第二章 吸收(下册).ppt

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1、第二章第二章 吸收吸收(下册下册)n吸吸收收 ：利利用用气气体体中中各各组组分分在在溶溶剂剂中中溶溶解解度度的的差差异异而而分分离离气气体体混合物的操作称为吸收。混合物的操作称为吸收。n所所用用溶溶剂剂称称为为吸吸收收剂剂（S）。气气体体中中被被溶溶解解的的组组分分称称为为吸吸收收质质或或溶溶质质（A）。不不被被溶溶解解的的组组分分称称为为惰惰性性气气体体或或载载体体（B）。n吸收操作的依据：混合气体中各组分溶解度的不同。吸收操作的依据：混合气体中各组分溶解度的不同。吸收操作的目的吸收操作的目的 （）分分离离和和净净化化原原料料气气 （原原料料气气在在加加工工以以前前，其其中中无无用用的或有害

2、的成分都要预先除去）。的或有害的成分都要预先除去）。（）分离和吸收气体中的有用组分（）分离和吸收气体中的有用组分 。（）制取液体产品（）制取液体产品 。（）废气的治理（）废气的治理 。11/5/20222吸收的分类吸收的分类物理吸收：物理吸收：溶质不与溶剂发生明显的化学反应溶质不与溶剂发生明显的化学反应化学吸收：溶质与溶剂发生明显的化学反应化学吸收：溶质与溶剂发生明显的化学反应单组分吸收：混合气中只有一个组分被吸收单组分吸收：混合气中只有一个组分被吸收多组分吸收：混合气体中有两个或多个组分被吸收多组分吸收：混合气体中有两个或多个组分被吸收等温吸收：在吸收的过程中，温度变化很小等温吸收：在吸收的

3、过程中，温度变化很小非等温吸收：吸收过程中温度发生显著地变化非等温吸收：吸收过程中温度发生显著地变化本章重点：单组分等温物理吸收本章重点：单组分等温物理吸收吸收吸收吸收吸收吸收吸收11/5/20223 吸收操作必须解吸收操作必须解决的问题包括：选决的问题包括：选择合适的溶剂、提择合适的溶剂、提供气液接触的场所供气液接触的场所和溶剂的再生。和溶剂的再生。11/5/2022411/5/202252-1-1气体的溶解度气体的溶解度在一定温度和压力下，气液两相接触时将发生溶质气体向液在一定温度和压力下，气液两相接触时将发生溶质气体向液相转移，使其在液相中的浓度增加，当长期充分接触后，液相相转移，使其在

4、液相中的浓度增加，当长期充分接触后，液相中溶质浓度不再增加达到饱和，这时两相达到相平衡。此时，中溶质浓度不再增加达到饱和，这时两相达到相平衡。此时，溶质在液相中的浓度称为平衡溶解度。简称为溶解度。溶质在液相中的浓度称为平衡溶解度。简称为溶解度。溶溶解解度度随随温温度度和和溶溶质质气气体体的的分分压压不不同同而而不不同同，平平衡衡时时溶溶质质在在气气相相中中的的分分压压称称为为平平衡衡分分压压。溶溶质质组组分分在在两两相相中中的的组组成成服服从从相相平平衡关系。衡关系。加压和降温有利于吸收操作，反之，升温和减压对解吸有利加压和降温有利于吸收操作，反之，升温和减压对解吸有利。但加压、减压费用太高一

5、般不采用但加压、减压费用太高一般不采用。2.1 2.1 气体吸收的相平衡关系气体吸收的相平衡关系11/5/2022611/5/2022711/5/202282-1-2 2-1-2 亨利定律亨利定律 （适用于稀溶液）（适用于稀溶液）当当总总压压不不高高（一一般般小小于于500KPa500KPa）时时，在在一一定定温温度度下下，稀稀溶溶液液上上方方气气相相中中溶溶质质的的平平衡衡分分压压与与其其在在液液相相中中的的浓浓度度之之间间存存在在着着如下的关系：如下的关系：式中式中:Pi*-:Pi*-溶质溶质A A在气相中的平衡分压在气相中的平衡分压,kPa,kPa xi-xi-溶质在液相中的摩尔分率溶质

