吸收的概念化工原理
化工原理第九章 吸收
p
* A
cA H
或
cA* HpA
H——溶解度系数 ，单位：kmol/m3·Pa或kmol/m3·atm。
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。
溶解度系数H与亨利系数E间的关系
pA*
cA H
,
pA*
ExA, xA
cA c
E
c H
设溶液的密度为 kg / m3，浓度为 c kmol / m3 ，则
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气相： 液相：
yA
nA n
xA
nA n
yA yB yN 1 xA xB xN 1
质量分数与摩尔分数的关系：
xA
nA n
mw A
/ MA
mw A / M A mw B / MB mw N
/ MN
wA/M A
wA/M A wB/MB wN/M N
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第二节 气液相平衡
一、气体的溶解度 二、亨利定律 三、气液相平衡与吸收过程 的关系
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一、气体的溶解度
1、气体在液体中溶解度的概念
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、溶解度曲线
对于单组分物理吸收，由相律知
f c 2 322 3
2、质量比与摩尔比
质量比：混合物中某组分A的质量与惰性组分B
（不参加传质的组分）的质量之比。 wA mA mB
摩尔比：混合物中某组分的摩尔数与惰性组分摩 尔数之比。
气相：
YA
nA nB
液相： X A
nA nB
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化工原理 第六章 吸收
不同的溶质在同一个溶剂中的溶解度不同，溶解度很大的
气体称为易溶气体，溶解度很小的气体称为难溶气体；同
一个物系，在相同温度下，分压越高，则溶解度越大；而
分压一定，温度越低，则溶解度越大。这表明较高的分压
和较低的温度有利于吸收操作。在实际吸收操作过程中，
溶质在气相中的组成是一定的，可以借助于提高操作压力
.
第二节 吸收中的气液相平衡
相平衡关系随物系的性质、温度和压力而异，通常由
实验确定。图6-3是由实验得到的SO2和NH3在水中的溶解度
曲线，也称为相平衡曲线。图中横坐标为溶质组分(SO2、
NH3)在液相中的摩尔分数
x
，纵坐标为溶质组分在气相中
A
的分压 p A 。从图中可见：在相同的温度和分压条件下，
体，该值很小。
2.2注意事项
①亨利定律只适用于稀溶液,如常压下难溶或少溶气体的吸收， 否则就有偏差；
②只适用于与溶剂不发生化学反应的气体的吸收；
③溶解度系数随温度升高而降低,即T↑，H↓；
④应用于较高压强时,如5atm以上，分压应以逸度代替；
⑤为了使用方便,亨利定律可以改写成以下形式:
pA ExA, yA mxA,
图6-4 吸收平衡线
.
第二节 吸收中的气液相平衡
2.相平衡线在吸收过程中的应用 2.1判断吸收能否进行。由于溶解平衡是吸收进行的极限,所以， 在一定温度下，吸收若能进行，则气相中溶质的实际组成 Y A 必须大 于 则与过液程相反中向溶进质行含，量为成解平吸衡操时作的。组图成6-4Y中A ，的即A点YA 为 Y实A。 际若操出作现点Y,A 若 AY 点A 时位， 于平衡线的上方，则 YA为吸Y A 收过程；若A点在平衡线上,YA=YA*,体 系达平衡，吸收过程停止；当A点位于平衡线的下方时,则YA<YA*,为解 吸过程。 2.2 确定吸收推动力。显然,YA>YA*是吸收进行的必要条件，而差 值 △YA=YA-YA* 则是吸收过程的推动力，差值△YA越大，则吸收速率必 然越大。 2.3同理,若以液相为研究对象,在一定条件下,要让吸收过程能进 行,则液相中溶质的实际组成XA必须小于与实际气相中溶质含量YA成平 衡时的液相组成XA*,即XA<XA*,差值△XA=XA* -XA即为吸收过程的推动力, 该值越大,吸收速率也就越大。否则,过程必为解吸操作。
