内，当范围内，当 较高时，气、液通过较高时，气、液通过较高时，气、液通过较高时，气、液通过能力大且气流阻力小，操作弹性范围较宽。能力大且气流阻力小，操作弹性范围较宽。能力大且气流阻力小，操作弹性范围较宽。能力大且气流阻力小，操作弹性范围较宽。(3)(3)经济、实用及可靠经济、实用及可靠经济、实用及可靠

43、经济、实用及可靠 要求填料单位体积的质量轻、造要求填料单位体积的质量轻、造要求填料单位体积的质量轻、造要求填料单位体积的质量轻、造价低、坚固耐用、不易堵塞、有足够的机构强度、对于气液价低、坚固耐用、不易堵塞、有足够的机构强度、对于气液价低、坚固耐用、不易堵塞、有足够的机构强度、对于气液价低、坚固耐用、不易堵塞、有足够的机构强度、对于气液两相介质都具有良好的化学稳定性。两相介质都具有良好的化学稳定性。两相介质都具有良好的化学稳定性。两相介质都具有良好的化学稳定性。上述各项条件，未必为各种填料所兼备，在实际应用时，上述各项条件，未必为各种填料所兼备，在实际应用时，上述各项条件，未必为各种填料所兼备

44、，在实际应用时，上述各项条件，未必为各种填料所兼备，在实际应用时，可以依照具体情况选定。可以依照具体情况选定。可以依照具体情况选定。可以依照具体情况选定。 (2)填料类型填料类型填料的种类很多，大致可分为填料的种类很多，大致可分为实体填料实体填料与与网体网体填料填料两大类。两大类。实体填料包括环形填料实体填料包括环形填料( (如拉西环、鲍尔环和如拉西环、鲍尔环和阶梯环阶梯环) )，鞍型填料，鞍型填料( (如弧鞍、矩鞍如弧鞍、矩鞍) )，栅板填，栅板填料以及波纹填料等以及由陶瓷、金属、塑料料以及波纹填料等以及由陶瓷、金属、塑料等材质制成的填料。等材质制成的填料。网体填料主要是由金属丝网制成的填料

45、，如鞍网体填料主要是由金属丝网制成的填料，如鞍形网、形网、网、波纹网等。网、波纹网等。3湍球塔湍球塔湍湍湍湍 球球球球 塔塔塔塔 首首首首 先先先先 出出出出 现现现现 于于于于19591959年年年年的的的的美美美美国国国国专专专专利利利利报报报报道道道道，逐逐逐逐步步步步得得得得到到到到发发发发展展展展。目目目目前前前前它它它它广广广广泛泛泛泛应应应应用用用用于于于于气气气气体及气液分离工程。体及气液分离工程。体及气液分离工程。体及气液分离工程。湍湍湍湍球球球球塔塔塔塔又又又又称称称称流流流流化化化化填填填填料料料料塔塔塔塔，实实实实际际际际上上上上是是是是填填填填料料料料塔塔塔塔的的的的

46、一一一一种种种种特特特特殊殊殊殊结结结结构构构构形形形形式式式式。在在在在设设设设计计计计上上上上与与与与普普普普通通通通填填填填料料料料塔塔塔塔没没没没有有有有根根根根本本本本的的的的区区区区别别别别结结结结构。构。构。构。1）结构）结构湍球塔是湍球塔是一种特殊一种特殊的气的气-液液-固固三相流化三相流化床床。主要。主要结构包括结构包括以下六个以下六个部分：部分：动画动画演示演示2）工作原理与流程）工作原理与流程湍球塔是一种高效的传质、吸收设备。湍球塔是一种高效的传质、吸收设备。工工作作原原理理：当当气气流流通通过过筛筛板板时时，小小球球在在塔塔内内湍湍动动旋旋转转，相相互互碰碰撞撞，吸吸收

47、收剂剂自自上上向向下下喷喷淋淋，润湿小球表面，进行吸收。润湿小球表面，进行吸收。 工工作作流流程程：脱脱硫硫吸吸收收液液从从塔塔顶顶均均匀匀流流下下，润润湿湿湍湍球球表表面面，二二氧氧化化硫硫和和空空气气按按一一定定比比例例在在缓缓冲冲瓶瓶中中充充分分混混合合由由塔塔的的下下部部进进入入湍湍球球塔塔，在在一一定定气气流流速速度度下下，使使湍湍球球处处于于均均匀匀流流态态化化状状态态，模模拟拟烟烟气气和和吸吸收收液液在在湍湍球球表表面面逆逆向向接接触触，发发生生化化学学反反应应，完完成成传传质质和和吸吸收收过过程程。净化后的烟气经除雾后排出湍球塔。净化后的烟气经除雾后排出湍球塔。3 3）优点、缺

