文档介绍：第三章气体吸收 Gas Absorption
概述
气液相平衡
分子扩散与单相传质
对流传质
吸收塔的计算
解吸及计算
其他吸收类型
概述(Introduction)
吸收分离操作:ponent)在液体中溶解度(solubility)差异,使某些易溶组分进入液相形成溶液(solution),不溶或难溶组分仍留在气相(gas phase),从而实现混合气体的分离。
吸收剂
气体
y
x
界面
气相主体
液相主体
相界面
气相扩散
液相扩散
yi
xi
气体吸收是混合气体中某些组分在气液相界面上溶解、在气相和液相内由浓度差推动的传质过程。
吸收分离操作实例:乙醇胺水溶液吸收二氧化碳气体
概述(Introduction)
吸收质或溶质(solute):混合气体中的溶解组分,以A表示。
惰性气体(inert gas)或载体:不溶或难溶组分,以B表示。
吸收剂(absorbent):吸收操作中所用的溶剂,以S表示。
吸收液(strong liquor):吸收操作后得到的溶液,主要成分为溶剂S和溶质A。
吸收尾气(dilute gas):吸收后排出的气体,主要成分为惰性气体B和少量的溶质A。
解吸或脱吸(desorption):与吸收相反的过程,即溶质从液相中分离而转移到气相的过程。
物理吸收(physical absorption):吸收过程溶质与溶剂不发生显著的化学反应,可视为单纯的气体溶解于液相的过程。如用水吸收二氧化碳、用水吸收乙醇或丙醇蒸汽、用洗油吸收芳烃等。
概述(Introduction)
化学吸收(chemical absorption):溶质与溶剂有显著的化学反应发生。如用氢氧化钠或碳酸钠溶液吸收二氧化碳、用稀硫酸吸收氨等过程。化学反应能大大提高单位体积液体所能吸收的气体量并加快吸收速率。但溶液解吸再生较难。
单组分吸收:混合气体中只有单一组分被液相吸收,其余组分因溶解度甚小其吸收量可忽略不计。
多组分吸收:有两个或两个以上组分被吸收。
溶解热:气体溶解于液体时所释放的热量。化学吸收时,还会有反应热。
非等温吸收:体系温度发生明显变化的吸收过程。
等温吸收:体系温度变化不显著的吸收过程。
概述(Introduction)
概述(Introduction)
吸收操作的用途:
(1) 制取产品用吸收剂吸收气体中某些组分而获得产品。如硫酸吸收SO3制浓硫酸,水吸收甲醛制福尔马林液,碳化氨水吸收CO2制碳酸氢氨等。
(2) 分离混合气体吸收剂选择性地吸收气体中某些组分以达到分离目的。如从焦炉气或城市煤气中分离苯,从乙醇催化裂解气中分离丁二烯等。
(3) 气体净化一类是原料气的净化,即除去混合气体中的杂质,如合成氨原料气脱H2S、脱CO2等;另一类是尾气处理和废气净化以保护环境,如燃煤锅炉烟气,冶炼废气等脱除SO2,硝酸尾气脱除NO2等。
气液两相的接触方式
连续接触(也称微分接触):气、液两相的浓度呈连续变化。如填料塔。
级式接触:气、液两相逐级接触传质,两相的组成呈阶跃变化。如板式塔。
散装填料
塑料鲍尔环填料
规整填料
塑料丝网波纹填料
选择原则:经济、合理。
吸收剂的选择要求
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、无害、价廉等。
概述(Introduction)
相同点:同为气液相之间的传质、传热过程
区别:
1、建立两相体系的方法不同
蒸馏:采用改变物料状态参数的方法使混合的物系内部产生第二个物相。
吸收:采用从外界引入另一个相态的方法形成两相系统。
吸收与蒸馏的区别
概述(Introduction)
2、操作条件和组分的传递方式不同 蒸馏:液相汽化和蒸汽的冷凝同时进行,在相界面轻、重组分同时向相反的方向进行。 吸收:液相温度远远小于其沸点,只有溶质分子进入液相的单向传递,而气相中的惰性组分在界面处于“停滞”状态。