華南理工大學(xué)821化工原理考研考點(diǎn)分析：氣體吸收！

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五、氣體吸收

1.吸收是將氣體混合物與適當(dāng)?shù)囊后w接觸，利用個(gè)組。分在液體中溶解度的差異而使氣體中不同組分分離的操作。混合氣體中，能夠溶解于液體中的組分稱(chēng)為吸收質(zhì)或溶質(zhì)；不能溶解的組分稱(chēng)為惰性氣體；吸收操作所用的溶劑稱(chēng)為吸收劑；溶有溶質(zhì)的溶液稱(chēng)為吸收液或簡(jiǎn)稱(chēng)溶液；派出的氣體稱(chēng)為吸收尾氣。（分物理吸收——煤氣脫苯，化學(xué)吸收——二氧化碳碳酸鉀）

2.吸收操作是氣體混合物的主要分離方法，化工生產(chǎn)。中它有以下幾種具體的應(yīng)用：①化工產(chǎn)品；②分離氣體混合物；③從氣體中回收有用組分；④氣體凈化(原料氣的凈化和尾氣、廢氣的凈化)⑤生化工程。一個(gè)完整地吸收分離過(guò)程一般包括吸收和解吸兩部分。

3.溶劑的選擇：

（1）溶劑應(yīng)對(duì)氣體中被分離組分有較大溶解度；

（2）溶劑對(duì)其他組分的溶解度要??；

（3）溶質(zhì)在溶劑中的溶解度對(duì)溫度變化敏感（4）容積蒸汽壓低，減少回收時(shí)的損失；

（5）溶劑有較好的化學(xué)穩(wěn)定性；

（6）溶劑有較低的粘度；

（7）溶劑價(jià)廉，無(wú)腐蝕性、無(wú)毒不易燃。吸收率η=(mA除/mA進(jìn))×100%≈[ (y1-y2)/y1]×100%，(y1，y2：進(jìn)塔和出塔混合氣中A的摩爾分?jǐn)?shù))。

4.稀溶液中亨利定律：c*A=HpA，(c*A：溶解度；H：溶解度系數(shù)；pA：氣相分壓)；p*A=ExA，(xA：液相中溶質(zhì)摩爾分?jǐn)?shù)；E：亨利系數(shù))；y*=mx，(平衡常數(shù)m=E/p)；E=ρs/HMs，(ρs，Ms：純?nèi)軇┟芏群拖鄬?duì)分子質(zhì)量)。

5. 費(fèi)克定律：jA=-DABdcA/dz，(jA：擴(kuò)散速率；DAB：組分A在組分B中的擴(kuò)散系數(shù)；dcA/dz：組分A在擴(kuò)散方向z上的濃度梯度)；

等分子擴(kuò)散速率：NA= jA=D(pA,1-pA,2)/RTz；單向擴(kuò)散：NA=D(pA,1-pA,2)p/RTz pB,m，(p/pB,m：漂流因子，pB,m= (pB,2-pB,1)/ln(pB,2/pB,1)，即對(duì)數(shù)平均值)；同理，NA=D(cA,1-cA,2)c/zcB,m。

6. 吸收塔操作線(xiàn)方程：qn(L)/qn(V)=(y1-y2)/(x1-x2)，(qn(V)：二元混合氣摩爾流量；qn(L)：液相摩爾流量；x，y：任意一截面液氣相摩爾流量)；

最小液氣比[qn(L)/qn(V)]min=(y1-y2)/(x*1-x2),qn(L)/qn(V)=(1.1—2.0[qn(L)/qn(V)]min；

低濃度時(shí)填料塔高度h=qn(V) [dy/(y-y*)]/KyaS=qn(L[dx/(x*x)]/KxaS=NOGHOG=NOLHOL，(K：傳質(zhì)系數(shù)；S：塔截面積；a：?jiǎn)挝惑w積填料有效接觸面積；NOG= [dy/(y-y*)]：氣相總傳質(zhì)單元數(shù)；HOG =qn(V)/KyaS：氣相總傳質(zhì)單元高度)；

相平衡線(xiàn)為直線(xiàn)時(shí)：NOG=ln[(1-S’)(y1-mx2)/(y2-mx2)+S’]/(1-S’)，NOL=ln[(1-A)(y1-mx2)/(y2-mx2)+A]/(1-A)，(吸收因數(shù)：A=1/S’= qm(V)/mqm(V))。

7.填料塔：

液體上進(jìn)下出，氣體下進(jìn)上出，其中設(shè)有液體在分布器，可使其均勻分布于填料表面，塔頂可按轉(zhuǎn)除末器。填料塔是一種應(yīng)用廣泛的氣液兩相接觸并進(jìn)行傳熱、傳質(zhì)的塔設(shè)備，可用于吸收（解吸）、精餾和萃取等分離過(guò)程。填料塔不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且具有阻力小和便于用耐腐蝕材料制造等優(yōu)點(diǎn)，尤其適用于塔直徑較小地情形及處理有腐蝕性的物料或要求壓強(qiáng)較小的真空蒸餾系統(tǒng)，此外，對(duì)于某些液氣比較大的蒸餾或吸收操作，也宜采用填料塔。（氣液逆流流動(dòng)，增加傳質(zhì)推動(dòng)力）

表征填料特性的主要參數(shù)有：①比表面積；② 空隙度；③ 單位堆體積內(nèi)的填料數(shù)目n；④堆積密度；⑤干填料因子及填料因子；⑥機(jī)械強(qiáng)度及化學(xué)穩(wěn)定性。

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