吸收法气体分离.pptx

开碳酸饮料根据气体混合物中各组分在液体溶剂中物理溶解度或化学反应活性不同而将混合物分离的一种方法优点：效率高、设备简单、一次投资费用相对较低缺点：需要对吸收后的液体进行处理、设备易受腐蚀吸收质(溶质)：惰性气体(载体)：吸收剂：吸收液：吸收尾气：目的：①回收或捕获气体混合物中有用物质，制取产品；②除去工艺气体中的有害成分，使气体净化，以便进一步加工处理。依据：气体混合物中各组分在溶剂中溶解度不同气体吸收的工业应用溶质或吸收质，以A表示；惰性气（不被吸收的组分），以B表示。三大对A和B的溶解度差异要大对A的溶解度要大对A的溶解度在条件改变时变化要大三小挥发性小粘度小腐蚀小技术经济性气体吸收的流程吸收操作流程：采用吸收操作实现气体混合物的分离必须解决下列问题：①选择合适的溶剂，使能选择性比溶解某个（或某些）被分离组份；②提供适当的传质设备（多位填料塔，也有板式塔）以实现气液两相的接触，使被分离组分得以从气相转移到液相（吸收）或相反（解吸）；③溶剂的再生，即脱除溶解于其中的被分离组分以便循环使用。除了制取溶液产品只需单独吸收外，一般都要进行解吸操作，使溶剂再生循环使用。气体吸收的实例气液两相的接触方式填料塔物理吸收：利用气体混合物在所选择的溶剂中溶解度的差异而使其分离的吸收过程化学吸收：伴有显著化学反应的吸收过程。该法使吸收过程推动力增大，阻力减少，吸收效率提高，可处理低浓度气态污染物化学法用于气体分离时一般需要是化学反应可逆，实现溶剂循环利用第二节吸收过程基础理论xi液相中摩尔分数yi气相中摩尔分数ci液相中摩尔浓度pi气相中分压力Xi液相中摩尔比Yi气相中摩尔比相平衡：在一定的温度和压力下，吸收过程的速率和解吸过程的速率最终将会相等，气液两相间的质量传递达到动态平衡，简称为相平衡。这时气相中吸收质分压称为平衡分压；液相中所溶解吸收质的浓度称为平衡溶解度，简称溶解度；溶解度是吸收的极限，又称最大溶解度，常定义为每100千克溶剂中溶解气体的千克数。1平衡分压：在一定条件下，任何气体在某种溶剂中溶解达到平衡时，其在气相中的分压是一定的。2吸收过程：进行的方向与极限取决于气液两相中的平衡关系。P表示气相中溶质的实际分压；p*表示平衡分压；p＞p*时，溶质便由气相向液相转移，吸收p＜p*时，溶质便由液相向气相转移，称为解吸。P＝p*时，处于气液平衡状态溶解度曲线：在一定温度、压力下，平衡时溶质在气相和液相中的浓度的关系曲线。溶解度特点：①在同温同压的情况下，不同性质的气体在相同溶剂中的溶解度不同；②当温度一定时，溶解度随吸收质分压的升高而增大；③气体的溶解度与温度有关，一般来说，随着温度的升高，溶解度下降。定义：用来描述稀溶液或（难容气体）在一定温度下，当总压不高时，互成平衡的气液两相组成之间的关系。混合气体总压不高稀溶液（可视作理想溶液,x<0.05）由于气液相组成可以采用不同的表示方法，故亨利定律有不同的表示形式。气相：pi，yi，Yi液相：xi，ci，Xi亨利定律是物理吸收过程的气液相平衡规律。在一定温度下，对总压不高(一般约小于5×l05Pa)的物理吸收，气态吸收质在吸收剂溶液中的溶解度与气相中吸收质的平衡分压成正比，即：1.液相浓度与溶质分压力关系定律形式亨利定律既可由液相组成计算气相组成，也可由气相组成计算液相组成。亨利定律表达式中各系数之间的关系（三）亨利定律中几个系数之间的关系1atm下，浓度为0.02（摩尔分数）的稀氨水在20℃时氨的平衡分压为1.666kPa，其相平衡关系服从亨利定律，氨水密度可近似取1000kg/m3。求：E、m、H。解：四吸收过程的机理——双膜理论四吸收过程的机理——双膜理论（1）扩散物质从一相的主体扩散到两相界面（单相中的扩散）；3．双膜理论双膜理论的基本论点（假设）（1）气液两相存在一个稳定的相界面，界面两侧存在稳定的气膜和液膜。膜内为层流，A以分子扩散方式通过气膜和液膜。（2）相界面处两相达平衡，无扩散阻力。（3）有效膜以外主体中，充分湍动，溶质主要以湍流扩散的形式传质。3．双膜理论NA——气液相间传质速率，kmol·m-2·s-1KG——气相总传质系数，kmol·m-2·s-1·kPa-1KG越大传质速率越快第四节吸收装置1吸收设备基本要求：气体吸收设备大致可分为塔器和其他设备。塔器类主要包括喷淋塔、填料塔、板式塔、湍球塔等；其他设备也很多，如列管式湿壁吸收器、文丘里喷射吸收器、喷洒式吸收器等。2）填料（1）对填料的基本要求为使填料塔发挥良好的性能，填料应符合以下几项主要要求。要有较大的比表面积单位体积填料层所具有的表面积称为填料的比表面积，用σ表示，单位为m2／m3。填料的表面只有被流体的液相所润湿，才能构成有效的传质面积。因此，还要求填料有良好的润湿性及有利于液体均匀分布的形状。要求有较