吸收(基本概念)
《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。
消化系统学习顺序
消化系统学习顺序消化和吸收一、消化和吸收的基本概念消化:食物在消化道内被分解成可吸收的小分子物质的过程。
吸收:食物消化后的小分子物质通过消化道粘膜进入血液和淋巴液的过程。
消化的方式:机械消化和化学消化。
机械消化依赖消化道平滑肌的运动,化学消化依赖消化液中所含消化酶的作用。
消化液由各种消化腺分泌,主要成分是水、无机盐和有机物。
无机盐调节消化道的酸碱环境和渗透压、以便一些重要物质的消化和吸收。
有机物中最重要的是消化酶。
其次是粘液,粘液由空腔脏器分泌(所以胆汁和胰液中不含粘液) ,对消化道粘膜具有保护作用。
二、消化道平滑肌的特性1. 消化道平滑肌的一般特性:兴奋性较骨骼肌低、不规则的节律性、紧张性、伸展性、对刺激的特异敏感性即对牵张、温度和化学刺激敏感而对切割、电刺激等不敏感。
2. 消化平滑肌的电生理特性:(1) 静息电位主要由 K+外流的平衡电位形成,但 Na+、 Cl-、Ca2+等离子在安静时也有少量通透性,加之生电钠泵也发挥作用,故静息电位值较低且不稳定。
(2) 慢波电位又称基本电节律 ,是消化道平滑肌特有的电变化,是细胞自发性节律性去极化形成的。
慢波起源于纵行肌,它是局部电位, 不能直接引起平滑肌收缩, 但动作电位只能在慢波的基础上产生,因此慢波是平滑肌的起步电位,控制平滑肌收缩的节律。
消化道平滑肌慢波有如下特点:①慢波是静息电位基础上产生的缓慢的节律性去极化波; ②胃肠道不同部位慢波的频率不同; ③它的产生与细胞膜生电钠泵的周期活动有关; ④不能引起平滑肌收缩;⑤慢波的波幅通常在 10~15mV之间。
(3) 动作电位是慢波去极化到阈电位水平时产生的,动作电位引起平滑肌收缩。
参与平滑肌动作电位形成的离子主要是Ca2+和 K+。
慢波、动作电位和肌肉收缩的关系简要归纳为:平滑肌的收缩是继动作电位之后产生的, 而动作电位是在慢波去极化的基础上发生的。
三、胃肠激素1. 概念:在胃肠道的粘膜内存在有数十种内分泌细胞,它们分泌的激素统称为胃肠激素。
第一节 吸收概述(复习)Microsoft Word 文档(1)
第一节吸收概述（复习）【学习目标】1、理解吸收和解吸的基本概念，工业应用及分类2、了解亨利定律及有关计算3、了解传质的基本方式，理解双膜理论【学习过程】一、吸收概述1、吸收是利用混合物气体中各组分在同一液体中而实现分离的过程。
2、解吸与吸收操作相反，是指的操作。
3、吸收过程中涉及到的物质包含、、、和。
4、吸收过程中分类标准不同，分类也不同，常见的有以下四种分类方法：依据是否发生显著地化学反应可分为、；依据吸收前后温度是否发生变化可分为、；依据气相或液相中吸收质的含量可分为、；依据吸收的组分多少可分为、。
5、吸收在工业生产中的应用主要有：，，，。
二、吸收的相组成表示方法1、吸收的相组成表示方法通常有和。
2、质量比是指，表达式为气相；液相。
3、摩尔比是指，表达式为气相；液相。
4、质量比和摩尔比可以相互换算：已知质量比，则摩尔比的表达式为；已知摩尔比，则质量比的表达式为。
5、气体在溶液中溶解度通常是指，溶解度的表示方法通常质量表示法和体积表示法，质量表示法为，体积表示法为三、气液相平衡关系1、亨利定律是指。
2、亨利定律的表达式有和两种方法。
其中E值随着溶解度的增大而。
随着温度的上升而；H值随着溶解度的增大而，随着温度的上升而。
E和H的关系为。
3、吸收平衡线是指，表达式为，其中m是指，表达式为，m值随着溶解度的增大而，随着温度的升高而，随着总压的升高而。
4、一般溶液，吸收平衡线是，而对于稀溶液吸收平衡线是，其斜率是。
5、相平衡关系在吸收过程中的应用主要有、和。
四、吸收机理1、传质的基本方式含有和。
2、分子扩算是指，扩散速率主要取决于、和。
3、对流扩算是指，扩散速率主要取决于。
4、吸收操作中常用表示物质在介质中的扩散能力，其值随着、、、变化而变化。
5、双膜理论的要点是、、。