48、点）优点、缺点）优点、缺点）优点、缺点优点：是气流速度高、处理能力大、设备体积小、优点：是气流速度高、处理能力大、设备体积小、优点：是气流速度高、处理能力大、设备体积小、优点：是气流速度高、处理能力大、设备体积小、吸收效率高。同样气速下，其压降比填料塔小。吸收效率高。同样气速下，其压降比填料塔小。吸收效率高。同样气速下，其压降比填料塔小。吸收效率高。同样气速下，其压降比填料塔小。缺点：缺点：缺点：缺点：（1 1）是随小球的运动，有一定程度的是随小球的运动，有一定程度的是随小球的运动，有一定程度的是随小球的运动，有一定程度的返混返混返混返混，塑料小，塑料小，塑料小，塑料小球不能承受高温，易磨损，

49、需经常更换。球不能承受高温，易磨损，需经常更换。球不能承受高温，易磨损，需经常更换。球不能承受高温，易磨损，需经常更换。 （2 2）当塔径较大或静止床层较高时，会出现填料球）当塔径较大或静止床层较高时，会出现填料球）当塔径较大或静止床层较高时，会出现填料球）当塔径较大或静止床层较高时，会出现填料球的的的的流态化不均匀流态化不均匀流态化不均匀流态化不均匀现象，有时甚至把球吹到栅板的一现象，有时甚至把球吹到栅板的一现象，有时甚至把球吹到栅板的一现象，有时甚至把球吹到栅板的一隅造成气流短路，从而恶化了传质。此时可将上下隅造成气流短路，从而恶化了传质。此时可将上下隅造成气流短路，从而恶化了传质。此时可

50、将上下隅造成气流短路，从而恶化了传质。此时可将上下栅板之间的空间用纵向隔板分隔成方形、矩形或扇栅板之间的空间用纵向隔板分隔成方形、矩形或扇栅板之间的空间用纵向隔板分隔成方形、矩形或扇栅板之间的空间用纵向隔板分隔成方形、矩形或扇形的小空间。形的小空间。形的小空间。形的小空间。（3 3）湍球塔的另一个缺点是）湍球塔的另一个缺点是）湍球塔的另一个缺点是）湍球塔的另一个缺点是雾沫夹带严重雾沫夹带严重雾沫夹带严重雾沫夹带严重，主要原，主要原，主要原，主要原因是它所使用的气速大因是它所使用的气速大因是它所使用的气速大因是它所使用的气速大( (有时高达有时高达有时高达有时高达10m10ms)s)。这种情。这

51、种情。这种情。这种情况下可把塔体做成上大下小的锥形，使塔内气体流况下可把塔体做成上大下小的锥形，使塔内气体流况下可把塔体做成上大下小的锥形，使塔内气体流况下可把塔体做成上大下小的锥形，使塔内气体流速到塔顶时逐渐减小到速到塔顶时逐渐减小到速到塔顶时逐渐减小到速到塔顶时逐渐减小到1 12m2ms s。 4）适用湍球塔被推荐用于处理含颗粒物的气体或湍球塔被推荐用于处理含颗粒物的气体或液体以及可能发生结晶的过程。在这种塔液体以及可能发生结晶的过程。在这种塔中，由于小球剧烈湍动，不易被固体颗粒中，由于小球剧烈湍动，不易被固体颗粒堵塞，因此，目前有人用于同时除尘、脱堵塞，因此，目前有人用于同时除尘、脱硫的

52、试验中。硫的试验中。4 板式塔板式塔，是在塔体板式塔，是在塔体内设置一层层的板内设置一层层的板作为气液接触元件。作为气液接触元件。1）结构）结构主要由圆柱形壳体、主要由圆柱形壳体、塔板、溢流堰、降塔板、溢流堰、降液管及受液盘等部液管及受液盘等部件构成。件构成。 板式塔的结构板式塔的结构塔壳体；塔板；溢流堰；塔壳体；塔板；溢流堰；受液盘；降液管受液盘；降液管2）工作原理与流程）工作原理与流程板式塔是在圆柱形壳体内按一定间距水平板式塔是在圆柱形壳体内按一定间距水平设置若干层塔板，液体靠重力作用自上而设置若干层塔板，液体靠重力作用自上而下流经各层板后从塔底排出，各层塔板上下流经各层板后从塔底排出，各

53、层塔板上保持有一定厚度的流动液层，气体则在压保持有一定厚度的流动液层，气体则在压强差的推动下，自塔底向上依次穿过各塔强差的推动下，自塔底向上依次穿过各塔板上的液层上升至塔顶排出。气液在塔内板上的液层上升至塔顶排出。气液在塔内逐板接触进行质、热交换，两相的组成沿逐板接触进行质、热交换，两相的组成沿塔高呈阶跃式变化。塔高呈阶跃式变化。动画示例动画示例3 3）塔板类型及结构特点）塔板类型及结构特点）塔板类型及结构特点）塔板类型及结构特点（1 1）塔板上的气液接触元件）塔板上的气液接触元件）塔板上的气液接触元件）塔板上的气液接触元件气液接触元件是使气体通过塔板时将其均匀分散在气液接触元件是使气体通过塔

