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五、氣體吸收 1.吸收是將氣體混合物與適當的液體接觸，利用個組。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為吸收質或溶質；不能溶解的組分稱為惰性氣體；吸收操作所用的溶劑稱為吸收劑；溶有溶質的溶液稱為吸收液或簡稱溶液；派出的氣體稱為吸收尾氣。（分物理吸收——煤氣脫苯，化學吸收——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。中它有以下幾種具體的應用：①化工產品；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。一個完整地吸收分離過程一般包括吸收和解吸兩部分。
3.溶劑的選擇： （1）溶劑應對氣體中被分離組分有較大溶解度； （2）溶劑對其他組分的溶解度要小； （3）溶質在溶劑中的溶解度對溫度變化敏感（4）容積蒸汽壓低，減少回收時的損失； （5）溶劑有較好的化學穩定性； （6）溶劑有較低的粘度； （7）溶劑價廉，無腐蝕性、無毒不易燃。吸收率η=(mA除/mA進)×100%≈[ (y1-y2)/y1]×100%，(y1，y2：進塔和出塔混合氣中A的摩爾分數)。
4.稀溶液中亨利定律：c*A=HpA，(c*A：溶解度；H：溶解度系數；pA：氣相分壓)；p*A=ExA，(xA：液相中溶質摩爾分數；E：亨利系數)；y*=mx，(平衡常數m=E/p)；E=ρs/HMs，(ρs，Ms：純溶劑密度和相對分子質量)。
5. 費克定律：jA=-DABdcA/dz，(jA：擴散速率；DAB：組分A在組分B中的擴散系數；dcA/dz：組分A在擴散方向z上的濃度梯度)； 等分子擴散速率：NA= jA=D(pA,1-pA,2)/RTz；單向擴散：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)，即對數平均值)；同理，NA=D(cA,1-cA,2)c/zcB,m。
6. 吸收塔操作線方程：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； 低濃度時填料塔高度h=qn(V) [dy/(y-y*)]/KyaS=qn(L[dx/(x*x)]/KxaS=NOGHOG=NOLHOL，(K：傳質系數；S：塔截面積；a：單位體積填料有效接觸面積；NOG= [dy/(y-y*)]：氣相總傳質單元數；HOG =qn(V)/KyaS：氣相總傳質單元高度)； 相平衡線為直線時：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：A=1/S’= qm(V)/mqm(V))。
7.填料塔： 液體上進下出，氣體下進上出，其中設有液體在分布器，可使其均勻分布于填料表面，塔頂可按轉除末器。填料塔是一種應用廣泛的氣液兩相接觸并進行傳熱、傳質的塔設備，可用于吸收（解吸）、精餾和萃取等分離過程。填料塔不僅結構簡單，而且具有阻力小和便于用耐腐蝕材料制造等優點，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較小的真空蒸餾系統，此外，對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，增加傳質推動力） 表征填料特性的主要參數有：①比表面積；② 空隙度；③ 單位堆體積內的填料數目n；④堆積密度；⑤干填料因子及填料因子；⑥機械強度及化學穩定性。
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發表于 2021-12-10 09:14
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