【基础练习】1、双膜理论认为传质阻力主要集中在（）A、气膜中B、气液相界面上C、液膜中D、气液两个膜层中2、当X﹡＞X时（）A、发生吸收过程B、发生解吸过程C、吸收推动力为零D、解析推动力为零3、对气体吸收有利的操作条件是（）A、低温、高压B、高温、高压C、低温、低压D、高温、低压4、氨水的摩尔分数为20％，而它的摩尔比为（）A、15B、20C、25D、305、利用气体混合物各组分在液体中的溶解度的差异而使气体中不同组分分离的操作为（）A、蒸馏B、萃取C、吸收D、解吸6、下述说法错误的是（）A、溶解度系数H值越大，为易容气体B、亨利系数E值越大，为易容气体C、亨利系数E值越大，为难溶气体D、平衡常数m值越大，为难溶气体7、吸收操作的目的是分离（）A、气体混合物B、液体均相混合物C、汽液混合物D、部分互溶的均相混合物8、温度（），将有利于解吸的进行A、降低B、升高C、变化D、不变9、Y为吸收质在气相主体中的浓度，Y﹡为吸收质在气相主体中与液相主体浓度X成平衡的气相浓度。
吸收的基本知识.
吸收过程的基本概念和基本知识
• 基本概念 • 吸收操作：利用气体混合物中各组分在该液体中溶解度的 差异，实现气相各组分的分离。 • 吸收质：气体中能溶于溶剂的组分称为用A表示； • 吸收尾气：吸收塔顶排出的气体，主成分为B以及残余溶 质A • 吸收液：吸收塔底引出的溶液称为吸收液，其成分为溶剂 S和溶质A • 惰性气体：基本上不溶于溶剂的组分统称。惰性气体可以 是一种或多种组分。用B表示
• ——逆流吸收塔操作线方程
在m—n截面与塔顶截面之间作组分A的衡 算
VY LX 2 VY2 LX
L L Y X (Y2 X 2 ) V V
——逆流吸收塔操作线方程
表示：塔内任一截面的气相浓度Y与液相浓度X之间成直线关系，直线的斜率为L/V。
逆流吸收操作线具有如下特点：
（1）稳定态，L、V、Y1、X2恒定，操作线在X～Y坐标上 为一直线，斜率为L/V 。 L/V为吸收操作的液气比； （2）操作线通过塔顶（稀端） A （X2，Y2）及塔底 • （浓端） B （X1， Y1）; （3）操作线仅与液气比、浓端及稀端组成有关，与系统的平衡 关系、塔型及操作条件T、p无关。 （4）吸收操作线在平衡线的上方，解吸操作线在平 衡线OE下方。 （5）平衡线与操作线共同决定吸收推动力。操作线 离平衡线愈远吸收的推动力愈大；
吸收塔的物料衡算与操作线方程
物料衡算
• 目的：确定各物流之间的量的关系以及设备中任意位置两物料组成之
间的关系
对单位时间内进出吸收塔的A的物 质量作衡算
VY1 LX 2 VY2 LX 1
V (Y1 Y2 ) L( X1 X 2 )
L L Y1 X 1 Y2 X 2 V V
对于并流操作
第5章吸收-传质与分离过程的基本概念及吸收系数
少倍？
kYa V0.8
气体流量增加20%
8
z HOG NOG
V
HOG KY a
解： (1)回收率变为多少？
NOG
1 1 S
ln1
S Y1
Y2
Y2 Y2
S
原工况下： S m 1.18 0.56 L V 2.1
NOG
1 1 S
ln1
S 1
1
S
1
1 0.56
ln1
0.56
1
1 0.95
11
解：∵
Y1
y1 1 y1
0.05 1 0.05
0.0527
Y2
y2 1 y2
0.0263 1 0.0263
0.00264
X1
61.2 / 58 (1000 61.2)
/ 18
0.02023
X2 0
Y1* 2X1 2 0.02023 0.04046 Y2* 0
∴ ΔY1 Y1 Y1* 0.0527 0.04046 0.01224
解①水的用量：
100/ 32 y1 (11000) / 22.4 0.07
0.07 Y1 1 0.07 0.0753
Y2 Y1(1 ) 0.0753 (1 0.98) 0.00151 X 2 0
5
习题课
X1
0.67
X
* 1
0.67
0.0753 1.15
0.0439
1000
1000
学习目的 与要求
通过本章学习，应掌握吸收的基本概念和吸收过 程的平衡关系与速率关系；掌握低浓度气体吸收的计 算方法；了解传质与分离过程的基本概念及吸收系数 的获取途径、解吸过程的概念。
吸收的基本概念.