54、板时将其均匀分散在气液接触元件是使气体通过塔板时将其均匀分散在气液接触元件是使气体通过塔板时将其均匀分散在液层中进行传质的气体分布装置。液层中进行传质的气体分布装置。液层中进行传质的气体分布装置。液层中进行传质的气体分布装置。它可采用它可采用它可采用它可采用塔板上开筛孔塔板上开筛孔塔板上开筛孔塔板上开筛孔( (如筛板塔如筛板塔如筛板塔如筛板塔) )，或在，或在，或在，或在塔板上开塔板上开塔板上开塔板上开大孔再在孔上覆以具有多种结构大孔再在孔上覆以具有多种结构大孔再在孔上覆以具有多种结构大孔再在孔上覆以具有多种结构特点的元件的方式特点的元件的方式特点的元件的方式特点的元件的方式( (如泡罩塔、浮

55、阀塔等如泡罩塔、浮阀塔等如泡罩塔、浮阀塔等如泡罩塔、浮阀塔等) )。当气体通过这些元件时，被分散成为许多小股气流，当气体通过这些元件时，被分散成为许多小股气流，当气体通过这些元件时，被分散成为许多小股气流，当气体通过这些元件时，被分散成为许多小股气流，这些气流在液层中鼓泡，使气液剧烈湍动，形成气这些气流在液层中鼓泡，使气液剧烈湍动，形成气这些气流在液层中鼓泡，使气液剧烈湍动，形成气这些气流在液层中鼓泡，使气液剧烈湍动，形成气液接触界面，促进传质过程的进行。气液接触元件液接触界面，促进传质过程的进行。气液接触元件液接触界面，促进传质过程的进行。气液接触元件液接触界面，促进传质过程的进行。气液接触

56、元件是塔板形式最基本的特征，也往往作为塔板分类的是塔板形式最基本的特征，也往往作为塔板分类的是塔板形式最基本的特征，也往往作为塔板分类的是塔板形式最基本的特征，也往往作为塔板分类的标志。标志。标志。标志。如图所示为三种最典型的气液接触元件所构成的塔如图所示为三种最典型的气液接触元件所构成的塔如图所示为三种最典型的气液接触元件所构成的塔如图所示为三种最典型的气液接触元件所构成的塔板。板。板。板。（2）塔板分类）塔板分类塔板可分为有塔板可分为有降液管式塔板降液管式塔板（也称（也称溢溢流式塔板流式塔板或错流式塔板）及或错流式塔板）及无降液管无降液管式塔板式塔板（也称穿流式塔板或逆流式塔（也称穿流式塔

57、板或逆流式塔板）两类板）两类.在工业生产中，以有降液管式塔板应在工业生产中，以有降液管式塔板应用最为广泛用最为广泛.（2 2）有溢流和无溢流塔板）有溢流和无溢流塔板）有溢流和无溢流塔板）有溢流和无溢流塔板在塔内，液体在重力作用下由上向下流动，但它在塔在塔内，液体在重力作用下由上向下流动，但它在塔在塔内，液体在重力作用下由上向下流动，但它在塔在塔内，液体在重力作用下由上向下流动，但它在塔板上与气体接触传质时，可采取有溢流和无溢流两种板上与气体接触传质时，可采取有溢流和无溢流两种板上与气体接触传质时，可采取有溢流和无溢流两种板上与气体接触传质时，可采取有溢流和无溢流两种流动方式流动方式流动方式流动

58、方式如图如图如图如图所示，在有溢流塔板上，液体由上一块塔板的降所示，在有溢流塔板上，液体由上一块塔板的降所示，在有溢流塔板上，液体由上一块塔板的降所示，在有溢流塔板上，液体由上一块塔板的降液管流到下一块塔板的受液区，然后横向流过塔板，液管流到下一块塔板的受液区，然后横向流过塔板，液管流到下一块塔板的受液区，然后横向流过塔板，液管流到下一块塔板的受液区，然后横向流过塔板，与自塔板小孔中上升的气流接触传质后，进入此块塔与自塔板小孔中上升的气流接触传质后，进入此块塔与自塔板小孔中上升的气流接触传质后，进入此块塔与自塔板小孔中上升的气流接触传质后，进入此块塔板的降液管中流往下块塔板。在塔板上，气液呈错

59、流板的降液管中流往下块塔板。在塔板上，气液呈错流板的降液管中流往下块塔板。在塔板上，气液呈错流板的降液管中流往下块塔板。在塔板上，气液呈错流方式接触。方式接触。方式接触。方式接触。这种塔板的效率高，具有一定操作弹性，生产上广为这种塔板的效率高，具有一定操作弹性，生产上广为这种塔板的效率高，具有一定操作弹性，生产上广为这种塔板的效率高，具有一定操作弹性，生产上广为应用。应用。应用。应用。如图如图如图如图，在无溢流塔板上，气液两相逆向通过塔板上的，在无溢流塔板上，气液两相逆向通过塔板上的，在无溢流塔板上，气液两相逆向通过塔板上的，在无溢流塔板上，气液两相逆向通过塔板上的小孔，气体在塔板上的液层中鼓

