氣液相平衡ppt課件.ppt

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1、第八章?氣體吸收教學(xué)時(shí)數(shù)12學(xué)時(shí)第8章?氣體吸收8.1概述8.2?氣液相平衡8.3?擴(kuò)散和單相傳質(zhì)8.4相際傳質(zhì)8.5低含量氣體吸收的計(jì)算8.6?高濃度氣體吸收8.7化學(xué)吸收8.1概述傳質(zhì)過程氣體吸收工業(yè)吸收流程溶劑的選擇物理吸收和化學(xué)吸收吸收操作的經(jīng)濟(jì)性吸收過程中氣液兩相的接觸方式吸收操作的條件定態(tài)和非定態(tài)操作傳質(zhì)過程氣體吸收和精餾是討論化工傳質(zhì)過程及其典型設(shè)備。傳質(zhì)過程：物質(zhì)通過相界面從一相遷移至另一相的過程。研究傳質(zhì)過程：研究物質(zhì)通過相界面遷移過程的基本規(guī)律以及主要受這些基本規(guī)律支配的若干單元操作。8.1概述表8-1各種傳質(zhì)過程氣體吸收吸收操

2、作：分離氣體混合物。分離依據(jù)：混合物各組分在溶劑溶解度的差異。實(shí)例。吸收組份名稱：溶質(zhì)或吸收質(zhì)，惰性氣體，吸收劑或溶劑，吸收液，吸收尾氣。吸收的應(yīng)用：（1）回收有用組分和分離混合氣體。例洗油吸收焦?fàn)t氣中的苯、甲苯蒸汽。（2）除去有害組分凈化氣體。（3）制備某種氣體的溶液或產(chǎn)物。（4）作為生產(chǎn)的輔助環(huán)節(jié)。例如氨堿法生產(chǎn)中的應(yīng)用。（5）環(huán)保要求和職業(yè)保健要求。實(shí)際過程往往同時(shí)兼有凈化和回收雙重目的。8.1概述工業(yè)吸收流程8.1概述工業(yè)吸收過程的流程和吸收塔的流程。一個(gè)完整的吸收分離過程包括吸收和解吸兩個(gè)組成部分。吸收操作解決三個(gè)問題（1）選擇合適的溶劑

3、使其能選擇性的溶解某個(gè)（或某些）被分離組分；（2）提供適當(dāng)?shù)膫髻|(zhì)設(shè)備（吸收塔），以實(shí)現(xiàn)氣液兩相的接觸，使被分離組分得以自氣相轉(zhuǎn)移至液相。（3）溶劑的再生，既脫除溶解于其中的被分離組分以便循環(huán)使用。8.1概述溶劑的選擇（1）溶解度大，溶質(zhì)的平衡分壓要低。可提高吸收速率并減小吸收劑的耗用量，氣體中溶質(zhì)的殘余濃度可降低；（2）選擇性高；對(duì)其它組分的溶解度要小。（3）溶解度與溫度的關(guān)系敏感，溶劑易再生；（4）揮發(fā)度小，不污染被吸收的氣體。吸收劑的蒸汽壓要低，否則吸收和再生過程中吸收劑的揮發(fā)損越大。（5）粘性小。粘度低、吸收過程中不易產(chǎn)生泡沫，塔內(nèi)氣液接觸良

4、好和塔頂氣液易于分離，輸液功耗小；（6）化學(xué)性能穩(wěn)定性，以免發(fā)生變質(zhì)；（7）價(jià)廉、易得、無毒、無害、不易燃燒等。（8）操作或處理不當(dāng)，不污染環(huán)境。應(yīng)對(duì)選用吸收劑作全面評(píng)價(jià)后做出經(jīng)濟(jì)合理的選擇。8.1概述物理吸收物理吸收的定義：吸收質(zhì)簡(jiǎn)單地從氣相溶入液相，吸收質(zhì)與溶劑間沒有顯著的化學(xué)反應(yīng)或只有微弱的化學(xué)反應(yīng)，吸收后吸收質(zhì)在溶液中是以游離的或結(jié)合很弱，條件改變，解吸即可發(fā)生。如水吸收CO2，洗油吸收煤氣中的苯等。物理吸收的極限：是吸收質(zhì)在溶劑中的溶解度。吸收速率：吸收質(zhì)從氣相傳遞到液相主體的擴(kuò)散速率。物理吸收的特點(diǎn)：可逆的，熱效應(yīng)一般很小，氣相分壓變化

