第八章气体吸收
第八章 气体吸收
8.1概述 (1)吸收的目的 在化学工业种,将气体混合物种的各组分加以分离,其目的是 ①回收或捕获气体混合物中的有用物质,以制取产品; 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, 如有害气体会使催化剂中毒,必须除去;或除去工业放空尾气中的有害 物,以免污染大气 (2)吸收的依据 为达到吸收分离气体混合物的目的,要用什么物质(溶剂,吸收剂) 其分离的依据使什么?(气体混合物中各组分在溶剂中的溶解度不同, 若各组分在吸收剂中的溶解度差异越大,吸收的选择性越好)例如欲分 离氨气十空气的混合物,可选择水做溶剂,因为氨水在水中的溶解度最 大,而空气几乎不溶于水
8.1概述 ⑴ 吸收的目的 在化学工业种，将气体混合物种的各组分加以分离，其目的是： ①回收或捕获气体混合物中的有用物质，以制取产品； 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, 如有害气体会使催化剂中毒，必须除去；或除去工业放空尾气中的有害 物,以免污染大气。 ⑵ 吸收的依据 为达到吸收分离气体混合物的目的，要用什么物质（溶剂，吸收剂）， 其分离的依据使什么？（气体混合物中各组分在溶剂中的溶解度不同， 若各组分在吸收剂中的溶解度差异越大，吸收的选择性越好）例如欲分 离氨气＋空气的混合物，可选择水做溶剂，因为氨水在水中的溶解度最 大，而空气几乎不溶于水
8.1概述 氨气(浓度低)十空气 总压P 溶质(A)分压p4 Pe与溶液中A的浓度成 密闭容器 平衡的气相分压 水(溶剂) PA>Pe吸收,PA<Pε解吸,P4=Pe平衡, 氨气(浓度高)+空气惰性气体)P4-P—吸收总推动力亦可用其他浓度差 (溶质,被吸收组分) 表示动力 图8-1
8.1概述 密闭容器 水（溶剂） 氨气(浓度高)＋空气(惰性气体) (溶质，被吸收组分) 氨气（浓度低）＋空气 总压 溶质（A）分压 与溶液中A的浓度成 平衡的气相分压 p A p e p 吸收， 解吸， 平衡， ——吸收总推动力亦可用其他浓度差 表示动力 pA pe pA pe pA = pe pA − pe 图8-1
8.1概述 (3)工业吸收设备及气、液两相接触方式 我们已经了解了吸收的依据,下面再思考一个问题,上述密 闭容器能否用作工业吸收设备?(可以,但吸收效果不好,原因 在于气、液两相接触情况不好)对工业吸收设备有什么要求 (尽可能提供气、液两相有足够大的接触面积,尽可能使气、液 两相接触充分,尽可能使气、液两相的传质推动力大(逆流)) 为达到上述要求,目前工业上常用的吸收设备使塔设备,按气 液两相在塔中的接触方式不同分为级式接触和微分接触两大类。 在工业上,上述两种不同接触方式的传质设备不仅用于气体 吸收,同样也可用于液体精馏、萃取等其他传质单元操作。两类 设备可采用完全不同的计算方法,本章吸收主要讨论填料塔的计 算方法,下章精馏主要讨论板式塔的计算方法,而两种方法之间 的关系及具体的塔结构及其设计计算在塔设备一章中介绍
8.1概述 ⑶工业吸收设备及气、液两相接触方式 我们已经了解了吸收的依据，下面再思考一个问题，上述密 闭容器能否用作工业吸收设备？（可以，但吸收效果不好，原因 在于气、液两相接触情况不好）对工业吸收设备有什么要求？ （尽可能提供气、液两相有足够大的接触面积，尽可能使气、液 两相接触充分，尽可能使气、液两相的传质推动力大（逆流）） 为达到上述要求，目前工业上常用的吸收设备使塔设备，按气、 液两相在塔中的接触方式不同分为级式接触和微分接触两大类。 在工业上，上述两种不同接触方式的传质设备不仅用于气体 吸收，同样也可用于液体精馏、萃取等其他传质单元操作。两类 设备可采用完全不同的计算方法，本章吸收主要讨论填料塔的计 算方法，下章精馏主要讨论板式塔的计算方法，而两种方法之间 的关系及具体的塔结构及其设计计算在塔设备一章中介绍
8.1概述 在工业上,两种形式的塔设备大多情况均为连续操作,即设备 内的参数都不随时间变化,称为定态连续过程。当然也可以式间歇 操作的非定态过程,很少见,故后面除特殊说明外,均指连续定态 操作。 (4)工业吸收流程(见旧讲稿) 由流程图可见,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 分 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)或气相 (解吸)
8.1概述 在工业上，两种形式的塔设备大多情况均为连续操作，即设备 内的参数都不随时间变化，称为定态连续过程。当然也可以式间歇 操作的非定态过程，很少见，故后面除特殊说明外，均指连续定态 操作。 ⑷工业吸收流程（见旧讲稿） 由流程图可见，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 分； 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）或气相 (解吸)；