60、泡，液体则直接由小小孔，气体在塔板上的液层中鼓泡，液体则直接由小小孔，气体在塔板上的液层中鼓泡，液体则直接由小小孔，气体在塔板上的液层中鼓泡，液体则直接由小孔下落，没有降液管和溢流堰，板上液层高度靠气体孔下落，没有降液管和溢流堰，板上液层高度靠气体孔下落，没有降液管和溢流堰，板上液层高度靠气体孔下落，没有降液管和溢流堰，板上液层高度靠气体托住。塔板上开孔有采用格栅条、大直径筛孔等方式。托住。塔板上开孔有采用格栅条、大直径筛孔等方式。托住。塔板上开孔有采用格栅条、大直径筛孔等方式。托住。塔板上开孔有采用格栅条、大直径筛孔等方式。这种塔板的鼓泡面积所占的比例大，塔板面积利用率这种塔板的鼓泡面积所占

61、的比例大，塔板面积利用率这种塔板的鼓泡面积所占的比例大，塔板面积利用率这种塔板的鼓泡面积所占的比例大，塔板面积利用率高，结构简单，处理能力大，但它的操作弹性较小，高，结构简单，处理能力大，但它的操作弹性较小，高，结构简单，处理能力大，但它的操作弹性较小，高，结构简单，处理能力大，但它的操作弹性较小，生产上采用较少。生产上采用较少。生产上采用较少。生产上采用较少。 （1 1）泡罩塔板：）泡罩塔板：）泡罩塔板：）泡罩塔板：工业上应用最早的塔板，其结构工业上应用最早的塔板，其结构工业上应用最早的塔板，其结构工业上应用最早的塔板，其结构如图如图如图如图所示，它主所示，它主所示，它主所示，它主要由升气管

62、及泡罩构成。泡罩安装在升气管的顶要由升气管及泡罩构成。泡罩安装在升气管的顶要由升气管及泡罩构成。泡罩安装在升气管的顶要由升气管及泡罩构成。泡罩安装在升气管的顶部，分圆形和条形两种，以前者使用较广。泡罩部，分圆形和条形两种，以前者使用较广。泡罩部，分圆形和条形两种，以前者使用较广。泡罩部，分圆形和条形两种，以前者使用较广。泡罩有有有有 8080、 100100、 150mm150mm三种尺寸，可根据塔径三种尺寸，可根据塔径三种尺寸，可根据塔径三种尺寸，可根据塔径的大小选择。泡罩的下部周边开有很多齿缝，齿的大小选择。泡罩的下部周边开有很多齿缝，齿的大小选择。泡罩的下部周边开有很多齿缝，齿的大小选择

63、。泡罩的下部周边开有很多齿缝，齿缝一般为三角形、矩形或梯形。泡罩在塔板上为缝一般为三角形、矩形或梯形。泡罩在塔板上为缝一般为三角形、矩形或梯形。泡罩在塔板上为缝一般为三角形、矩形或梯形。泡罩在塔板上为正三角形排列。正三角形排列。正三角形排列。正三角形排列。 操作时，液体横向流过塔板，靠溢流堰保持板上操作时，液体横向流过塔板，靠溢流堰保持板上操作时，液体横向流过塔板，靠溢流堰保持板上操作时，液体横向流过塔板，靠溢流堰保持板上有一定厚度的液层，齿缝浸没于液层之中而形成有一定厚度的液层，齿缝浸没于液层之中而形成有一定厚度的液层，齿缝浸没于液层之中而形成有一定厚度的液层，齿缝浸没于液层之中而形成液封。

64、升气管的顶部应高于泡罩齿缝的上沿，以液封。升气管的顶部应高于泡罩齿缝的上沿，以液封。升气管的顶部应高于泡罩齿缝的上沿，以液封。升气管的顶部应高于泡罩齿缝的上沿，以防止液体从中漏下。上升气体通过齿缝进入液层防止液体从中漏下。上升气体通过齿缝进入液层防止液体从中漏下。上升气体通过齿缝进入液层防止液体从中漏下。上升气体通过齿缝进入液层时，被分散成许多细小的气泡或流股，在板上形时，被分散成许多细小的气泡或流股，在板上形时，被分散成许多细小的气泡或流股，在板上形时，被分散成许多细小的气泡或流股，在板上形成鼓泡层，为气液两相的传热和传质提供大量的成鼓泡层，为气液两相的传热和传质提供大量的成鼓泡层，为气液两