《化工原理吸收》课件
03 常用的模拟方法包括物理模型模拟、数学模型模 拟和实验模拟等。
吸收过程的优化策略
01
吸收过程的优化策略是通过调整操作条件和设备参数
来提高吸收效果的方法。
02
优化策略通常包括选择合适的吸收剂、优化操作条件
、改进设备结构和操作参数等。
增加流速可以提高溶质的 传递速率，但同时会增加 设备的投资和能耗。
04
吸收设备与流程
吸收设备的类型与特点
填料塔
结构简单，易于制造， 适用于气体流量较小、 溶液组成较低的情况。
板式塔
传质效率高，处理能力 大，适用于气体流量较 大、溶液组成较高的情
况。
喷射器
结构简单，操作方便， 适用于气体流量较小、 溶液组成较低的情况。
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溶解度与相平衡的关系
物质在气液两相中的溶解度差异是吸收过程得以进行的驱动力。
亨利定律与相平衡
亨利定律：气体在液体中的溶解度与该气体在气液界 面上的分压成正比。
输标02入题
亨利定律的数学表达式：(Henry's Law)：(c = kP)
01
03
亨利定律的应用：通过测量气体的溶解度和气液界面 上的分压，可以计算出亨利常数，进而了解物质在特
03
优化策略的目标是提高吸收效果、降低能耗和减少环
境污染等。
06
吸收的实际应用
工业废气的处理
工业废气处理
吸收法可用于处理工业生产过程中产生的废气，如硫氧化物 、氮氧化物等有害气体。通过吸收剂的吸收作用，将有害气 体转化为无害或低害物质，达到净化废气的目的。
化工原理之有关吸收的基本理论
化工原理之有关吸收的基本理论吸收是化工工艺中常用的操作之一，其基本原理是利用溶液中组分的亲和力，使其被吸附到吸收剂表面或内部而从气相或液相中去除。
本文将介绍吸收的基本原理、影响吸收效率的因素以及常用的吸收剂和吸收塔设计等方面的内容。
一、吸收原理吸收是一种质量传递过程，化学吸收可以分为气液吸收和液液吸收两种类型。
1.气液吸收气液吸收是利用气体和液体之间的相互作用，从气相中去除有害或有用的组分，使气相在液态吸收剂中被溶解或被吸附到其表面上。
气体在液体中的溶解度和化学平衡有关，也与吸收液体的物理、化学性质有关，主要包括吸收液体的pH值、粘度、表面张力、渗透性、活性、极性等。
2.液液吸收液液吸收是一种纯化分离和萃取的操作过程。
一般是利用两种不相溶的液体之间的界面质量传递过程，从一种溶液中分离、去除有害或有用的化学性质不同的组分，例如萃取精制中间体、脱色、脱酸等。
吸收过程中，液体中吸收剂与吸收物之间的反应确定了吸收的效率。
吸收反应可以分为化学吸收和物理吸收。
化学吸收是指吸收剂与dissolved phase 中的吸收物之间发生反应，例如H2SO4 与SO2 的反应：SO2 ＋H2O + 1/2O2 →H2SO4物理吸收是指吸收剂通过对分子间力的作用力将吸收物与吸收剂分子吸附在一起，例如气体分子通过范德华力来作用于吸收剂分子。
二、影响吸收效率的因素吸收效率受许多因素的影响，其中包括吸收剂的物理和化学特性、进料浓度和流量、温度、压力和气液物理化学性质等。
1.吸收剂性质吸收剂的物理和化学特性对吸收效率有着重要影响。
吸收剂的表面张力、极性、分子量和黏度等属性都会影响它与气体或液体相互作用及吸附的能力。
吸收剂的HFAC值（Henry气液分配系数）是衡量吸收效率的重要参考指标。
2.浓度和流量吸收剂的浓度和进料流量在吸收过程中扮演着关键的角色。
当进料浓度较高或流量过大时，吸附剂不能迅速吸收吸收物，从而限制了吸收过程中的质量传递速率。
化工原理吸收
(-2 27
液相： N Az D L ' cC sm (ic-c )作k业L(：ic-复c习)所讲(2 。-218 4 )
2.2.6 吸收过程的机理
1、双膜理论
(1)目的：建立传质速率方程。
