5.1概述（课件）-《化工单元操作（第三版） 》同步教学（化工版·2022）

第5章 气体吸收 5.1 概述 在化工生产中，通常会遇到均相物系混合物的分离问题，即将这些混合物分离为较净或几乎纯态的物质。利用原物系中各组分间某种物性的差异，从而将均相物系形成一个两相物质，达到分离的目的。物质在相间的转移过程称为物质传递过程（简称传质过程）。化学工业中常见的传质过程有蒸馏、吸收、干燥、萃取和吸附等单元操作。 2 混合物 非均相混合物——有明显的相界面—— 机械分离 均相混合物——以分子状态分散 溶液：液态、气态 引入添加剂（物质或能量） 传质分离 气体吸收、精馏、萃取、干燥、浸取 某种力场作用下速率差异实现混合物的分离 速率分离过程 反渗透、渗析、膜分离 一、吸收 1、定义：利用气体中各组分在液相中溶解度的差异而分离气体混合的操作称为吸收。 2、依据：气体混合物中各组分在溶剂中的溶解度不同，使混合气得以分离。 3、几个概念 ⑴所用液体称为吸收剂（或溶剂）。 ⑵气体中被溶解的组分称为吸收质或溶质。 ⑶不被溶解的组分称为惰性气体或载体。 4 ⑷吸收操作所得到的液体称为溶液（主要成分是吸收剂和溶质）。 ⑸剩余的气体为尾气，主要成分为惰性气体，还有残余的吸收质。 （6）解吸（脱吸）——与吸收相反的操作， 溶质：液相  气相 二、吸收的分类 ⑴按吸收方式分为：物理吸收和化学吸收 5 在吸收的过程中，如果溶剂中的气体不与溶剂发生明显的化学反应，所进行的操作称为物理吸收，如用水吸收ＣＯ２等。若气体溶解后与溶剂或预先溶于溶剂里的其它物质进行化学反应，则称为化学吸收。如用ＮａＯＨ溶液吸收CO2、ＳＯ２等。 ⑵按组分数分为：：单组分吸收和多组分吸收。如制取盐酸、硫酸等为单组分吸收，回收苯、治理ＮＯ等为多组分吸收。 6 ⑶按温度变化分为：等温吸收和非等温吸收 本章主要讨论低浓度、单组分的等温、物理吸收的原理与设备。 三、吸收操作的应用： （１）分离和净化原料气。原料气在加工以前，其中无用的或有害的成分都要预先除去。如从合成氨所用的原料气中分离出ＣＯ２、ＣＯ、Ｈ２Ｓ等杂质。 7 （2）某些产品的制取。如制酸工业中用水分别吸收混合气体中的HCl、ＳＯ３­和ＮＯ２制取盐酸、硫酸和硝酸。 （3）废气的治理。生产过程中排放的废气往往含有对人体和环境有害的物质，如ＳＯ２、Ｈ２Ｓ等这类环境保护问题已愈来愈受重视。选择适当的工艺和溶剂进行吸收是废气治理中应用较广的方法。 8 四、实现吸收操作的条件 ⑴选择适宜的吸收剂是实现吸收操作的必要条件 ⑵利用混合气中各组分在相同条件下具有不同的溶解度是实现吸收操作的基本依据。 9 四、实现吸收操作的条件 ⑶气液两相必须充分接触，要有足够的接触面积，才能完成吸收任务，达到分离效果。 ⑷吸收和解吸联合操作，可使吸收剂再生而重复利用，降低生产成本。 10 五、吸收剂的选择（对吸收剂的要求） ⑴对被吸收的组分要有较大的溶解度，且有较好的选择性。即对溶质的溶解度要大，而对惰性气体几乎不溶解。 ⑵要有较低的蒸气压，以减少吸收过程中溶剂的挥发损失。 ⑶要有较好的化学稳定性，以免使用过程中变质。 11 五、吸收剂的选择（对吸收剂的要求） ⑷腐蚀性要小,以减小设备费用和维修费。 ⑸粘度要低，以利于传质及输送；比热要小，使再生时的耗热量较小、不易燃，利于安全生产。 ⑹吸收后的溶剂应易于再生。 12 实际上很难找到一种能满足以上所有要求的溶剂，因此，对可供选用的溶剂应作经济评价后作出合理的选择。  六、吸收与蒸馏操作的区别 七、吸收操作流程：如下图 13 吸收操作流程 14 15 八、吸收设备 16 $$