65、相的传热和传质提供大量的成鼓泡层，为气液两相的传热和传质提供大量的界面界面界面界面 泡罩塔板的优缺点：泡罩塔板的优缺点：优点：是操作弹性较大，塔板不易堵塞；优点：是操作弹性较大，塔板不易堵塞；缺点：结构复杂、造价高，板上液层厚，塔缺点：结构复杂、造价高，板上液层厚，塔板压降大，生产能力及板效率较低。板压降大，生产能力及板效率较低。泡罩塔板已逐渐被筛板、浮阀塔板所取代，泡罩塔板已逐渐被筛板、浮阀塔板所取代，在新建塔设备中已很少采用。在新建塔设备中已很少采用。（2）筛孔塔板简称筛板）筛孔塔板简称筛板如图如图所示。塔板上开有许多均匀的小孔，孔所示。塔板上开有许多均匀的小孔，孔径一般为径一般为38mm

66、。筛孔在塔板上为正三角。筛孔在塔板上为正三角形排列。塔板上设置溢流堰，使板上能保持形排列。塔板上设置溢流堰，使板上能保持一定厚度的液层。一定厚度的液层。操作时，气体经筛孔分散成小股气流，鼓泡操作时，气体经筛孔分散成小股气流，鼓泡通过液层，气液间密切接触而进行传热和传通过液层，气液间密切接触而进行传热和传质。在正常的操作条件下，质。在正常的操作条件下，通过筛孔上升的通过筛孔上升的气流，应能阻止液体经筛孔向下泄漏气流，应能阻止液体经筛孔向下泄漏。筛板优缺点：筛板优缺点：优点：优点：是结构简单、造价低，板上液面落差小，是结构简单、造价低，板上液面落差小，气体压降低，生产能力大，传质效率高。气体压降低

67、，生产能力大，传质效率高。缺点：缺点：是筛孔易堵塞，不宜处理易结焦、粘度大是筛孔易堵塞，不宜处理易结焦、粘度大的物料。的物料。（3）浮阀塔板）浮阀塔板具有泡罩塔板和筛孔塔板的优点，应用广泛。具有泡罩塔板和筛孔塔板的优点，应用广泛。浮阀的类型很多，国内常用的有浮阀的类型很多，国内常用的有F1型、型、V-4型及型及T型等。型等。浮阀塔板的结构特点是在塔板上开有若干个浮阀塔板的结构特点是在塔板上开有若干个阀孔，每个阀孔装有一个可上下浮动的阀片，阀孔，每个阀孔装有一个可上下浮动的阀片，阀片本身连有几个阀腿，插入阀孔后将阀腿阀片本身连有几个阀腿，插入阀孔后将阀腿底脚拨转底脚拨转90，以限制阀片升起的最大

68、高度，以限制阀片升起的最大高度，并防止阀片被气体吹走。并防止阀片被气体吹走。动画实例动画实例浮阀塔板的优缺点：浮阀塔板的优缺点：优点：是结构简单、造价低，生产能力大，优点：是结构简单、造价低，生产能力大，操作弹性大，塔板效率较高。操作弹性大，塔板效率较高。缺点：是处理易结焦、高粘度的物料时，缺点：是处理易结焦、高粘度的物料时，阀片易与塔板粘结；在操作过程中有时会阀片易与塔板粘结；在操作过程中有时会发生阀片脱落或卡死等现象，使塔板效率发生阀片脱落或卡死等现象，使塔板效率和操作弹性下降。和操作弹性下降。（4）喷射型塔板）喷射型塔板上几种塔板，气体是以鼓泡或泡沫状态和液体接上几种塔板，气体是以鼓泡或

69、泡沫状态和液体接触，当气体垂直向上穿过液层时，使分散形成的触，当气体垂直向上穿过液层时，使分散形成的液滴或泡沫具有一定向上的初速度。若气速过高，液滴或泡沫具有一定向上的初速度。若气速过高，会造成较为严重的液沫夹带，使塔板效率下降，会造成较为严重的液沫夹带，使塔板效率下降，因而生产能力受到一定的限制。因而生产能力受到一定的限制。喷射型塔板包括：喷射型塔板包括： （a）舌型塔板）舌型塔板舌型塔板在塔板上冲出许多舌孔，方向朝塔板液舌型塔板在塔板上冲出许多舌孔，方向朝塔板液体流出口一侧张开。舌片与板面成一定的角度，体流出口一侧张开。舌片与板面成一定的角度，有有18、20、25三种（一般为三种（一般为2

70、0），舌片尺寸），舌片尺寸有有5050mm和和2525mm两种。舌孔按正三角形两种。舌孔按正三角形排列，塔板的液体流出口一侧不设溢流堰，只保排列，塔板的液体流出口一侧不设溢流堰，只保留降液管，降液管截面积要比一般塔板设计得大留降液管，降液管截面积要比一般塔板设计得大些。些。如下图。如下图。操作时，上升的气流沿舌片喷出，其喷出速度可操作时，上升的气流沿舌片喷出，其喷出速度可达达2030m/s。当液体流过每排舌孔时，即被喷。当液体流过每排舌孔时，即被喷出的气流强烈扰动而形成液沫，被斜向喷射到液出的气流强烈扰动而形成液沫，被斜向喷射到液层上方，喷射的液流冲至降液管上方的塔壁后流层上方，喷射的液流冲至