6、在液相中的摩尔分率,E,E亨亨利系数，利系数，kPa kPa亨利定律其它几种表达形式亨利定律其它几种表达形式:（重点）（重点）11/5/20229亨利定律各系数之间的关系亨利定律各系数之间的关系:2.1.3吸收剂的选择：吸收剂的选择：P85.对被吸收的组分要有较大的溶解度，且有较好的选择性。对被吸收的组分要有较大的溶解度，且有较好的选择性。.要有较低的蒸气压，以减少吸收过程中溶剂的挥发损失要有较低的蒸气压，以减少吸收过程中溶剂的挥发损失要有较好的化学稳定性要有较好的化学稳定性，以免使用过程中变质。，以免使用过程中变质。腐蚀性要小腐蚀性要小,以减小设备费用和维修费。以减小设备费用和维修费。5 5

7、吸收后的溶剂应易于再生。吸收后的溶剂应易于再生。11/5/2022102.1.4相平衡关系在吸收过程中的应用相平衡关系在吸收过程中的应用1 1判断传质进行的方向判断传质进行的方向 不平衡的气液两相接触后所发生的传质过程是吸收还是解不平衡的气液两相接触后所发生的传质过程是吸收还是解吸，取决于相平衡关系。吸，取决于相平衡关系。吸收过程吸收过程平衡过程平衡过程解吸过程解吸过程11/5/202211例题：在总压为例题：在总压为101.3kPa101.3kPa，温度为，温度为3030的条件下，二氧化硫组的条件下，二氧化硫组成为成为Y=0.1Y=0.1的混合空气与二氧化硫组成分别为的混合空气与二氧化硫组成

8、分别为X=0.002X=0.002和和X=0.003X=0.003的水溶液接触，试判断过程进行的方向。已知操作条的水溶液接触，试判断过程进行的方向。已知操作条件下气、液平衡关系为件下气、液平衡关系为Y=47.9XY=47.9X。吸收吸收当液相组成该过程为解吸过程。11/5/2022122 2确定传质的推动力确定传质的推动力在吸收过程中，通常以实际在吸收过程中，通常以实际的气、液相组成与其平衡组的气、液相组成与其平衡组成的偏离程度来表示吸收过成的偏离程度来表示吸收过程推动力。实际组成偏离平程推动力。实际组成偏离平衡组成越远，过程推动力越衡组成越远，过程推动力越大，过程速率也越快。大，过程速率也越

9、快。以气相表示的吸收过程推动力以气相表示的吸收过程推动力以液相表示的吸收过程推动力以液相表示的吸收过程推动力11/5/2022133 3 指明传质过程的极限指明传质过程的极限 在一定的操作条件下，当气液两相达到平衡时，过程即行在一定的操作条件下，当气液两相达到平衡时，过程即行停止，可见平衡是过程的极限停止，可见平衡是过程的极限。在工业生产的逆流填料吸收塔中，即使填料层很高，吸收剂在工业生产的逆流填料吸收塔中，即使填料层很高，吸收剂用量很少的情况下，离开吸收塔的吸收液组成也不会无限增用量很少的情况下，离开吸收塔的吸收液组成也不会无限增大，其极限是与进塔气相组成成平衡大，其极限是与进塔气相组成成平

