模块六 气体吸收操作（课件）-高一《化工单元操作》同步教学（高教版）

模块六 气体吸收操作 《化工单元操作》 项目1 认识气体吸收装置 问题：酸雨是怎样形成的？ 怎样净化含污染物的尾气？ 以上问题可以用吸收解决之。 吸收是分离气体混合物的操作，如用水吸收氨气制取氨水，工业废气中SO2等有害气体的处理，均为吸收操作。 本项目来认识气体吸收装置。 实训任务：认识气体吸收装置 实训过程 观察吸收塔主体——观察填料类型——观察进气系统——观察尾气测定系统——观察仪表及调节系统 检查评价 自查实训情况，各组比较操作情况及数据的准确性，选出最佳操作人员。 一、吸收塔 1．填料塔结构 问题1．填料塔的结构是怎样的？各部件起什么作用？A型和B型填料塔有什么区别？ 塔体、支座 液体进出口、液体分布器、再分布器、液体收集器 填料、填料压板、填料支承板 气体进口、气体出口 自学、讨论 2．填料 散装填料（乱堆填料、颗粒填料） （a）鲍尔环 （b）梯形环 （c）矩鞍填料 （d）环鞍形填料 （e）球形填料 （a）格栅填料 （b）金属丝网波纹填料 （c）陶瓷波纹填料 规整填料 填料的特性 比表面积，a，单位为m2/m。比表面积越大，气、液分布越均匀，传质效率越高。 空隙率，ε，单位为m3/m3。空隙率越大，结构越开敞，通量越大，气体通过的能力越大且压降低。 填料因子，a/ε3，单位为1/m。填料因子值越小，表明流动阻力越小。 几种填料的综合评价见表6-2。波纹填料最好，金属鞍环填料次之。 3. 填料支承板 支承塔内的填料，同时又能保证气、液两相顺利通过。 栅板 气体喷射式支承板 4. 液体分布器 作用是将液体均匀地分布在填料表面上，提高填料表面的有效利用率。其位置通常高于填料表面150～300mm。 （a）槽盘式 （b）齿槽式 （c ）喷洒式分布器喷嘴 （d）排管式 5. 液体再分布器 作用：改善壁流的情况。 多孔盘式再分布器 6. 除沫器 作用：除去填料层顶部逸出气体中的液滴。 安装在喷淋装置上方。 丝网除沫器 1．吸收的概念 问题2．吸收是怎么回事？解吸又是怎么回事？ 问题3．吸收剂、吸收质和惰性气分别是指什么？ 自学、讨论 二、吸收基础知识 2. 吸收操作的应用 （1）制取溶液。 （2）分离气体混合物。 （3）除去气体中有害的杂质。 （4）回收气体混合物中有用组分，以综合利用，保护环境。 问题4．以煤气脱苯为例，说明吸收操作的流程 自学、讨论 3. 吸收过程的分类 按吸收过程有无化学反应分：物理吸收、化学吸收 按被吸收的组分数目分：单组分吸收、多组分吸收 按吸收过程有无温度变化分：等温吸收、非等温吸收 按吸收过程的操作压力分：常压吸收、加压吸收 1．亨利定律 在总压不高、温度一定的条件下，气、液两相达到平衡状态时，稀溶液上方溶质的平衡分压与溶解度之间成正比。 三、吸收原理 2. 吸收过程的推动力 当YA＞ 或XA＜ 、pA＞ 时，为吸收过程； 当YA= 或XA= 、pA= 时，为平衡状态； 当YA＜ 或XA＞ 、pA＜ 时，为解吸过程。 3．吸收机理——双膜理论 双膜理论的基本要点： （1）气、液两相界面两侧存在两个很薄的流体膜——气膜和液膜。 （2）界面上不存在传质阻力，在气、液两相主体中也没有传质阻力，阻力集中在两膜层中。 吸收过程简化成为经过气、液两膜的分子扩散过程，吸收过程的推动力主要来源于气相的分压差和液相的浓度差。 4．吸收速率 单位时间内通过单位传质面积的吸收质的量。 吸收速率与传质推动力成正比，与传质阻力成反比。 对易溶气体，阻力主要集中在气膜内，为“气膜控制”。 对难溶气体，阻力主要集中在液膜内，为“液膜控制”。 要提高吸收速率，可以从以下几方面来考虑： （1）减小双膜厚度 （2）增大吸收推动力 （3）增大气、液相接触面积 【作业】 复习题， 计算题， 问答题： 1．吸收操作与蒸馏操作有什么异同点？ 2．吸收过程的双膜理论有什么局限性？怎样根据双膜理论来控制吸收操作条件？ 项目2 填料塔流体力学特性的测定 问题：怎样评价填料塔性能的优劣？ 是不是只能在实际操作中评价？ 通过测定填料塔流体力学性能，可以评价填料塔性能的好坏，进一步指导生产。 实训任务：测定填料塔流体力学性能 实训过程 检查准备——开动供水系统——开动空气系统——观察拦液现象——观察液泛现象——正式测定——绘制曲线 检查评价 自查实训情况，各组比较操作情况及数据的