71、降液管上方的塔壁后流入降液管中，流到下一层塔板。入降液管中，流到下一层塔板。舌型塔板的优缺点：舌型塔板的优缺点：优点是：生产能力大，塔板压降低，传质优点是：生产能力大，塔板压降低，传质效率较高；效率较高；缺点是：操作弹性较小，气体喷射作用易缺点是：操作弹性较小，气体喷射作用易使降液管中的液体夹带气泡流到下层塔板，使降液管中的液体夹带气泡流到下层塔板，从而降低塔板效率。从而降低塔板效率。（b）浮舌塔板）浮舌塔板与舌型塔板相比，浮舌塔板的结构特点是与舌型塔板相比，浮舌塔板的结构特点是其舌片可上下浮动。其舌片可上下浮动。浮舌塔板兼有浮阀塔板和固定舌型塔板的浮舌塔板兼有浮阀塔板和固定舌型塔板的特点，具

72、有处理能力大、压降低、操作弹特点，具有处理能力大、压降低、操作弹性大等优点，特别适宜于热敏性物系的减性大等优点，特别适宜于热敏性物系的减压分离过程压分离过程(动画演示动画演示)。5）板式塔的分类）板式塔的分类有降液管式板式塔主要分为以下几种类型：有降液管式板式塔主要分为以下几种类型：泡罩塔泡罩塔筛板塔筛板塔浮阀塔浮阀塔5喷洒吸收器喷洒吸收器1）空心喷洒吸收器：此种吸收器亦称为喷）空心喷洒吸收器：此种吸收器亦称为喷嘴式喷洒吸收器，也即喷淋塔。嘴式喷洒吸收器，也即喷淋塔。下图为几种空心喷洒吸收器的示意图。下图为几种空心喷洒吸收器的示意图。气体通常自下而上运动。液体则由装在塔顶气体通常自下而上运动。

73、液体则由装在塔顶的喷洒器呈喇叭状垂直向下喷洒或与水平面的喷洒器呈喇叭状垂直向下喷洒或与水平面成一定角度喷洒。当塔体较高时，常将喷洒成一定角度喷洒。当塔体较高时，常将喷洒器分层放置。喷洒方向可以是自上而下地直器分层放置。喷洒方向可以是自上而下地直喷或斜喷。也可采取自下而上地喷洒或组合喷或斜喷。也可采取自下而上地喷洒或组合喷洒式。喷洒式。空心喷洒式吸收器的优缺点：空心喷洒式吸收器的优缺点：优点：是结构简单、选价低廉、具有很低的优点：是结构简单、选价低廉、具有很低的流体压降，并能用于吸收被玷污严重的气体流体压降，并能用于吸收被玷污严重的气体缺点：效率低。缺点：效率低。空心喷洒吸收器中的两相接触表面积

74、与喷淋空心喷洒吸收器中的两相接触表面积与喷淋密度成正比，如果喷洒密度太低，其工作状密度成正比，如果喷洒密度太低，其工作状态是不能令人满意的。因此，此喷洒吸收器态是不能令人满意的。因此，此喷洒吸收器通常采用液体循环流程，使喷淋密度一般不通常采用液体循环流程，使喷淋密度一般不低于低于1020m3(m2h)。2）高气速并流式喷洒吸收器）高气速并流式喷洒吸收器这类吸收器大致又可分为三类：这类吸收器大致又可分为三类：第一类，液体喷洒出来时是以液流或液膜第一类，液体喷洒出来时是以液流或液膜的方式流动的，这一类吸收器的工作体积的方式流动的，这一类吸收器的工作体积通常是有文丘里管的式样，因此这类吸收通常是有文

75、丘里管的式样，因此这类吸收器常称做文丘里器常称做文丘里吸收吸收器。器。 文丘里吸收器文丘里吸收器文丘里吸收器是近代高效率吸收器之一。通常用文丘里吸收器是近代高效率吸收器之一。通常用文丘里吸收器是近代高效率吸收器之一。通常用文丘里吸收器是近代高效率吸收器之一。通常用在高温烟气的降温和除尘上，也用在有害气体的在高温烟气的降温和除尘上，也用在有害气体的在高温烟气的降温和除尘上，也用在有害气体的在高温烟气的降温和除尘上，也用在有害气体的洗涤上，其结构如图所示，它是由收缩管、喉管洗涤上，其结构如图所示，它是由收缩管、喉管洗涤上，其结构如图所示，它是由收缩管、喉管洗涤上，其结构如图所示，它是由收缩管、喉管