10、衡当吸收剂用量大，气体流量小时，即使当吸收剂用量大，气体流量小时，即使填料层很高，出塔气体组成也不会低于填料层很高，出塔气体组成也不会低于与吸收剂入口组成成平衡的气相组成与吸收剂入口组成成平衡的气相组成相平衡关系限制了吸收剂出塔时的最高浓度和气体混合物出相平衡关系限制了吸收剂出塔时的最高浓度和气体混合物出塔时的最低浓度。塔时的最低浓度。11/5/2022142.2传质机理与吸收速率用液体吸收气体中某一组分，是该组分从气相转移到液相的传用液体吸收气体中某一组分，是该组分从气相转移到液相的传质过程。它包括：质过程。它包括：（1）该组分从气相主体传递到气、液两相的界面。）该组分从气相主体传递到气、液

11、两相的界面。（2）在相界面上溶解而进入液相。）在相界面上溶解而进入液相。（3）从液相一侧界面向液相主体传递。）从液相一侧界面向液相主体传递。在相内（气相或液相）传质方式包括分子扩散和湍流扩散。在相内（气相或液相）传质方式包括分子扩散和湍流扩散。分子扩散：当流体内部某一组分存在浓度差时，因微观的分子分子扩散：当流体内部某一组分存在浓度差时，因微观的分子热运动使组分从浓度高处传递到较低处，这种现象称为分子扩热运动使组分从浓度高处传递到较低处，这种现象称为分子扩散。散。湍流扩散：当流体流动或搅拌时，由于流体质点的宏观运动湍流扩散：当流体流动或搅拌时，由于流体质点的宏观运动（湍流），使组分从浓度高处向

12、低处移动，这种现象称为湍流（湍流），使组分从浓度高处向低处移动，这种现象称为湍流扩散。在湍流状态下，流体内部产生旋涡，故又称为涡流扩散。扩散。在湍流状态下，流体内部产生旋涡，故又称为涡流扩散。11/5/2022152-2-1分子扩散与费克定律分子扩散与费克定律A、B分子在浓度差的作用下，向低浓区作分子分子在浓度差的作用下，向低浓区作分子扩散。由于容器中扩散。由于容器中P始终恒定，可知始终恒定，可知:右移的右移的A分子数分子数=左移的左移的B分子数。分子数。这是一个非稳态分子扩散过程这是一个非稳态分子扩散过程扩散速率扩散速率（扩散通量）：（扩散通量）：单位时间、单位面积通过单位时间、单位面积通过

13、扩散传递的物质量。扩散传递的物质量。费克定律费克定律:JA-组分组分A在在Z方向上的扩散速率，方向上的扩散速率，kmol/(m2.s)式中负号表示扩散沿着组分浓度降低的方向进式中负号表示扩散沿着组分浓度降低的方向进行行在等分子反方向扩散时，有：在等分子反方向扩散时，有：JA=-JB11/5/2022162-2-2气相中的稳定分子扩散气相中的稳定分子扩散1、等分子反向扩散传质速率传质速率N N：单位时：单位时间、单位传质面积上间、单位传质面积上通过的物质量通过的物质量”。在在只有等分子反方向扩只有等分子反方向扩散的传质过程中，传散的传质过程中，传质速率质速率=扩散通量扩散通量在由在由A A、B

14、B两组分组成的混合气两组分组成的混合气体中，无论体中，无论A A在在B B中扩散或反之，中扩散或反之，扩散系数相等。扩散系数相等。11/5/202217等分子反向扩散等分子反向扩散等摩尔反向扩散的主要例子是精馏过程中两组分的反向扩散。等摩尔反向扩散的主要例子是精馏过程中两组分的反向扩散。2 2、一组分通过另一停滞组分的扩散（单向扩散）、一组分通过另一停滞组分的扩散（单向扩散）对于对于A A、B B形成的均相气体混合物，形成的均相气体混合物，A A溶解溶解B B不溶解，液相中不不溶解，液相中不存在存在B B组分。因此，吸收过程是组分。因此，吸收过程是A A组分通过组分通过“静止静止”B组分的单组

