5.1 预备知识 (课件）-《化工单元操作》同步教学（化学工业出版社）

5.1 预备知识 5.1 吸收预备知识 《化工单元操作》 5 吸收 5.1预备知识 5.2认知吸收-解吸实训装置的工艺流程 5.3吸收-解吸装置的开车准备 5.4吸收-解吸装置的正常开车 5.5吸收尾气浓度的控制 5.6吸收-解吸装置的正常停车 5.1 吸收预备知识 5.1 预备知识 5.1.1 概述 5.1.2 相平衡关系 5.1 吸收预备知识 5.1.1 概述 拉开可乐易拉罐时，你会发现可乐会自动喷出来？ 夏天可乐长时间暴晒的话可能会爆炸？ 5.1 吸收预备知识 温度和压力对气体溶解度的有何影响？ 一般来说，气体在水中的溶解度随压力的升高而增大；随温度的升高而减小。 注：溶剂温度越高，固体溶剂的溶解度就越高，而气体则恰恰相反，溶剂温度越低，溶质的溶解度就 越高。 溶解度 5.1 吸收预备知识 吸收 1）气体吸收的定义 工业生产中，利用气体混合物各组分在液体中溶解度的差异来分离气体混合物的单元操作。 5.1 吸收预备知识 吸收 2）气体吸收在工业中的应用 原料气的净化 有价值组分的回收 制备某种气体溶液 工业废气的治理 5.1 吸收预备知识 3）吸收的相关概念 吸收质：混合气体中，能够溶解的组分称为吸收质或溶质，以A表示。 惰性组分：不被吸收的组分称为惰性组分，也叫载体，以B表示。 吸收剂：吸收所用的液体称为吸收剂或溶剂，以S表示。 吸收液：吸收后得到的液体称为吸收液或溶液。 吸收尾气：主要成分是惰性气体B，还含有残余的溶质A。 5.1 吸收预备知识 4）气体吸收的分类 1、按溶质与溶剂是否发生显著的化学变化，可分为物理吸收和化学吸收； 3、按被吸收组分数目的不同，可分为单组分吸收和多组分吸收； 2、按吸收体系（主要是液相）的温度是否发生显著变化，可分为等温吸收和非等温吸收； 4、按混合气体中吸收质浓度的不同，可分为低浓度吸收和高浓度吸收。 5.1 吸收预备知识 解吸 1.定义：将溶液中的气体溶质分离出来，又称脱吸。 2.目的：（1）获得高纯度溶质 （2）再生溶剂 3. 常用的解吸方法： （1）减压解吸　 （2）加热解吸 （3）在惰性气体中解吸 （4）精馏 5.1 吸收预备知识 2）气相组成的表示方法 1）液相组成的表示方法 吸收浓度的表示方法 理想气体：摩尔分数=体积分数=压力分数 ★物质的量比——混合物中某一组分物质的量与另一组分物质的量的比值，称为该组分的物质的量比。液相用X表示，气相用Y表示。 5.1.2 相平衡关系 5.1 吸收预备知识 用Y、X来进行吸收计算，比用y、x方便。因为： Y的分母为惰性组分，在吸收过程中不变　。 y的分母是混合气体，在吸收过程中不断变化。 X的分母为溶剂，在吸收过程中不变。 x的分母为溶液，在吸收过程中变化。 附：在吸收计算中，认为惰性组分不进入液相，溶剂也没有气化现象。所以惰性组分的摩尔流量和溶剂的摩尔流量始终不变。若以二者为基准分别表示溶质在气、液两相中的浓度，则对吸收计算带来很大方便。为此常采用物质的量比Y、X分别表示气、液两相的组成。 5.1 吸收预备知识 亨利定律 表示某种气体当气相总压不高（<0.5MPa）、且溶解后形成的溶液为稀溶液时，溶液中溶质浓度与该气体的平衡关系。 亨利定律可写成 p*= c/H 或 c = Hp* 式中：c——体积摩尔浓度，mol/m3 p*——溶质的气相平衡压力，Pa H——溶解度系数，mol/(m3·Pa) H 值随温度升高而减小。 一般来说，难溶气体H值小，易溶气体H值大。 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 5.1 吸收预备知识 如果被吸收的气体是气体混合物的某个组分 亨利定律可写成 p*= Ex 式中：x ——溶液中溶质的摩尔分数 E ——亨利系数，Pa E 值随温度升高而增大。 一般来说，难溶气体E值大，易溶气体E值小。 亨利定律式子表明了气液两相达到平衡时，溶质在气相和液相中量的分配情况。 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 5.1 吸收预备知识 亨利系数E与溶解度系数H的关系： 式中：ρS——溶剂的密度，kg/m3 MS——溶剂的摩尔质量，kg/mol 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 5.1 吸收预备知识 吸收平衡线 表明吸收过程中气液相平衡关系的曲线。吸收平衡线可用y-x图表示 y和x分