76、和扩散管组成的和扩散管组成的和扩散管组成的和扩散管组成的文丘里洗涤器的工作原理是：气体由进气文丘里洗涤器的工作原理是：气体由进气管进入收缩管后，流速逐渐增大，气体的管进入收缩管后，流速逐渐增大，气体的静压能逐渐转变为动能，在喉管入口处气静压能逐渐转变为动能，在喉管入口处气速达到最大，一般为速达到最大，一般为50180ms。吸收液通过喉管周边的均匀分布的喷嘴进吸收液通过喉管周边的均匀分布的喷嘴进入，液滴被高速气体雾化和加速，通过液入，液滴被高速气体雾化和加速，通过液滴的雾化和加速，实现气液充分接触，气滴的雾化和加速，实现气液充分接触，气体中的溶质迅速被吸收液所吸收。体中的溶质迅速被吸收液所吸收。

77、为了使液滴充分雾化，以尽可能扩大气液为了使液滴充分雾化，以尽可能扩大气液接触面积，气流入口速度的选择要考虑气接触面积，气流入口速度的选择要考虑气体和吸收液的性质以及对吸收效率的要求，体和吸收液的性质以及对吸收效率的要求，并尽可能地降低压力损失。并尽可能地降低压力损失。第二类是气液并流上升的吸收器，无喷嘴的第二类是气液并流上升的吸收器，无喷嘴的文丘里吸收器可以作为这一类设备的典型代文丘里吸收器可以作为这一类设备的典型代表。表。如图如图(a)所示。其特点是液体被进入渐缩管的所示。其特点是液体被进入渐缩管的气体抽吸到渐缩管中。气体抽吸到渐缩管中。这类吸收器中文丘里管截面可以是矩形的，这类吸收器中文丘

78、里管截面可以是矩形的，若处理气体量较大，可以并联几个文丘里管，若处理气体量较大，可以并联几个文丘里管，如图如图(b)所示。可以不用泵实现液体再循环，所示。可以不用泵实现液体再循环，如图如图(c)所示。所示。第第第第三三三三类类类类是是是是用用用用高高高高速速速速气气气气流流流流冲冲冲冲出出出出液液液液面面面面实实实实现现现现液液液液体体体体喷喷喷喷洒洒洒洒的的的的设设设设备备备备，道道道道尔尔尔尔(Doyle)(Doyle)洗洗洗洗涤涤涤涤原原原原理理理理如如如如图图图图所所所所示示示示。气气气气流流流流喷喷喷喷射射射射速速速速度度度度为为为为151520m20ms s，液液液液体体体体一一一

79、一般般般般低低低低于于于于喷喷喷喷头头头头底底底底边边边边101020mm20mm，气流压降约为，气流压降约为，气流压降约为，气流压降约为1.5kPa1.5kPa。 附录附录吸收有害气体的植物吸收有害气体的植物仙人掌、吊兰、扶郎花（又名非洲菊）、芦苇、仙人掌、吊兰、扶郎花（又名非洲菊）、芦苇、常春藤、铁树、菊花等可以吸收甲醛；常春藤、铁树、菊花等可以吸收甲醛；常春藤、铁树、菊花等可以消除二甲苯常春藤、铁树、菊花等可以消除二甲苯龟背竹龟背竹: :又名龟背蕉、蓬来蕉、电线莲、透龙又名龟背蕉、蓬来蕉、电线莲、透龙掌，常绿藤本植物。花谚说，掌，常绿藤本植物。花谚说，“龟背竹本领强，龟背竹本领强，二氧化

80、碳一扫光二氧化碳一扫光”，它夜间有很强的吸收二氧，它夜间有很强的吸收二氧化碳的特点，比其它花卉高化碳的特点，比其它花卉高6 6倍以上。倍以上。美人蕉美人蕉: :又名红花蕉、苞米花、凤尾花、宽心又名红花蕉、苞米花、凤尾花、宽心姜。花谚说，姜。花谚说，“美人蕉抗性强，二氧化硫它能美人蕉抗性强，二氧化硫它能降降”，它对二氧化硫有很强的吸收性能。，它对二氧化硫有很强的吸收性能。石榴石榴石榴石榴: : : :又名安石榴、海石榴、丹若。花谚说，又名安石榴、海石榴、丹若。花谚说，又名安石榴、海石榴、丹若。花谚说，又名安石榴、海石榴、丹若。花谚说，“花花花花石榴红似火，既观花又观果，空气含铅别想躲石榴红似火，

81、既观花又观果，空气含铅别想躲石榴红似火，既观花又观果，空气含铅别想躲石榴红似火，既观花又观果，空气含铅别想躲”，室内摆一两盆石榴，能降低空气中的含铅量。室内摆一两盆石榴，能降低空气中的含铅量。室内摆一两盆石榴，能降低空气中的含铅量。室内摆一两盆石榴，能降低空气中的含铅量。石竹石竹石竹石竹: : : :又名洛阳花、草石竹，多年生草本植物，石又名洛阳花、草石竹，多年生草本植物，石又名洛阳花、草石竹，多年生草本植物，石又名洛阳花、草石竹，多年生草本植物，石竹种类很多，夏秋开花。花谚说，竹种类很多，夏秋开花。花谚说，竹种类很多，夏秋开花。花谚说，竹种类很多，夏秋开花。花谚说，“草石竹铁肚量，草石竹铁肚

