【正文】 ，所以在吸收設計中，通常是采用載體流量作為運算的基準，這時氣液濃度就以摩爾分子比來表示。補參考郭靜編，P114， 表81 控制因素舉例氣膜控制液膜控制雙膜控制H2O吸收NH3H2O或弱堿吸收CO2H2O吸收SO2H2O吸收HClH2O吸收Cl2H2O吸收丙酮堿液或氨水吸收SO2H2O吸收O2濃硫酸吸收NO2濃硫酸吸收SO2H2O吸收H2弱堿吸收H2S（1）用水吸收氨 式中：kga——氣膜體積吸收系數(shù)，kmol/（m3說明幾點：?以E表示的亨利系數(shù)； ?隨溫度升高，E增大； ?通過比較E，我們可以判斷那些氣體易溶于水，E越小，該氣體越易溶于水。氣相總傳質速率方程式： （78） （79）液相總傳質速率方程式： （710） （711） 式中：kAg——以PA—PA*為推動力的氣相總傳質系數(shù)，kmol/（m2通過上述分析可以看出傳質的推動力來自可溶組分的分壓差和在溶液中該組分的濃度差，而傳質阻力主要來自氣膜和液膜。液體正上方的空氣分壓pB2可通過蒸汽液體平衡（VLE）數(shù)據(jù)得到?？杉僭O為零，所以根據(jù)道爾頓定律，這一點的pB1可以認為是全壓。 （3）在界面上，氣液兩相呈平衡態(tài)，即液相的界面濃度和界面處的氣相組成呈平衡的飽和狀態(tài)，也可理解為在相界面上無擴散阻力；（4） 在兩相主體中吸收質的濃度均勻不變，因而不存在傳質阻力，僅在薄膜中發(fā)生濃度變化；存在分子擴散阻力，兩相薄膜中的濃度差等于膜外的氣液兩相的平均濃度差。以一個相的虛擬濃度與另一相中該組分平衡濃度的濃度差為總傳質過程的推動力，則分別得到穩(wěn)回收過程的氣相和液相總傳質速率方程式。（3） 亨利定律參數(shù)的換算（自學） 重點：看書P242，表75給出部分氣體不同溫度水溶液的亨利系數(shù)?？傊谶x擇設備形式及確定操作條件時，應特別注意減小傳質阻力，以提高傳質速率。氣液流量作為變量，以它們?yōu)榛鶞蔬M行工藝設計是不方便的。(3)低濃度氣體吸收操作線方程式 G——表示單位時間通過塔任一截面單位面積的混合氣體摩爾流量，kmol/(m2理論上吸收液的最大濃度為該切線和Y=Y1水平線交點D的橫坐標X1max，此時最小氣液比計算式為： （740） 圖78 吸收塔的氣液比(2)實際設計中氣液比的確定必須滿足下列三個原則： ?操作液氣比必須大于最小液氣比； ?就填料塔而言操作液體的噴淋密度（即每平方米的塔截面上每小時的噴淋量，m3/m2 吸收操作中的化學反應有許多種。一般通過聯(lián)立方程組函數(shù)式，用分析法求解較困難，只有在具有某簡單形式給出若干假定時，應用膜模型、溶質滲透膜模型和表面更新模型及其它理論才有可能求得解析解或近似解，以及應用計算機得數(shù)值求解。（二）吸收設備的設計（1）設計計算依據(jù) ①單位時間內所處理的氣體流量；②氣體的組成成分；③被吸收組分的吸收率或凈化后氣體的濃度；④使用何種吸收液；⑤吸收操作的工作條件，如工作壓力、操作溫度等。 ④根據(jù)物料平衡、相平衡、傳質速率方程式和反應動力學方程式確定吸收設備主要尺寸。操作條件下氣液平衡關系服從亨利定律，y=，實際液氣比為最小液氣比的2倍，試計算清水用量和出塔氨水濃度x1。將其碾碎和篩分，取其一定細度的顆粒既可作為吸附劑。制備：有各種含炭物質干餾碳化，并經(jīng)活化處理而得到的。碳分子篩的孔結構主要分布形式為：大孔直徑與碳粒的外表面相通，過渡孔從大孔分支出來，微孔又從過渡孔分支出來。