15、分的单向扩散。向扩散。11/5/202218称为漂流因数，称为漂流因数，反映总体移动反映总体移动对传质速率的对传质速率的影响。影响。其值恒其值恒大于大于1值越大，总体移动值越大，总体移动使组分使组分A A的传质速的传质速率增加得越快，越率增加得越快，越有利于传质。有利于传质。11/5/2022192-2-3 2-2-3 液相中的稳定分子扩散液相中的稳定分子扩散由于对液体的分子运动规律远不及对于气体的研究，因此由于对液体的分子运动规律远不及对于气体的研究，因此只能仿效气相中的扩散速率关系式写出液相中的相应关系只能仿效气相中的扩散速率关系式写出液相中的相应关系式。式。2-2-42-2-4扩散系数扩

16、散系数分子扩散系数简称扩散系数是物质的特性常数之一分子扩散系数简称扩散系数是物质的特性常数之一，是介质种类、是介质种类、T、P及浓度的函数。及浓度的函数。11/5/202220获取途径：获取途径：（1）查手册、资料等。）查手册、资料等。P94表表2-2、2-3列出了某些组分在空气列出了某些组分在空气和水中分子扩散系数。和水中分子扩散系数。（2）实测）实测（3）估算）估算P94通常组分在气体中的扩散，浓度的影响可以忽略。在液体中的通常组分在气体中的扩散，浓度的影响可以忽略。在液体中的扩散，浓度的影响不可忽略，而压力的影响不显著。扩散，浓度的影响不可忽略，而压力的影响不显著。2-2-5对流传质对流

17、传质包括分子扩散和湍流扩散对流传质包括分子扩散和湍流扩散（也称涡流扩散）。（也称涡流扩散）。将全部分压差集中在将全部分压差集中在ZG中，假设其内只有层流。即，全部扩中，假设其内只有层流。即，全部扩散散(D+DE)都集中在该都集中在该ZG层中以分子扩散的形式传质。层中以分子扩散的形式传质。11/5/202221吸收时，气侧“对流传质”的传质速率：液侧：2-2-6吸收过程的机理吸收过程的机理P101双膜理论双膜理论相互接触的气液两相流体间存在着稳定的相界面，界面两侧相互接触的气液两相流体间存在着稳定的相界面，界面两侧各有一层很薄的层流膜，溶质各有一层很薄的层流膜，溶质A以分子扩散的方式通两层膜，以

18、分子扩散的方式通两层膜，由气相进入液相主体。由气相进入液相主体。在相界面处，气液两相互成平衡。在相界面处，气液两相互成平衡。在气液两相的主体中，由于流动充分湍动，物质浓度均匀。在气液两相的主体中，由于流动充分湍动，物质浓度均匀。11/5/202222该理论把气液相际间的传质过程转化为通过两个膜层的分子该理论把气液相际间的传质过程转化为通过两个膜层的分子扩散过程。扩散过程。2-2-7吸收速率方程式气膜吸收速率方程式气膜吸收速率方程式液膜吸收速率方程式液膜吸收速率方程式11/5/202223以气相总传质系数表示的吸收速率方程式以气相总传质系数表示的吸收速率方程式对于易溶气体对于易溶气体,其溶解度其

19、溶解度H H很大很大易溶气体的吸收速率主要由气相一方即气膜作用来控制易溶气体的吸收速率主要由气相一方即气膜作用来控制,这这种情况称为种情况称为“气膜控制气膜控制”。因此要提高吸收速率，关键是。因此要提高吸收速率，关键是降低气膜层的厚度降低气膜层的厚度,即增大气相的湍动程度。用水吸收氨可即增大气相的湍动程度。用水吸收氨可视为气膜控制的吸收过程。视为气膜控制的吸收过程。11/5/202224以液相总传质系数表示的吸收速率方程式以液相总传质系数表示的吸收速率方程式对于难溶气体对于难溶气体,H值较小值较小难溶气体的吸收速率主要由液相一方即液膜作用来控制难溶气体的吸收速率主要由液相一方即液膜作用来控制,