82、量，草石竹铁肚量，草石竹铁肚量，能把毒气打扫光能把毒气打扫光能把毒气打扫光能把毒气打扫光”，它有吸收二氧化硫和氯化物的，它有吸收二氧化硫和氯化物的，它有吸收二氧化硫和氯化物的，它有吸收二氧化硫和氯化物的本领，凡有类似气体的地方，均可以种植石竹。本领，凡有类似气体的地方，均可以种植石竹。本领，凡有类似气体的地方，均可以种植石竹。本领，凡有类似气体的地方，均可以种植石竹。海桐海桐海桐海桐: : : :海桐又名宝珠香、七里香，为常绿灌木，夏海桐又名宝珠香、七里香，为常绿灌木，夏海桐又名宝珠香、七里香，为常绿灌木，夏海桐又名宝珠香、七里香，为常绿灌木，夏季开花，叶片嫩绿光亮，四季常青不凋。花谚说，季开

83、花，叶片嫩绿光亮，四季常青不凋。花谚说，季开花，叶片嫩绿光亮，四季常青不凋。花谚说，季开花，叶片嫩绿光亮，四季常青不凋。花谚说，“七里香降烟雾，又是隔音好植物七里香降烟雾，又是隔音好植物七里香降烟雾，又是隔音好植物七里香降烟雾，又是隔音好植物”，它能吸收光，它能吸收光，它能吸收光，它能吸收光化学烟雾，还能防尘隔音。化学烟雾，还能防尘隔音。化学烟雾，还能防尘隔音。化学烟雾，还能防尘隔音。月季、蔷薇月季、蔷薇月季、蔷薇月季、蔷薇: : : :花谚说，花谚说，花谚说，花谚说，“月季蔷薇肚量大，吞进毒月季蔷薇肚量大，吞进毒月季蔷薇肚量大，吞进毒月季蔷薇肚量大，吞进毒气能消化气能消化气能消化气能消化”，

84、这两种花卉较多地吸收硫化氢、氟，这两种花卉较多地吸收硫化氢、氟，这两种花卉较多地吸收硫化氢、氟，这两种花卉较多地吸收硫化氢、氟化氢、苯酚、乙醚等有害气体，减少这些气体的化氢、苯酚、乙醚等有害气体，减少这些气体的化氢、苯酚、乙醚等有害气体，减少这些气体的化氢、苯酚、乙醚等有害气体，减少这些气体的污染。污染。污染。污染。雏菊、万年青雏菊、万年青雏菊、万年青雏菊、万年青: : : :雏菊又名延命菊、春菊、小雅菊、雏菊又名延命菊、春菊、小雅菊、雏菊又名延命菊、春菊、小雅菊、雏菊又名延命菊、春菊、小雅菊、玻璃菊、马兰头花。花谚说，玻璃菊、马兰头花。花谚说，玻璃菊、马兰头花。花谚说，玻璃菊、马兰头花。花谚

85、说，“雏菊万年青，除雏菊万年青，除雏菊万年青，除雏菊万年青，除污染打先锋污染打先锋污染打先锋污染打先锋”，这两种植物可有效地除去三氟乙，这两种植物可有效地除去三氟乙，这两种植物可有效地除去三氟乙，这两种植物可有效地除去三氟乙烯的污染。烯的污染。烯的污染。烯的污染。菊花、铁树、生长藤菊花、铁树、生长藤菊花、铁树、生长藤菊花、铁树、生长藤: : : :花谚说，花谚说，花谚说，花谚说，“菊花铁树生长藤，菊花铁树生长藤，菊花铁树生长藤，菊花铁树生长藤，能把苯气吸干净能把苯气吸干净能把苯气吸干净能把苯气吸干净”，这三种花卉，都有吸苯的本，这三种花卉，都有吸苯的本，这三种花卉，都有吸苯的本，这三种花卉，都有吸苯的本领，可以减少苯的污染。领，可以减少苯的污染。领，可以减少苯的污染。领，可以减少苯的污染。吊兰、芦荟吊兰、芦荟吊兰、芦荟吊兰、芦荟: : : :花谚说，花谚说，花谚说，花谚说，“吊兰芦荟是强手，甲醛吓吊兰芦荟是强手，甲醛吓吊兰芦荟是强手，甲醛吓吊兰芦荟是强手，甲醛吓得躲着走得躲着走得躲着走得躲着走”，这两种花卉可消除甲醛的污染，使，这两种花卉可消除甲醛的污染，使，这两种花卉可消除甲醛的污染，使，这两种花卉可消除甲醛的污染，使空气净化。空气净化。空气净化。空气净化。115115