（2） 降壓或真空解吸吸附過程與氣相的壓力有關，壓力高時，吸附進行的快；當壓力降低時，脫附占優(yōu)勢。（1） 弗羅德里希（Freundlich）方程（I型等溫線中壓部分） XT－單位吸附劑的吸附量，即被吸附組分的質量與吸附劑質量之比值； P－吸附質在氣相中的平衡分壓，Pa； K,n－經(jīng)驗常數(shù)，與吸附劑、吸附質種類及吸附溫度有關，通常n1，其值由實驗確定。(b)內擴散速率 kx ——內擴散吸附分系數(shù)，kg/() ；XA、XAi——分別為A在固相外表面及內表面的濃度，質量分數(shù)。內，所吸附污染的量為： （7105） 同時 （7106） x——在時間τ39。 常用的載體：硅藻土、硅膠、活性炭、分子篩以及某些金屬氧化物（氧化鋁、氧化鎂等）多孔性惰性材料。 中毒的化學本質：由于毒物比反應物對活性組分具有更強的親和力。反應器內每一點的流態(tài)各不相同，停留時間各異不同停留時間的物料在總量中所占的分率具有相應的統(tǒng)計分布－停留時間分布函數(shù)返混：在連續(xù)流動狀態(tài)下，不同停留時間的物料在各個流動截面上難免要發(fā)生混合，這種現(xiàn)象即稱為返混。不奮斗就是每天都很容易，可一年一年越來越難。由催化床的空間體積、物料的體積流量和流動方式?jīng)Q定（2）反應器的流動模型 兩種理論流動模型：活塞流、混合流活塞流反應器：物料以相同的流速沿流動方向流動，而且沒有混合和擴散。 老化的原因：低熔點活性組分的流失、燒結、低溫表面積炭結焦、 內部雜質相表面遷移和冷熱應力交替作用所造成的機械粉碎等 溫度對于老化影響較大，工作溫度越高，老化速度越快。阿累尼烏斯方程：K=(E/RT) 式中：K——反應速度常數(shù)；A——頻率因子，單位與K相同；E——活化能,kJ/mol；R——氣體常數(shù)，kJ/()；T——絕對溫度，K。穿透曲線：表示吸附床處理氣體量與出口氣體中污染物濃度之間的關系曲線。BET方程在P/P0=~。當吸附質與吸附劑相互之間的作用微弱時，就出現(xiàn)了第三類等溫線。 動活性－吸附過程中未達到平衡時單位吸附劑吸附吸附質的量此外，接觸時間】吸附器性能等亦影響吸附效果。　　沸石的特點是具有分子篩的作用，它有均勻的孔徑，如3A0、4A0、5A0、10A0細孔。用途：主要用于干燥、氣體混合物及石油組分的分離等。氣體吸附分離成功與否，極大程度上依賴于吸附劑的性能，因此選擇吸附劑是確定吸附操作的首要問題。(4)最小吸收劑用量Lsmin的計算設化學反應的方程式為：，作物料衡算有： 對于快速反應與瞬間反應，可忽略不計，吸收最小用量相當于CB1=0時的吸收劑用量，即： 式中：CACA2——分別為氣體入口與出口處溶液中組分A的摩爾濃度，Kmol/m3；CBCB2——分別為氣體入口與出口處溶液中組分B的摩爾濃度，Kmol/m3；CGCG2——分別為氣體入口與出口處氣體中組分A的摩爾濃度，Kmol/m3。 ②溫度和壓力：通常溫度降低，壓力升高，則氣體溶解度增大。主要吸收設備有板式塔（如泡罩塔、篩板塔、浮閥塔等），湍球塔（即活動填料塔）等。（補）增強系數(shù)：由于化學吸收增大傳質推動力和傳質系數(shù)，致使吸收過程的速率增強。（2） 如果反應進行的很快，以致氣體剛進入氣液界面就被消耗殆盡，則溶質在液膜中的擴散阻力大為降低，甚至降為零。當塔底操作點D與平衡線相交時，X1與Y1成平衡，這時理論上吸收液所能達到的最高濃度，以X1*表示，此操作線對應的液氣比稱為最小液氣比，以（Ls/GB）min表示。