20、这种情况称为这种情况称为“液膜控制液膜控制”。因此要提高吸收速率，关键。因此要提高吸收速率，关键是降低液膜层的厚度是降低液膜层的厚度,即增大液相的湍动程度。用水吸收即增大液相的湍动程度。用水吸收氧气可视为气膜控制的吸收过程。氧气可视为气膜控制的吸收过程。11/5/2022252.3 吸收塔的计算（本章重点）已知：已知：V-惰性气体的摩尔流量惰性气体的摩尔流量,kmol/SY1-进塔气体中溶质摩尔比进塔气体中溶质摩尔比Y2-离离塔气体中溶质摩尔比塔气体中溶质摩尔比X2-进塔吸收液中溶质的摩尔进塔吸收液中溶质的摩尔比比求：求：(1)完成分离任务所需吸收剂的用量完成分离任务所需吸收剂的用量L(2)出

21、塔液体中溶质的摩尔比出塔液体中溶质的摩尔比X1(3)所需的填料层高度所需的填料层高度Z(4)填料塔塔径填料塔塔径D11/5/2022262.3.1 2.3.1 吸收塔的物料衡算与操作线方程吸收塔的物料衡算与操作线方程 出出塔塔气气体体摩摩尔尔比比Y Y2 2 的的给给出出形形式式（1 1）如如果果溶溶质质是是有有害害气气体体，一一般般直直接接规规定定Y Y2 2的的值值。（2 2）如如果果吸吸收收的的目目的的是是回收有用物质，则以回收率的形式给出回收有用物质，则以回收率的形式给出（重要）（重要）11/5/2022272.3.2吸收剂的用量的决定吸收剂的用量的决定（重要）（重要）若平衡关系可用若

22、平衡关系可用（重点）（重点）11/5/202228吸收剂用量的大小从设备费和操作费两方面影响生产过吸收剂用量的大小从设备费和操作费两方面影响生产过程的经济效益，应权衡利弊，选择适宜液气比，使总费程的经济效益，应权衡利弊，选择适宜液气比，使总费用为最小。一般情况下用为最小。一般情况下（重要）（重要）11/5/202229例例1在逆流吸收塔中，用洗油吸收焦炉气中的在逆流吸收塔中，用洗油吸收焦炉气中的芳烃。吸收塔压强为芳烃。吸收塔压强为105kPa，温度为，温度为27，焦炉，焦炉气流量为气流量为1000m3/h，其中所含芳烃组成为，其中所含芳烃组成为0.02（摩尔分数（摩尔分数,下同），吸收率为下同

23、），吸收率为95%，进塔洗油中，进塔洗油中所含芳烃组成为所含芳烃组成为0.005。若取吸收剂用量为最小用。若取吸收剂用量为最小用量的量的1.5倍。试求进入塔顶的洗油摩尔流量及出塔倍。试求进入塔顶的洗油摩尔流量及出塔吸收液组成。（操作条件下气液平衡关系为吸收液组成。（操作条件下气液平衡关系为Y*=0.125X）11/5/2022302-3-3塔径的计算塔径的计算Vs-在操作条件下混合气体的体在操作条件下混合气体的体积流量积流量，m3/su-混合气体的空塔速度，混合气体的空塔速度，m/s在吸收过程中，由于溶质不断进入液相，故混合气体流量由塔在吸收过程中，由于溶质不断进入液相，故混合气体流量由塔底至

24、塔顶逐渐渐小。底至塔顶逐渐渐小。在计算塔径时，一般应以塔底的气体流量在计算塔径时，一般应以塔底的气体流量为依据。为依据。11/5/202231 塔径的大小主要取决于空塔气速，塔径的大小主要取决于空塔气速，选择较小的空塔气选择较小的空塔气速，则气体通过塔时的阻力小，动力消耗小，但塔径增大，速，则气体通过塔时的阻力小，动力消耗小，但塔径增大，设备投资大而生产能力低，且低气速不利于气液充分接触，设备投资大而生产能力低，且低气速不利于气液充分接触，传质效率低。传质效率低。若选择较高的空塔气速，则通过填料层的压降大，动力消若选择较高的空塔气速，则通过填料层的压降大，动力消耗大，且操作不平稳，难以控制，但

