【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 分在液體中 溶解度的不同 ,有選擇地清除某種氣體組分的過(guò)程。 解吸 被溶解的氣體從溶液中釋放出來(lái)的過(guò)程。 ,這種質(zhì)量傳遞是指物質(zhì)通過(guò)相界面的擴(kuò)散 ,是混合氣體中有害組分從其濃度較高的氣相 ,傳遞到濃度較低的液相中的過(guò)程。反之 ,有害組分從液相向氣體傳遞的過(guò)程為解吸過(guò)程。 第三節(jié) 有害氣體吸收凈化 有害氣體吸收凈化 底部進(jìn)入 , 吸收劑從設(shè)備頂部噴淋。 通過(guò)氣液相的接觸 ,吸收劑選擇性地吸收易溶氣體 ,組成的溶液由底部排除 ,而難于被吸收的氣體從設(shè)備頂部排出。 溶質(zhì) 在吸收操作中 ,混合氣體中易被吸收組分 惰性氣體 難于被吸收的氣體。 溶劑 吸收劑 溶液 氣相及液相中的載體。 第三節(jié) 有害氣體吸收凈化 有害氣體吸收凈化 物理吸收 指氣體的溶解不伴隨有化學(xué)反應(yīng)，又稱(chēng)為簡(jiǎn)單吸收 。物理吸收時(shí)，惰性氣體和吸收劑是不消耗的 ,并不參與組分從一相到另一相的傳遞過(guò)程。 化學(xué)吸收 當(dāng)吸收過(guò)程伴有化學(xué)反應(yīng)時(shí)為化學(xué)吸收。 但在化學(xué)吸收時(shí)，吸收劑和被吸收組分能夠發(fā)生化學(xué)作用。 第三節(jié) 有害氣體吸收凈化 一、基本理論 (一 ) 氣液相組成的表示方法 （ 1）摩爾分?jǐn)?shù)為一相組分摩爾數(shù)對(duì)該相的總摩爾數(shù)之比。習(xí)慣上，液相的摩爾分?jǐn)?shù)用 x表示，氣相摩爾分?jǐn)?shù)用 y表示。對(duì)理想氣體而言，氣相中組分的摩爾分?jǐn)?shù)的數(shù)值就等于它的體積分?jǐn)?shù)和分壓分?jǐn)?shù)數(shù)值。 （ 2）摩爾濃度是某單位體積所含組分的摩爾數(shù)，即為摩爾濃度。 （ 3）比摩爾分?jǐn)?shù)。氣液相的組成還可以用微量濃度來(lái)表示，如用 ,表示。 第三節(jié) 有害氣體吸收凈化 一、基本理論 (二 ) 吸收過(guò)程的相平衡關(guān)系 （ 1）氣體在液體中的溶解度 吸收的相平衡關(guān)系，是指氣液兩相達(dá)到平衡時(shí)被吸收組分在兩相中的濃度關(guān)系，即氣體吸收質(zhì)在吸收劑中的平衡溶解度。故可以說(shuō)氣體在液體中的溶解度是氣液兩相平衡關(guān)系的一種定量表示方法。 第三節(jié) 有害氣體吸收凈化 (二 ) 吸收過(guò)程的相平衡關(guān)系 （ 1）氣體在液體中的溶解度 在一定的溫度與壓強(qiáng)下，當(dāng)吸收劑與混合氣體接觸時(shí)，氣體中的吸收質(zhì)就向液體吸收劑傳遞，進(jìn)行吸收，形成溶液。但同時(shí)溶液中被吸收的組分也會(huì)由液相向氣相傳遞，進(jìn)行解吸。隨著接觸時(shí)間的延長(zhǎng)，吸收質(zhì)在溶液中的濃度不斷增加，但同時(shí)溶液中被吸收的吸收質(zhì)也不斷由液相向氣相傳遞。經(jīng)過(guò)相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間的接觸后，吸收速度和解吸速度相等，即吸收質(zhì)在氣、液相中的組成不再發(fā)生變化，此時(shí)即氣液兩相達(dá)到相際動(dòng)平衡，簡(jiǎn)稱(chēng)相平衡或平衡。平衡時(shí)，溶液上方吸收質(zhì)的分壓稱(chēng)為平衡分壓。 在一定量吸收劑中溶解的吸收質(zhì)的量，稱(chēng)為平衡溶解度 ，平衡溶解度是吸收過(guò)程的極限。 第三節(jié) 有害氣體吸收凈化 (二 ) 吸收過(guò)程的相平衡關(guān)系 （ 1）氣體在液體中的溶解度 平衡溶解度的大小 ，隨物系、溫度、壓強(qiáng)的變化而變化。通常溫度上升，氣體的溶解度顯著下降；而壓力上升，氣體溶解度則有所增加。 吸收質(zhì)組分在氣相中具有一定的分壓，當(dāng)此分壓超過(guò)液相中該組分的平衡分壓時(shí)，吸收質(zhì)組分就不斷從氣相傳遞到液相之中，直至平衡為止。平衡時(shí)，吸收質(zhì)在氣相中的分壓等于液相中該組分的平衡分壓。反之，如果吸收質(zhì)在氣相中的分壓低于液相中該組分的平衡分壓，則液相中的吸收質(zhì)將被釋出，直至平衡。這種平衡關(guān)系，可以用來(lái)判別吸收是否可以進(jìn)行，吸收的難易程度如何等。 第三節(jié) 有害氣體吸收凈化 一、基本理論 (二 ) 吸收過(guò)程的相平衡關(guān)系 （ 2）亨利定律 當(dāng)氣相總壓不太高時(shí)，在一定溫度下，氣、液兩相達(dá)到平衡時(shí)，溶質(zhì)在液相中的濃度和它在氣相中平衡分壓成正比，這就是亨利定律。 