(2)双膜理论 ①传质过程
②双膜理论基本论点：
1）相界面，滞流膜层，分子扩散；
2）相界面处达于平衡；
3）流体主体为湍流， dc A 0，膜层内存在 dc A 。
式中： D — 分子扩散系数，m2／s；
(2 -26)
DE一 涡流扩散系数，m2／s；
dcA/dz 一 沿z方向的浓度梯度，kmol／m4；
J — 扩散通量，kmol／(m2·s)。
DE不是物性，与湍动程度有关。
气相： N AR D G T p P B z( m- p p i)k G (- p p i)
NA不涉及传递形式。
推导NA计算式：
NA＝JA
-D
dCA dZ
- D dpA RT dZ
（2－15）
稳定过程，NA为常数。因而
dp A dZ
NA
Z
D
dZ-
pA2dpA
0
RTpA1 dZ
也是常数， 故pA～Z为直线关系。
N AR DT (A P Z -1P A)2
(2 -16
9
二、一组分通过另一停滞组分的扩散
平衡分压
p*
一、亨利(Henry)定律
P总不高，T一定， p*=E x (2-1)
x
实际浓度
说明：1、 p*、x 、E（亨利系数，压强单位 ）
推导：1m3：
2、适用于 t 一定，理想溶液。E为该 t 下纯溶质p°;
吸收的应用化工原理
吸收的应用化工原理1. 吸收的基本概念•吸收是一种分离和净化技术，用于从气相或液相中吸收目标物质。
•吸收通常通过将气体或液体与吸收剂接触，并利用化学反应或物理吸附使目标物质在吸收剂中富集。
2. 吸收的应用领域•吸收在化工工艺中广泛应用，特别是以下几个领域：–气体净化：用于去除废气中的有害气体，净化环境。
–溶剂回收：通过吸收可回收有机溶剂，实现资源的高效利用。
–气体分离：利用吸收剂选择性吸收特定组分，实现气体分离。
–烟气脱硫：用吸收剂吸收烟气中的二氧化硫，减少大气污染。
3. 吸收的原理•吸收过程通常遵循质量传递和相平衡原理。
•质量传递：目标物质在气相和液相之间传递的速率取决于质量传递系数、浓度差和相接触面积。
•相平衡：气相和液相中目标物质的浓度达到平衡后，吸收过程停止。
4. 吸收的关键参数•吸收剂选择：根据目标物质的特性选择适合的吸收剂，如活性碳、沸石、液体溶剂等。
•吸收器设计：考虑吸收塔高度、内部填料或板式结构等因素，以获得高效的吸收效果。
•操作条件：包括温度、压力和流量等参数，对吸收效果有重要影响。
•目标物质浓度：初始浓度和收率对吸收过程的效果具有重要影响。
5. 吸收的优缺点•优点：–高效：吸收过程可以达到较高的分离效率。
–灵活性：通过调整操作条件和吸收剂选择，可以适应不同的体系。
–应用广泛：适用于气态和液态混合物的分离。
•缺点：–能耗较高：吸收过程需要提供能源以实现质量传递。
–吸收剂处理：吸收剂饱和后需要进行再生或处理。
–设备复杂性：需要设计和运行吸收塔等设备。
6. 吸收的发展趋势•新材料研究：开发更高效的吸收剂，提高吸收过程的效率。
•节能减排：优化吸收工艺，降低能耗和排放。
•过程集成：将吸收与其他分离技术相结合，实现资源的综合利用。
•自动化控制：利用先进的自动化技术，提高吸收过程的稳定性和控制精度。
7. 结论吸收是一种重要的应用化工原理，广泛应用于气体净化、溶剂回收、气体分离等领域。
通过质量传递和相平衡原理，吸收可以实现目标物质的分离和净化。
化工原理吸收
化工原理吸收化工原理吸收是化工工程中常见的一种物质分离和净化方法，通过气体或液体在吸收剂中的传质过程，将目标组分从混合物中分离出来。
吸收过程在化工生产中具有广泛的应用，例如在石油化工、化肥、环保等领域都有着重要的地位。
首先，吸收过程的基本原理是利用吸收剂对目标组分的亲和力，将目标组分从混合物中吸收到吸收剂中。
在吸收过程中，需要考虑到吸收剂的选择、操作条件的控制以及设备的设计等方面的因素。
吸收剂的选择需要考虑到目标组分的亲和力、溶解度、稳定性以及再生难易度等因素，以及对环境的影响。
操作条件的控制包括温度、压力、流速等参数的选择，这些参数对吸收效果有着重要的影响。
设备的设计需要考虑到传质效果、能耗、设备成本等方面的因素，以实现经济、高效的吸收过程。