双膜模型假设溶质以稳态分子扩散方式通过气膜和液膜， 因此，气相和液相的对流传质速率相等。
以上两式中均用到了相界面处溶质的浓度，很难直接准 确测定，因此一般希望能够直接用气液两相主体浓度来 计算传质速率。
第二节 物理吸收
（三）总传质速率方程
在气液界面上，应用亨利定律：
cAi HpAi
cA Hp*A
YA* mX A 1 (1 m) X A （8.2.8）
当溶液浓度很低时，XA很小，上式可近似写为：
YA* mX A
（8.2.9）
不满足亨利定律的相平衡如何表征？
第二节 物理吸收
（二）相平衡关系在吸收过程中的应用
相平衡是气液两相接触传质的极限状态。
1.判断传质的方向
根据相平衡，计算平衡时溶质在气相或液相中的组成。
KG——气相总传质系数, kmol/(m2 s Pa)
稳态时
(N A)G (N A)L N A
经变换：
1 1 1 KG kG HkL
（8.2.21）
第二节 物理吸收
同理，以液相浓度差为推动力的总传质速率方程：
N A KL (c*A cA )
c*A——与气相主体分压平衡的液体浓度，kmol/m3
液膜传质速率方程改写成：
(NA)L
kL (cAi
cA)
pAi 1
p*A
HkL
（8.2.19）
将(NA)L变化成气体分压的函数。
第二节 物理吸收
以气体分压为推动力的总传质速率方程：
N A KG ( pA p*A )
（8.2.20）
pA*——与液相主体浓度cA平衡的气体分压，Pa
在通常的吸收操作条件下，kG和kL的数值大致相当， 而不同溶质的亨利系数值却相差很大。
第二章消化与吸收
有机物 —— 各种消化酶如：胰淀粉酶、胰脂肪酶、胰 蛋白酶和糜蛋白酶、羧基肽酶等。 (2) 性质：无色碱性液体，pH7.8－8.4； (3) 作用： 碳酸氢盐——中和胃酸，调解pH值
胰淀粉酶——水解淀粉成糊精或麦芽糖等；
胰脂肪酶——消化脂肪； 胰蛋白酶、糜蛋白酶——水解蛋白质； 其他酶类——水解相应的物质
④胆盐可直接刺激肝细胞分泌胆汁—胆盐的利胆作用。
C.小 肠 液
(1)性质：粘稠的碱性液体，pH约为7.6； (2) 成分：水分、无机盐及肠激酶和粘蛋白。
(3) 作用：保护十二指肠粘膜免受胃酸侵蚀；
稀释消化产物，降低肠内容物渗透压，有利 于小肠内水分及营养物质的吸收；肠激酶激
活胰蛋白酶原，从而促进蛋白质消化。
2.胃的运动主要有以下三方面的作用。
贮存食物 胃壁内的平滑肌具有很大的伸展性，伸 长时可达原来长度的2～3倍。因此，胃常可以容纳好 几倍于自己原来容积的食物。 使食物和胃液充分混合 食物进入胃以后，胃体中 部开始产生蠕动。蠕动的主要作用是使胃液和食物充 分混合，形成食糜，便于消化酶发挥作用，并且把食 糜推送到幽门部，然后经过幽门进入十二指肠。 胃的排空 食糜进入十二指肠的过程叫胃的排空。 胃的排空时间，与食物的量、质和胃的运动状况有关。
第二章 食物的消化和吸收
教学主要内容： 1、消化系统概述 2、各种营养素在体内的消化与吸收
本章学习目的 1、掌握消化、吸收等基本概念 2、了解食物在体内的消化与吸收过程 3、重点掌握各种营养素在小肠被吸收和 利用的情况。 学习重点：食物在体内消化与吸收
学习难点：各种营养素如何被消化、吸收
第一节
2.消化的方式：
（1）物理消化（又称机械消化）：通过口腔咀嚼及消化道肌 肉收缩活动，将食物磨碎，并使食物与消化液充分混合，将食 物不断地向消化道的下方推送。 （2）化学消化：消化液中含有的各种消化酶分别对蛋白质、 脂肪和糖类等物质进行化学分解，使之成为可被吸收的小分子 物质。
吸收基本理论
吸收--基本概念和基本原理利用各组分溶解度不同而分离气体混合物的单元操作称为吸收。
混合气体中能够溶解的组分称为吸收质或溶质（A）；不被吸收的组分称为惰性组分或载体（B）; 吸收操作所用的溶剂称为吸收剂（S）;吸收所得溶液为吸收液（S+A）；吸收塔排出的气体为吸收尾气。