25、塔径小，设备投资小。耗大，且操作不平稳，难以控制，但塔径小，设备投资小。故塔径的确定应作多方案比较以求经济上优化。通常取泛故塔径的确定应作多方案比较以求经济上优化。通常取泛点气速的倍。点气速的倍。11/5/2022322.3.4 2.3.4 填料层高度的计算填料层高度的计算1、填料层高度的基本计算式、填料层高度的基本计算式11/5/202233-塔截面积；塔截面积；m2 a-单位体积填料层所提供的有效单位体积填料层所提供的有效传质面积；传质面积；m2/m311/5/2022342、传质单元高度与传质单元数、传质单元高度与传质单元数气相总传质单元高度气相总传质单元高度液相总传质单元高度液相总传质

26、单元高度气相总传质单元数气相总传质单元数液相总传质单元数液相总传质单元数气相总体积吸气相总体积吸收系数收系数液相总体积吸收液相总体积吸收系数系数（重要）（重要）11/5/202235传质单元高度取决于设备型式、物系的性质及操作条件，表传质单元高度取决于设备型式、物系的性质及操作条件，表明了过程的传质动力学性能。明了过程的传质动力学性能。它能反映传质阻力的大小、它能反映传质阻力的大小、填料性能的优劣及润湿情况的好坏。填料性能的优劣及润湿情况的好坏。传质单元数反映吸收过程进行的难易程度。传质单元数反映吸收过程进行的难易程度。生产任务所要求生产任务所要求的气相组成变化越大，吸收过程的平均推动力越小，

27、分离的气相组成变化越大，吸收过程的平均推动力越小，分离的难度越大，所需的传质单元数也就越大。的难度越大，所需的传质单元数也就越大。3、传质单元数的计算、传质单元数的计算1）图解积分法（了解）图解积分法（了解）图解积分法是直接根据定积分的几何意义引出的一种计算图解积分法是直接根据定积分的几何意义引出的一种计算传质单元数的方法，传质单元数的方法，它适合于平衡关系的各种情况，特别它适合于平衡关系的各种情况，特别是用于平衡线为曲线的情况。是用于平衡线为曲线的情况。11/5/2022362）、脱吸因数）、脱吸因数(S)法（吸收因数法法（吸收因数法A)应用前提是：在吸收过程涉及的浓度范围内平衡关系可以应用

28、前提是：在吸收过程涉及的浓度范围内平衡关系可以用线性方程用线性方程Y*=mX+b(注：注：b可以可以0或或0)表示的情况表示的情况。吸收因数吸收因数脱吸因数脱吸因数11/5/202237X=X2+V/L（Y-Y2）（重点）（重点）P11811/5/2022383）对数平均推动力法）对数平均推动力法应用前提：在吸收过程涉及的浓应用前提：在吸收过程涉及的浓度范围内平衡关系可以用线性方度范围内平衡关系可以用线性方程程Y*=mX+b(注：注：b可以可以0或或0)表示的情况表示的情况。（重点）（重点）（重点）（重点）11/5/202239气相对数平均推动力。气相对数平均推动力。同理，液相总传质单元数为：

29、同理，液相总传质单元数为：或或可用算术平均值代替对数平均可用算术平均值代替对数平均值。值。液相对数平均推动力液相对数平均推动力11/5/202240例例2空气和氨的混合气体，在直径为空气和氨的混合气体，在直径为0.8m的填料吸的填料吸收塔中用清水吸收其中的氨。已知送入的空气量为收塔中用清水吸收其中的氨。已知送入的空气量为47.93kmol/h，混合气体中氨的分压为，混合气体中氨的分压为1.34kPa，经，经过吸收后混合气中有过吸收后混合气中有99.5%的氨被吸收下来。操作的氨被吸收下来。操作温度为温度为20，压力为，压力为101.325kPa。在操作条件下，。在操作条件下，平衡关系为平衡关系为