(2)操作線與平衡線間的關系，要掌握以下三個方面： 在YX圖上，吸收操作線必須處于平衡線之上。（2）解析法聯(lián)立方程組： 求解可得xAi、yAi。這時總吸收系數(shù)可近似地認為等于液相中的傳質分系數(shù)，即Kx≈kx，這種情況下的傳質速率為液膜傳質控制過程，如堿吸收CO水吸收O2的過程。（2） 亨利定律 物理吸收時，常用亨利定律來描述氣液相間的相平衡關系。Pa）以xAi—xA或CAi—CA為液相傳質推動力，則液相分傳質方程： （76） （77）式中：xAi、xA——分別表示吸收質A在液相主體和相界面上的摩爾分率； CAi、CA ——分別表示吸收質A在液相主體和相界面上的摩爾濃度，kmol/m3； kx——以為推動力的液相分傳質系數(shù)，kmol/（m2基本論點： （1）在氣液兩相接觸時，兩相間有個相界面。湍流擴散：物質在湍流流體中的傳遞，除了由于分子運動外，更主要的是由于流體中質點的運動而引起的擴散的結果：氣體從濃度較高的區(qū)域轉移到濃度較低的區(qū)域 氣體在氣相中的擴散 方程氣態(tài)污染物A通過惰性氣體組分B的運動，可用A在B中的擴散系統(tǒng)DAB給出。擴散系數(shù)隨溶液濃度變化很大；上式只適用于稀溶液第2節(jié) 氣體吸收一、吸收機理氣體吸收是溶質從氣相傳遞到液相的際間傳質過程。由于傳質推動力表示方法有多種，因而傳質速率方程也有多種表示方法。s）； xA*——與氣相中吸收質濃度yA成平衡的液相虛擬濃度； CA*——與氣相中吸收質分壓PA成平衡的液相中吸收質的摩爾濃度，kmol/m3。1/ky:組分在氣相主體中的傳質阻力；m/kx為組分在液相主體中的傳質阻力；1/ky為組分從氣相傳質到液相的總阻力。h)（2）常壓下用水吸收CO2 式中：k1a——液膜體積吸收系數(shù)，kmol/（m3s)；GB——單位時間通過塔任一截面單位面積的惰性氣體的量，kmol/(m2在吸收塔設計中要處理的廢氣流量、進出塔氣體溶質濃度（即G、GB、YY2）均由設計任務而定，吸收劑的種類和進塔濃度X2由設計者決定。一方面選擇較大的噴淋量，操作線的斜率增大，傳質推動力增大，有利于吸收的操作，可減少設備的尺寸和投資；另一方面增大吸收劑用量，動力消耗增大，X1降低，對需回收吸收劑的操作來說，增加了溶液再生的困難，操作費用增加。即有： （748）為討論方便，設備吸收組分A與溶液中所含的組分B發(fā)生相互反應：（通式） 有關系式（前提：被吸收組分濃度及各反應組分濃度較低）① 亨利定律關系式： （749）② 化學平衡關系式：（750） （751） 將（751）代入（749）得：（752）下面從幾種具體的情況來討論化學吸收的氣液平衡關系：(1)被吸收組分與溶劑的相互作用 反應式表示為： 被吸收組分A進入液相后的總濃度CA可寫成： （753） 其化學平衡常數(shù) （754）于是有： （755）又若是稀溶液吸收，則遵循亨利定律，即有[A]=HAPA*，代入（93），于是有： （756）在稀溶液中，B很大可視為常數(shù)，且k不隨濃度變化，故1+k[B]可視為常數(shù)，此時，即形式上服從亨利定律，但不同的是，表明溶解度系數(shù)較HA增大了（1+k[B]）倍，結果使過程有利于氣體組分A的吸收。分類：目前，工業(yè)上常用的吸收設備的類型主要有表面吸收器、鼓泡式吸收器、噴灑吸收器三大類。常用于凈化煤氣中的CO2和廢氣中的SOHF、SiF4以及去除NH3和HCl等。填料塔的壓降影響動力消耗和正常操作費用。物理吸附：由于分子間范德