当气相中溶质的的实际分压高于与液相成平衡的溶质分压时，溶质从气相向液相转移，发生吸收过程；反之当气相中溶质的的实际分压低于与画目成平衡的溶质分压时，溶质从液相向气相转移，发生脱吸（解吸）过程。
一、气-夜相平衡-------- 传质方向与传质极限平衡状态下气相中溶质分压称为平衡分压或饱和分压，液相中的溶质浓度称为平衡浓度或饱和浓度----------------- 溶解度。
对于同一种溶质，溶解度随温度的升高而减小，加压和降温对吸收操作有利，升温和减压有利于脱吸操作。
亨利定律：p A -ExE为亨利系数，单位为压强单位，随温度升高而增大，难溶气体（稀溶液）E很大，易溶气体E很小。
H为溶解度系数，单位：kmol/（kN m），—=-EM SH f's随温度升高而减小，难溶气体H很小，易溶气体H很大。
m相平衡常数，无因次，m二旦Pm值愈大，气体溶解度愈小；m随温度升高而增加，随压力增加而减小。
当溶液浓度很低时大多采用该式计算。
X=x/（1-x）; Y=y/（1-y）; x,y--摩尔分率，X,Y --摩尔比浓度传质理论--传质速率分子扩散一凭借流体分子无规则热运动传递物质的现象。
推动力为浓度差，由菲克定律描述：J^ -D AB dC A J A-扩散通量，kmol/（m2s） D AB -扩散系数d z涡流扩散--凭借流体质点的湍动和旋涡传递物质的现象。
等分子反向扩散传质速率：气相内N A D（P AI_P A2）RT z液相内N A（C AI -C A2）111 1 H 1Z---- —------ 十-------- —+单相扩散传1质速率叭气相内K L N性D k L P（P A1_P A2）RTZ P BmD' C液相内N A（C A1-C A2）z C Bm一般而言，双组分等分子反向扩散体现在精馏单元操作中，而一组分通过另一组分的单相扩散体现在吸收单元操作中。
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吸收习题及答案
一、填空题
1、用气相浓度△y为推动力的传质速率方程有两种，以传质分系数表达的速率方程为
_________，以传质总系数表达的速率方程为___________。
N A = k y (y-y i) N A = K y (y-y*) 2、吸收速度取决于__________，因此，要提高气－液两流体相对运动速率，可以_______来增大吸收速率。
双膜的扩散速率减少气膜、液膜厚度
3、由于吸收过程气相中的溶质分压总____ 液相中溶质的平衡分压，所以吸收操作线总是在平衡线的____。
增加吸收剂用量，操作线的斜率_____，则操作线向_____平衡线的方向偏移，吸收过程推动力（y－y*）_____。
大于、上方、增大、远离、增大
4、用清水吸收空气与A的混合气中的溶质A，物系的相平衡常数m=2，入塔气体浓度y = 0.06，要求出塔气体浓度y2 = 0.006，则最小液气比为_________。
1.80
5、在气体流量，气相进出口组成和液相进口组成不变时，若减少吸收剂用量，则传质推动力将_________，操作线将_________平衡线。
减少、靠近
6、某气体用水吸收时，在一定浓度范围内，其气液平衡线和操作线均为直线，其平衡线的斜率可用_____常数表示，而操作线的斜率可用_____表示。
相平衡液气比
7、对一定操作条件下的填料吸收塔，如将塔料层增高一些，则塔的H OG将_________，N OG 将_________ ( 增加，减少，不变)。
不变增加
8、吸收剂用量增加，操作线斜率___，吸收推动力___。
（增大，减小，不变）增大、增大
9、计算吸收塔的填料层高度，必须运用如下三个方面的知识关联计算：_____、_____、_____。
平衡关系物料衡算传质速率。
10、填料的种类很多，主要有_____、______、______、______、______、______。
拉西环鲍尔环矩鞍环阶梯环波纹填料丝网填料