30、Y*=0.75X。若吸收剂（水）用量为。若吸收剂（水）用量为52kmol/h。已知氨的气相体积吸收总系数。已知氨的气相体积吸收总系数KYa=314kmol/(m3.h)。试求：。试求：(1)吸收液的出塔组成；吸收液的出塔组成；（2）所需）所需填料层高度。（用吸收因数法）填料层高度。（用吸收因数法）11/5/202241 例例3 3 在在常常压压填填料料吸吸收收塔塔中中，用用清清水水吸吸收收废废气气中中氨氨气气，废废气气流流量量为为2500m2500m3 3/h/h（标标准准状状态态下下），其其中中氨氨气气浓浓度度为为0.020.02（摩摩尔尔分分数数），要要求求回回收收率率不不低低于于98%9

31、8%，若若水水用用量量为为3.6m3.6m3 3/h/h ，操操作作条条件件下下平平衡衡关关系系为为Y Y=1.2X=1.2X（式式中中X X,Y,Y 为为摩摩尔尔比比），气气相相总总传传质质单单元元高高度度为为0.7m 0.7m，试试求求：（1 1）塔塔底底、塔塔顶顶推推动动力力及及全全塔塔对对数数平平均均推推动动力力；（2 2）气气相相总总传传质质单单元元数数 ；（3 3）填填料料层层高高度度。（水水的的密密度度可可取取为为1000m1000m3 3/h/h）11/5/202242例例4某混合气体中含有溶质某混合气体中含有溶质A3%（摩尔分数）（摩尔分数），在常压下用清水在填料塔内逆流吸收

32、，要求回收，在常压下用清水在填料塔内逆流吸收，要求回收率为率为0.99，混合气体的流率为，混合气体的流率为0.02kmol/（m2.s）。采用的液气比为最小液气比的。采用的液气比为最小液气比的1.5倍，平衡关系倍，平衡关系为为，气相总传质系数，气相总传质系数Kya=0.04kmol/(m3.s)。试求：（。试求：（1）出塔溶液组成；（）出塔溶液组成；（2）所需填）所需填料层高度。料层高度。2.4吸收系数吸收系数（自学，课堂上简要介绍）（自学，课堂上简要介绍）11/5/2022432.5 2.5 解吸（脱吸）操作解吸（脱吸）操作（了解）（了解）一般除以制取液相产品为目的的吸收操作外，均需对吸收剂

33、进一般除以制取液相产品为目的的吸收操作外，均需对吸收剂进行回收，以便于循环使用，降低吸收过程的操作成本。行回收，以便于循环使用，降低吸收过程的操作成本。解吸方法解吸方法常用的解吸方法有气提解吸法、减压解吸法以及升温解吸法。常用的解吸方法有气提解吸法、减压解吸法以及升温解吸法。1 1气提解吸法气提解吸法气提解吸法也称载气解吸法，其过程类似于逆流吸收，只是解气提解吸法也称载气解吸法，其过程类似于逆流吸收，只是解吸时溶质由液相传递到气相。吸收液从解吸塔的顶部喷淋而下，吸时溶质由液相传递到气相。吸收液从解吸塔的顶部喷淋而下，载气从解吸塔底部通入自下而上流动，气、液两相在逆流接触载气从解吸塔底部通入自下

