化工原理(王志魁版---第五章吸收(已修改)
2024-12-20 07:52 本頁(yè)面
【正文】 第五章 吸收 第一節(jié) 概述 ?吸收定義 ? 利用組成混合氣體各組分在溶劑中溶解度不同，來(lái)分離氣體混合物的操作，稱為吸收操作。 ? 溶質(zhì) A ? 惰性組分 B ? 溶劑 S ? 吸收溶液 ? 吸收尾氣 ? 吸收操作示意圖 ? 吸收在工業(yè)上的用途 ? 分離混合氣體以回收所需的組分 ? 除去有害組分以凈化氣體 ? 制備某種氣體的溶液 ? 工業(yè)廢氣的治理 第一節(jié) 概述 ? 吸收的分類 ? 按有無(wú)化學(xué)反應(yīng) ?物理吸收 ?化學(xué)吸收 ? 按溶質(zhì)氣體的數(shù)目 ?分單組分吸收 ?多組分吸收 ? 按有無(wú)明顯熱效應(yīng)， ?等溫吸收 ?非等溫吸收 第一節(jié) 概述 ? 吸收劑的選擇 ? 溶解度 ? 選擇性 ? 揮發(fā)度 ? 粘性 ? 其它 ?無(wú)毒性 ?無(wú)腐蝕性 ?不易燃 ?不發(fā)泡 ? 冰點(diǎn)低 ?價(jià)廉易得 ?具有化學(xué)穩(wěn)定性 第二節(jié) 氣液相平衡關(guān)系 一 平衡溶解度 ?相平衡 ? 平衡分壓（飽和分壓） ? 平衡濃度（飽和濃度） ? 氣體的溶解度： 指氣體在液相中的飽和濃度，用單位質(zhì)量（或體積）的液體中所含溶質(zhì)的質(zhì)量來(lái)表示 ? 溫度 ? 該溶質(zhì)在氣相中的濃度（分壓） ? 物系的特性 ?在相同溫度和分壓下，不同物質(zhì)的溶 解度有很大差異 ?欲得到一定濃度的溶液，易溶氣體所需 分壓較低，而對(duì)難溶氣體所需分壓較高 ?對(duì)同一種溶質(zhì)，溶解度隨 T?而 ?， 隨 分壓 ?而 ? ?T ? 、 分壓 ?有利于吸收，而 T ?而 分 壓 ?，有利于脫吸 二 亨利定律 ?亨利定律 : 當(dāng)總壓不高 (不超過(guò) 5xl05Pa)時(shí)，在恒定的溫度下，稀溶液上方的氣體溶質(zhì)平衡分壓與該溶質(zhì)在液相中的濃度之間存在如下的關(guān)系 1. px關(guān)系 ExpA ?*PA*：溶質(zhì)在氣相中的平衡分壓， kPa x ：溶質(zhì)在液相中的摩爾分率 E：亨利系數(shù)，其單位與壓強(qiáng)單位一致 ?與物系的特性、 T、溶質(zhì)的分壓有關(guān) ?亨利系數(shù) ?當(dāng)溶質(zhì)分壓不超過(guò) 1x105Pa，恒定溫度下 E值可視為常數(shù) ?T?， E ? ?在同一溶劑中，難溶氣體的 E值很大，而易溶氣體的 E值很小 ?對(duì)理想溶液，亨利定律與拉烏爾定律一致， E=P176。 二 亨利定律 2. PAcA關(guān)系 Hcp AA ?*cA：?jiǎn)挝惑w積溶液中溶質(zhì)的摩爾數(shù)， Kmol/m3 PA*：氣相中溶質(zhì)的平衡分壓， kPa H：溶解度系數(shù)， kmol／ (kNm) ?溶解度系數(shù) H與亨利系數(shù) E的關(guān)系 若溶液的濃度為 ckmo1(A)／ m3，密度為 ?kg／ m3， 則 1 m3溶液中所含的溶質(zhì) A為 c kmol，溶劑 S為（ ?cMA） /MS kmol sAAAAMMcccx??? ? )(AsAsAMMcMc??? ?Exp ?* )MM(c MEcAsisi ??? ?)(1AsAs MMc EMH ??? ?? sEMH ?1?T ? ， H ? ?在同一溶劑中，易溶氣體 的 H值很大，而難溶氣體 的 H值很小 sEMH ??二 亨利定律 3. x— y關(guān)系 mxy ?*x：液相中溶質(zhì)的摩爾分率 y*：與該液相成平衡的氣相中溶質(zhì)的摩爾分率 m：相平衡常數(shù)，或分配系數(shù)，無(wú)因次 若系統(tǒng)總壓為 P： Pyp A ?*Pyp A ??Exp A ?*又 ExPy ?? *xPEy ?? *PEm ???m與物系的特性、 T、 P有關(guān) ?m值越大，則表明該氣體的溶解度愈小 ?T ? ， P ?， m ?，不利于吸收 二 亨利定律 4. XY關(guān)系 xxX??? 1液相中溶劑的摩爾數(shù)液相中溶質(zhì)的摩爾數(shù)yyY??? 1數(shù)氣相中惰性組分的摩爾氣相中溶質(zhì)的摩爾數(shù)XXx?? 1 YYy?? 1mxy ?*XXmYY??? 1*1*XmmXY)1(1* ???在 Y— X坐標(biāo)系中的圖形總是曲線 當(dāng)溶液濃度很低時(shí)， mXY ?*二 亨利定律 ? 總結(jié)亨利定律的形式 Exp A ?*Hcp AA ?*mxy ?*mXY ?*Epx A?*AA Hpc ?*myx ?*mYX ?*三 氣液相平衡在吸收中的應(yīng)用 1. 判斷溶質(zhì)傳質(zhì)的方向 氣液相平衡關(guān)系為 y*=mx 或 x*=y/m y y*或 xx*進(jìn)行吸收 反之，解吸（或脫吸） 2. 確定傳質(zhì)的推動(dòng)力 y 2 x 2 E y y A P M N x y* O x x* y 1 x 1 圖 5 7 吸收推動(dòng)力示意圖 以氣相組成差表示的推動(dòng)力為 Δy= y y* 以液相組成差表示的推動(dòng)力為 Δx = x* x 以氣相分壓差表示的推動(dòng)力為 Δp = p p* 以液相組成表示的推動(dòng)力為 ΔcA = c*A cA y 2 x 2 E y y A P M N x y* O x x* y 1 x 1 圖 5 7 吸收推動(dòng)力示意圖 三 氣液相平衡在吸收中的應(yīng)用 y2min≥y*2=m x2 x1max≤x*1=y1/m 3. 指明傳質(zhì)過(guò)程進(jìn)行的極限 y2 x2 E y y A P M N x y* O x x* y1 x1 圖 5 7 吸收推動(dòng)力示意圖 第三節(jié)吸收過(guò)程的傳質(zhì)速率 一 分子擴(kuò)散與費(fèi)克定律 ? 擴(kuò)散通量 dzd
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1