5、也很小。溫度壓力對(duì)吸收的影響：壓力升高、溫度降低有利于吸收，反之有利于解吸；溫度太低，擴(kuò)散速度減慢，吸收速率可能降低。8.1概述化學(xué)吸收化學(xué)吸收的定義：溶質(zhì)與溶劑間發(fā)生明顯的化學(xué)反應(yīng)。大幅提高溶劑對(duì)溶質(zhì)組分的吸收能力。例如K2CO3水溶液吸收CO2?；瘜W(xué)吸收的極限：極限是化學(xué)反應(yīng)平衡，吸收速率取決于反應(yīng)速率或擴(kuò)散速率，其中最慢的為控制步驟。化學(xué)吸收的特點(diǎn)：化學(xué)吸收操作具有高度選擇性?；瘜W(xué)吸收的條件：（1）可逆性。如不可逆，不能再生和循環(huán)使用溶劑。（2）較高的反應(yīng)速率。若反應(yīng)速率很慢，吸收過程速率決定于反應(yīng)速率，可加入適當(dāng)?shù)拇呋瘎?.1概述吸收操作

6、的經(jīng)濟(jì)性吸收操作的費(fèi)用主要包括：（1）氣液兩相流經(jīng)吸收設(shè)備的能量消耗。（2）溶劑的揮發(fā)損失和變質(zhì)損失。（3）溶劑的再生費(fèi)用，此項(xiàng)所占的比例最大。解吸方法：升溫、減壓、吹氣。同時(shí)使用最為常見。設(shè)備費(fèi)用：吸收塔及輔助設(shè)備（泵、風(fēng)機(jī)、加熱器、冷卻器等）的費(fèi)用。吸收操作的經(jīng)濟(jì)性：由總費(fèi)用（即操作費(fèi)用加設(shè)備費(fèi)用）來衡量的。最經(jīng)濟(jì)的吸收操作應(yīng)是操作費(fèi)用與設(shè)備費(fèi)用之和即總費(fèi)用為最小8.1概述吸收過程中氣液兩相的接觸方式級(jí)式與微分式接觸的計(jì)算方法不同，本章討論微分式吸收的計(jì)算，并且限于（1）氣體混合物中只有一個(gè)組分溶于溶劑，其余組分在溶劑中的溶解度均不計(jì)，因而可視

7、為一個(gè)惰性組分。（2）溶劑的蒸汽壓很低，揮發(fā)不計(jì)，氣體中不含溶劑。8.1概述濕壁塔填料塔吸收設(shè)備：級(jí)式接觸微分式接觸板式塔吸收操作的條件吸收操作條件：選擇吸收劑，吸收操作的溫度、壓力、吸收設(shè)備。為了提高吸收傳質(zhì)速率和吸收率，應(yīng)注意以下問題：（1）采用連續(xù)操作，有利于穩(wěn)定生產(chǎn)和控制操作條件。（2）氣液間逆流接觸，有利于吸收完全和提高推動(dòng)力。（3）使氣相或液相分散，增加氣液間的有效接觸面積。（4）增大相際間湍動(dòng)程度降低傳質(zhì)阻力。8.1概述定態(tài)和非定態(tài)操作在吸收操作或其它傳質(zhì)過程中，吸收過程中各參數(shù)不隨時(shí)間而變化，為定態(tài)傳質(zhì)過程；否則為非定態(tài)傳質(zhì)過程。8

8、.1概述8.2氣液相平衡8.2.1平衡溶解度溶解度溶解度曲線亨利定律亨利定律的其它表形式用摩爾比表示相平衡關(guān)系8.2.2相