34、而上流动，气、液两相在逆流接触过程中，溶质不断地由液相转移至气相。与逆流吸收塔相比，过程中，溶质不断地由液相转移至气相。与逆流吸收塔相比，解吸塔的顶部为浓端，塔底为稀端。解吸塔的顶部为浓端，塔底为稀端。工程上可以根据解吸工工程上可以根据解吸工艺艺要求要求选选用不同的用不同的载载气，常用的气，常用的载载气有以下几种：气有以下几种：11/5/202244（1 1）以惰性气为载气）以惰性气为载气常用的惰性气有空气、氮气和二氧化碳等气体。常用的惰性气有空气、氮气和二氧化碳等气体。该法适用该法适用于脱除少量溶质并以吸收剂再生为操作目的，一般难以得于脱除少量溶质并以吸收剂再生为操作目的，一般难以得到较纯净

35、的溶质。到较纯净的溶质。（2 2）以水蒸气为载气）以水蒸气为载气以水蒸气为载气同时又兼作加热源的解吸常称为汽提。以水蒸气为载气同时又兼作加热源的解吸常称为汽提。若若溶质为不凝性气体，或溶质冷凝液不溶于水，则可通过蒸溶质为不凝性气体，或溶质冷凝液不溶于水，则可通过蒸气冷凝的方法获得纯度较高的溶质组分；若溶质冷凝液与气冷凝的方法获得纯度较高的溶质组分；若溶质冷凝液与水发生互溶，要想得到较纯净的溶质组分，还应采用其它水发生互溶，要想得到较纯净的溶质组分，还应采用其它的分离方法，如精馏等。的分离方法，如精馏等。（3 3）以吸收剂蒸气作载气）以吸收剂蒸气作载气11/5/202245利利用用吸吸收收剂剂蒸

36、蒸汽汽作作载载气气，通通常常的的做做法法是是在在解解吸吸塔塔塔塔底底设设置置一一再再沸沸器器，使使塔塔釜釜解解吸吸后后的的吸吸收收剂剂汽汽化化返返回回解解吸吸塔塔作作为为解解吸吸载载气。实质上这种操作是仅有提馏段的精馏操作。气。实质上这种操作是仅有提馏段的精馏操作。2 2减减压压解吸法解吸法吸吸收收剂剂的的减减压压再再生生是是最最简简单单的的吸吸收收剂剂再再生生方方法法之之一一。在在吸吸收收塔塔内内，吸吸收收了了大大量量溶溶质质后后的的吸吸收收剂剂进进入入再再生生塔塔并并减减压压，使使得得溶溶入入吸吸收收剂剂的的溶溶质质得得以以解解吸吸。该该方方法法最最适适用用于于加加压压吸吸收收而而且且吸吸

37、收收后后的的后后续续工工艺艺处处于于常常压压或或较较低低压压力力的的条条件件。溶溶质质被被解解吸吸的程度取决于解吸操作的最终压力和温度。的程度取决于解吸操作的最终压力和温度。3 3升温解吸法升温解吸法一般而言，气体溶质的溶解度随温度的升高而降低。一般而言，气体溶质的溶解度随温度的升高而降低。11/5/202246吸收了大量溶质后的吸收剂进入再生塔内并加热使其升温，吸收了大量溶质后的吸收剂进入再生塔内并加热使其升温，必将溶质从吸收剂中解吸出来必将溶质从吸收剂中解吸出来。11/5/202247教学基本要求教学基本要求重点掌握：重点掌握：(1)(1)最小液气比、适宜液气比及出塔溶液组成的计最小液气比、适宜液气比及出塔溶液组成的计 算；算；(2)(2)运用平均推动力法和吸收因数法计算传质单元数及填料层运用平均推动力法和吸收因数法计算传质单元数及填料层高度。高度。掌掌 握：握：(1)(1)亨利定律各种形式的表达式及其系数之间的换亨利定律各种形式的表达式及其系数之间的换算关系；算关系；(2)(2)双膜理论并能解释气膜控制和液膜控制。双膜理论并能解释气膜控制和液膜控制。了了 解：解：(1)(1)气体吸收的目的及吸收操作必须解决的问题；气体吸收的目的及吸收操作必须解决的问题；(2)费克定律及等分子反向扩散和单相扩散。费克定律及等分子反向扩散和单相扩散。11/5/202248