其次，吸收过程的机理包括气液传质和界面传质两种方式。
气液传质是指气体和液体之间的物质传递过程，通常发生在气体通过液体时，目标组分从气相传递到液相中。
界面传质是指气液界面上的物质传递过程，通常发生在气体与液体接触的表面上，目标组分从气相传递到液相中。
这两种传质方式在吸收过程中起着重要的作用，需要根据具体的情况选择合适的传质方式。
最后，吸收过程的影响因素包括吸收剂的性质、操作条件、设备设计等多方面因素。
吸收剂的性质包括选择合适的吸收剂、控制吸收剂的浓度、再生吸收剂等，这些因素对吸收效果有着重要的影响。
操作条件的选择需要考虑到吸收剂的流速、温度、压力等参数，以实现高效、经济的吸收过程。
设备设计需要考虑到传质效果、能耗、设备成本等因素，以实现吸收过程的优化。
综上所述，化工原理吸收是一种重要的物质分离和净化方法，具有广泛的应用前景。
通过对吸收过程的基本原理、机理和影响因素的认识，可以更好地设计和操作吸收设备，实现高效、经济的吸收过程，为化工生产提供有力的支持。
化工原理 PPT 第2章 吸收
中溶质达到饱和，组成不再增加为止，这种状
态称为相际动平衡，简称相平衡或平衡。 平衡分压：平衡状态下气相中的溶质分压，又称饱和 分压。
平衡组成：平衡状态下液相中的溶质组成，又称饱和
组成。
14
溶解度 C A ：气体在液体中的饱和组成。
2.溶解度的意义 1）表明一定条件下，吸收过程可能达到的极限 程度；
m
202 .6 p
从气相分析 y*=mx=23.94×0.01=0.24<y=0.3 故SO2必然从气相转移到液相，进行吸收过程。 y 0.3 x* 0.0125 m 23.94 以液相摩尔分数表示的吸收推动力为: ∆x=x*－x=0.0125－0.01=0.0025 以气相摩尔分数表示的吸收推动力为: ∆y= y － y*=0.3－0.24=0.06
1.判断传质进行的方向
①气、液相组成(yi，xi)在平衡线上方(P点)： 相对于液相组成xi 而言， 气相浓度为过饱和 ( yi yi* )，溶质 A 由气 相向液相转移。 相对于气相组成yi 而言， 液 相 浓 度 欠 饱 和 ( xi xi* )，故液相有吸 收溶质 A 的能力。
y yi
释放溶质
P
yi* f ( xi )
yi*
o xi
吸收溶质
xi*
x
结论：若系统气、液相组成(yi ， xi)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。
27
②气、液相组成(yi，xi)在平衡线下方(Q点)： 相对于液相组成xi 而言 气相浓度为欠饱和 * ( yi y)，溶质 A 由液相 i 向气相转移。 相对于气相组成yi而言实 际液相浓度过饱和 ( xi xi* )，故液相有释放 溶质 A 的能力。
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吸收的概念化工原理
吸收是一种常见的分离和纯化过程，它通过将一种物质（吸收剂）与另一种物质（被吸收物质）接触，使被吸收物质从气态或液态转移到吸收剂中。
吸收的概念化工原理如下：
1. 物质接触：吸收剂与被吸收物质之间需要有足够的接触面积，以便有效地传递质量和能量。
2. 传质：被吸收物质通过物质界面的传质过程，从气态或液态相转移到吸收剂中。
传质可以通过扩散、对流和反应来实现。
3. 反应：在吸收过程中，被吸收物质与吸收剂之间可能发生化学反应。
这些反应可以改变被吸收物质的化学性质，从而实现分离和纯化。
4. 热量传递：吸收过程可能涉及热量的传递，特别是在吸收剂中发生吸热或放热反应时。
热量的传递可以影响吸收过程的效率和控制。
5. 设备设计：吸收过程需要适当的设备来实现物质接触、传质、反应和热量传递。
吸收塔是常用的吸收设备，它通常由填料或板式结构组成，以提供大量的接触表面积。
吸收在许多工业和环境应用中都有广泛的应用，例如气体净化、溶剂回收、气体吸附等。
了解吸收的概念化工原理对于优化吸收过程的设计和操作至关重要。