亨利定律僅適用于理想溶液，任何極稀的溶液都近似于理想溶液，因此，亨利定律也可適用于稀溶液，而且溶液越稀越準(zhǔn)確。 第三節(jié) 有害氣體吸收凈化 一、基本理論 (三 ) 吸收過(guò)程的機(jī)理 雙膜理論 吸收是吸收質(zhì)從氣相傳遞到液相的擴(kuò)散過(guò)程。這種物質(zhì)傳遞是通過(guò)氣液兩相界面完成的。有關(guān)這方面的理論已提出多種，如雙膜理論、溶質(zhì)滲透論 ,應(yīng)用最廣泛的還是 “ 雙膜理論 ” ?；居^點(diǎn)如下： （ 1）氣液兩相作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩相之間有一個(gè)相界面，界面兩側(cè)分別存在著作滯流流動(dòng)的氣膜和液膜，被吸收組分只能以分子擴(kuò)散方式從氣相主體連續(xù)通過(guò)兩膜進(jìn)入液相主體 ,不存在對(duì)流擴(kuò)散。膜的厚度與流體流動(dòng)有關(guān)。 第三節(jié) 有害氣體吸收凈化 一、基本理論 (三 ) 吸收過(guò)程的機(jī)理 雙膜理論 (2) 兩膜以外的氣液相主體中 ,由于流體的充分湍動(dòng) ,組分的濃度基本是均勻的 ,沒(méi)有濃度差。所以傳質(zhì)的阻力完全集中在氣液兩層滯流膜中。 (3) 無(wú)論氣液兩相主體中的濃度是否達(dá)到平衡 ,氣液兩相的濃度在相界面上總是平衡的。 第三節(jié) 有害氣體吸收凈化 一、基本理論 (四 ) 傳質(zhì)過(guò)程的機(jī)理 物質(zhì)擴(kuò)散 在吸收操作中，吸收質(zhì)從氣相轉(zhuǎn)移到液相的傳質(zhì)過(guò)程是借助擴(kuò)散作用實(shí)現(xiàn)的，所以說(shuō)傳質(zhì)過(guò)程的基礎(chǔ)是物質(zhì)的擴(kuò)散，故傳質(zhì)過(guò)程又稱(chēng)為擴(kuò)散過(guò)程。 雙膜理論指出吸收質(zhì)經(jīng)過(guò)氣膜和液膜時(shí)是分子擴(kuò)散。分子擴(kuò)散常發(fā)生在靜止的或垂直于濃度梯度方向作滯流的流體中。 只有物質(zhì)在相間的分配處于不平衡狀態(tài)時(shí)，才能使物質(zhì)由一相傳遞到另一相，傳質(zhì)的方向或擴(kuò)散的方向，總是從高濃度向低濃度轉(zhuǎn)移。 第三節(jié) 有害氣體吸收凈化 二、吸收流程與設(shè)備 (一 ) 吸收流程 簡(jiǎn)單的吸收過(guò)程，是吸收劑與混合氣體進(jìn)行一次接。這種裝置可將被吸收組分吸收得比較完全，以達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。此時(shí)塔底吸收液濃度很低。若減少吸收劑用量，則塔底吸收液濃度增大，但造成吸收推動(dòng)力減小。故此裝置只適用于工業(yè)吸收中不解吸的情況，此時(shí)吸收的結(jié)果是得到成品、半成品，或者吸收的目的是為了氣體的凈化。 第三節(jié) 有害氣體吸收凈化 二、吸收流程與設(shè)備 (一 ) 吸收流程 為了得到濃度較高的吸收液以便于加工利用，或吸收劑的價(jià)格昂貴，或要取出吸收過(guò)程中放出的熱量，就需將塔底流出的吸收液部分再循環(huán)使用。如處理氣量較大，所需吸收塔的塔徑過(guò)大或塔過(guò)高時(shí)，可以考慮將幾個(gè)小塔并聯(lián)或串聯(lián)使用。 與吸收過(guò)程相反，將已溶解的氣體自溶液中釋放出來(lái)的操作稱(chēng)為解吸或提餾。 吸收后的溶液通常送去解吸。有解吸的吸收，吸收劑能夠多次使用，并可將被吸收組分釋出。在這樣的流程中，如不考慮某些損失，吸收劑是不消耗的。 第三節(jié) 有害氣體吸收凈化 二、吸收流程與設(shè)備 (二 ) 吸收設(shè)備 目前現(xiàn)有的吸收設(shè)備類(lèi)型繁多，就其結(jié)構(gòu)形式和操作方法，基本上可分為兩大類(lèi)： 填料塔 板式塔 a）填料塔 b）泡罩塔 c）篩板塔 d）湍球塔 e）噴淋塔 填料塔 湍 球 塔 泡罩塔 篩板塔 噴淋塔 第三節(jié) 有害氣體吸收凈化 二、吸收流程與設(shè)備 (二 ) 吸收設(shè)備 填料塔 廣泛用于氣體吸收或其它傳質(zhì)過(guò)程，以及氣流和液流之間的反應(yīng)過(guò)程。即填料塔在塔內(nèi)裝有一定高度的填料層，液體從塔頂沿填料表面呈膜狀向下流動(dòng)，氣體則呈連續(xù)相由下向上同液膜逆流接觸，或由上而下與液膜順流接觸，以發(fā)生傳質(zhì)過(guò)程。塔內(nèi)氣相與液相的組成是沿塔高連續(xù)變化的。 第三節(jié) 有害氣體吸收凈化 二、吸收流程與設(shè)備 (二 ) 吸收設(shè)備 板式塔 也廣泛用于吸收、降塵、降溫、干燥等操作。板式塔內(nèi)裝有若干