2第二章第一節(jié)吸收原理-展示頁(yè)
2025-08-02 06:39本頁(yè)面
【正文】 ，難溶氣體m值大，反之則小，由式（25）亦可看出，溫度升高，總壓下降則m值變大，不利于吸收操作。當(dāng)溶質(zhì)在氣相和液相中的濃度均以摩爾分率表示時(shí)，亨利定律又可表示為 y*=mx （24）式為亨利定律最常用的形式之一，稱(chēng)為氣液平衡關(guān)系式，m為相平衡常數(shù)，無(wú)因次。所以又稱(chēng)H為溶解度系數(shù)。在亨利定律適用的范圍內(nèi)，H是溫度的函數(shù)，隨溫度升高而減小，且因溶質(zhì)、溶劑的特性不同而異，105 Pa時(shí)的溶解度。亨利定律還有多種表示方式。對(duì)于一定體系，E是溫度的函數(shù)，一般來(lái)說(shuō)，溫度上升則E值增大，不利于氣體的吸收。式中 x——被吸收組分在液相中的摩爾分率（無(wú)因次）；E——亨利系數(shù)，Pa 。此即著名的亨利（Henry）定律。一、亨利定律 如前所述，在一定溫度下，則p*只是液相溶質(zhì)組成x的函數(shù)。因此，我們必須弄清吸收過(guò)程中的氣液平衡規(guī)律。p與p*的差別越大，吸收的推動(dòng)力越大，吸收的速率也越大；反之，如果p＜p*，溶質(zhì)便由液相向氣相轉(zhuǎn)移，即吸收的逆過(guò)程，稱(chēng)為解吸（或脫吸）。吸收過(guò)程進(jìn)行的方向與極限取決于溶質(zhì)（氣體）在氣液兩相中的平衡關(guān)系，對(duì)于任何氣體在一定條件下，在某種溶劑中溶解達(dá)到平衡時(shí)，其在氣相中的分壓是一定的，我們稱(chēng)之為平衡分壓，用p*表示。在吸收法凈化氣態(tài)污染物時(shí)，無(wú)疑希望達(dá)到高的凈化效率，這不僅與吸收裝置的結(jié)構(gòu)、性能有關(guān)，而且與吸收過(guò)程中的氣液平衡有相當(dāng)大的關(guān)系。第一節(jié) 吸收過(guò)程中的氣液平衡與工業(yè)上進(jìn)行氣體吸收一樣，吸收法凈化氣態(tài)污染物的主體設(shè)備是吸收裝置，包括各種類(lèi)型的吸收塔、文丘里洗滌器、鼓泡反應(yīng)器等。3)廢氣往往溫度高、壓力低，這在氣體吸收中還存在不少尚待研究的問(wèn)題。吸收法凈化氣態(tài)污染物具有這樣一些特點(diǎn)：1) 氣量大，污染物濃度低，要求有較高的吸收率和吸收速度。對(duì)于一定量的吸收液，化學(xué)吸收的處理量會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)物理吸收的處理量，因而，在處理大氣量、低濃度氣態(tài)污染物時(shí)，往往選擇化學(xué)吸收的方法，以增大處理能力和凈化效率。根據(jù)吸收過(guò)程中系統(tǒng)溫度的變化，又可分為等溫吸收和非等溫吸收。對(duì)于吸收的分類(lèi)，往往是以吸收質(zhì)與吸收劑之間有無(wú)化學(xué)反應(yīng)發(fā)生，而分為物理吸收和化學(xué)吸收兩大類(lèi)。第二章 吸收法凈化大氣污染物利用氣體混合物中各組分在一定液體中溶解度的不同而分離氣體混合物的操作稱(chēng)為吸收。在空氣污染控制工程中，這種方法已廣泛應(yīng)用于含SONOX、HF、H2S及其它氣態(tài)污染物的廢氣凈化上，成為控制氣態(tài)污染物排放的重要技術(shù)之一。也有根據(jù)吸收組分的多少分為單組分吸收或多組分吸收。在空氣污染控制工程中，由于處理氣量大，污染物濃度低，熱效應(yīng)的影響小，一般認(rèn)為是等溫吸收。如用堿性溶液或漿液吸收燃燒煙氣中的低濃度SO2等。2) 廢氣中氣態(tài)污染物成分復(fù)雜，如燃燒煙氣中有SONOX、CO、COO2和粉塵等，這就會(huì)給操作帶來(lái)種種困難，使吸收在極為不利的條件下進(jìn)行。4) 吸收了氣態(tài)污染物的液體需經(jīng)再處理或加工成有用的副產(chǎn)品，以免造成二次污染。在吸收裝置中，含有可被吸收的污染物A的混合氣體與吸收劑S逆流（或順流）接觸，完成吸收過(guò)程，被凈化了的氣體（不被溶解的組分B和剩余的A）和吸收液（含有A和S），分別排出裝置之外作進(jìn)一步的處置。因此，首先研究吸收過(guò)程中的氣液平衡是十分重要的。在吸收過(guò)程中，當(dāng)氣相中溶質(zhì)的實(shí)際分壓p高于其與液相成平衡的溶質(zhì)分壓時(shí)，即p＞p*時(shí)，溶質(zhì)便由氣相向液相轉(zhuǎn)移，于是就發(fā)生了吸收過(guò)程?？磥?lái)，不論是吸收還是解吸，均與氣液平衡有關(guān)。而要進(jìn)行吸收過(guò)程的計(jì)算，也必須弄清楚平衡關(guān)系。 即被吸收氣體的平衡分壓只與其在液相中的濃度有關(guān),對(duì)于稀溶液，上列平衡關(guān)系式可以是一條通過(guò)原點(diǎn)的直線（見(jiàn)圖21中SO2的溶解度曲線），即氣液兩相的濃度成正比。它表示在總壓不很高時(shí)，一定溫度下，當(dāng)溶解達(dá)到平衡時(shí)，稀溶液上方溶質(zhì)A的平衡分壓與其在溶液中的濃度成正比。 亨利系數(shù)可由有關(guān)手冊(cè)查得，也可由實(shí)驗(yàn)測(cè)定。在同一溶劑中，難溶氣體E值大，反之則小。 當(dāng)溶液中溶質(zhì)含量用c (kmol/m3)表示時(shí)，亨利定律表示為： 式中H為溶解度系數(shù),單位kmol/()，H值由實(shí)驗(yàn)測(cè)定。H值的大小反映了氣體溶解的難易程度，易溶氣體H值大。對(duì)于稀溶液，E與H有如下近似關(guān)系：
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