11、填料选择的原则是_________。
表面积大、空隙大、机械强度高价廉，耐磨并耐温。
12、在选择吸收剂时，首先要考虑的是所选用的吸收剂必须有__ ___。
良好的选择性，即对吸收质有较大的溶解度，而对惰性组分不溶解。
13、填料塔内提供气液两相接触的场所的是_________。
填料的表面积及空隙
15、填料应具有较_____的________，以增大塔内传质面积。
大、比表面积
16、吸收塔内填装一定高度的料层，其作用是提供足够的气液两相_____。
传质面积
二、选择题
1、吸收速率主要决定于通过双膜的扩散速度，要提高气液两流体的相对运动，提高吸收效果，则要_________。
B
A. 增加气膜厚度和减少液膜厚度
B. 减少气膜和液膜厚度
C. 增加气膜和液膜厚度
2、当吸收质在液相中的溶解度甚大时，吸收过程主要受_________控制，此时，总吸收系数K y 近似等于_________。
A、 D
A. 气膜
B. k x
C. 气液膜同时
D. k y
E. 液膜
F. K x
3、双膜理论认为吸收过程的阻力集中在_________。
A
A. 两膜层中；
B. 界面上；
C. 液膜之中；
D. 气膜之中；
4、升温会使气体在液体中的溶解度_______，对吸收操作_______。
C、 D
A. 有利；
B. 变大；
C. 变小；
D. 不利；
E. 不变；
F. 无影响；
5、_________，对吸收操作有利。
A
A.温度低，气体分压大时；
B.温度低，气体分压小时；
C.温度高，气体分压大时； C.温度高，气体分压小时；
6、对处理易溶气体的吸收，为较显著地提高吸收速率，应增大_______的流速。
A
A. 气相；
B. 液相；
C. 气液两相；
7、若享利系数E值很大，依据双膜理论，则可判断过程的吸收速率为______控制。
B
A. 气膜；
B. 液膜；
C. 双膜
8、在吸收塔某处，气相主体浓度y = 0.025，液相主体浓度x = 0.01，气相传质分系数k y = 2 kmol.m-2.h-1，气相总传质系数K y = 1.5kmol.m-2.h-1，则该处气液界面上气相浓度y i 应为
_______，平衡关系y = 0.5x。
B
A. 0.02
B. 0.01
C. 0.015
D. 0.005 y e = 0.5×0.01 = 0.005
N A = K y（y-y e）= k y（y-y i） 1.5（0.025-0.005）=2（0.025-y i）∴y i = 0.01
9、通常所讨论的吸收操作中，当吸收剂用量趋于最小用量时，完成一定的分率_____。
D
A. 回收率趋向最高；
B. 吸收推动力趋向最大；
C. 操作最为经济；
D. 填料层高度趋向无穷大。
10、对于逆流操作的吸收塔，其它条件不变，当吸收剂用量趋于最小用量时，则_____。
D
A. 吸收推动力最大；
B. 吸收率最高；
C. 出塔气浓度最低；
D. 吸收液浓度趋于最高。
11、在常压下用水逆流吸空气中的CO2，若将用水量增加则出口气体中的CO2量将_____，气相总传质系数K y 将_____，出塔液体中CO2浓度将_____。
B. A. B.
A. 增加、
B. 减少、
C. 不变
12、选择吸收设备时，综合考虑吸收率大，阻力小，稳定性好结构简单造价小，一般应选__。
A. 填料吸收塔
B. 板式吸收塔
C. 喷淋吸收塔
13、为使脱吸操作易于进行，通常可采用_____或_____。
A、C
A. 升温
B. 加压
C. 减压
D. 降温
14、对于脱吸操作，其溶质在液体中的实际浓度_____与气相平衡的浓度。
B
A. 小于
B. 大于
C. 等于
15、填料吸收塔空塔的速度应_____于液泛速度。
B
A. 大
B. 小
C. 等
16、对吸收操作影响较大的填料特性是_____。
A
A. 比表面积和自由体积；
B. 机械强度；
C. 对气体阻力要小；。