吸收相平衡与亨利定律>吸收过程的气液相平衡>亨利定律(Henry's law)>气液相际传质过程的方向>传质过程的限度>传质过程的推动力
吸收相平衡与亨利定律 吸收过程的气液相平衡 亨利定律（Henry’s law） 气液相际传质过程的方向 传质过程的限度 传质过程的推动力
吸收过程的气液相平衡如何判断：相际传质的方向？走向相平衡相际传质的推动力？与相平衡的差距相际传质的限度？达到动态平衡，净传质为零相际传质的速率？传质推动力和阻力之比气体在液体中的溶解度对单组分物理吸收：在温度、压力和气、液相组成四个变量中，有三个独立变量。在温度和压力一定的条件下，平衡时的气、液相组成具有一一对应关系。平衡状态下溶质在气相中的分压称为平衡分压或饱和分压与之对应的液相浓度为平衡浓度或气体在液体中的溶解度
吸收过程的气液相平衡 气体在液体中的溶解度 对单组分物理吸收： 在温度、压力和气、液相组成四个变量中，有三个独立变 量。在温度和压力一定的条件下，平衡时的气、液相组成 具有一一对应关系。 平衡状态下溶质在气相中的分压称为平衡分压或饱和分压， 与之对应的液相浓度为平衡浓度或气体在液体中的溶解度。 相际传质的方向？ 走向相平衡 相际传质的推动力？与相平衡的差距 相际传质的限度？ 达到动态平衡，净传质为零 相际传质的速率？ 传质推动力和阻力之比 如何判断：
气体在液体中的溶解度溶解度曲线：在一定温度、压力下，平衡时溶质在气相和液相中浓度的关系曲线。在相同条件下，NH在水中的溶解度较SO2大得多。中12010060℃8050℃60℃4040BO℃2000.10.150.20.05GLL液相中氨的摩尔分数X
气体在液体中的溶解度 溶解度曲线：在一定温度、压力下，平衡时溶质在气相和液 相中浓度的关系曲线。 在相同条件下，NH3 在水中的溶解度较 SO2 大得多。 气相中氨的分压 pe/kPa 液相中氨的摩尔分数 x 0.05 0.1 0.15 0.2 120 100 80 60 40 20 0 60℃ 50℃ 40℃ 30℃ GLL
0.6XP=101.3kPd0. 550℃0. 440 0.330 ℃0. 220 b0. 100.010.0020.0060.014液相中SO2的摩尔分率x
气相中SO 2 的摩尔分率 y 液相中SO2 的摩尔分率 x 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0.002 0.006 0.01 0.014 20℃ 50℃ 40℃ 30℃ P=101.3kPa
在30℃，溶质分压为40kPa时，1kg水中能溶解220gNH，一→NH,易溶气体35gSOz→SO,中等溶解气体0.014g0z→0,难溶气体一般而言，温度升高，气体的溶解度降低。y=f(x)相平衡方程通式：采用溶解度大选择性好的溶剂，以及降低操作温度提高操作压强，均对吸收有利。GLL
一般而言，温度升高，气体的溶解度降低。 在30℃，溶质分压为40kPa时, 1kg 水中能溶解 220g NH3 →NH3易溶气体 35g SO2 →SO2 中等溶解气体 0.014g O2 →O2难溶气体 相平衡方程通式： y * =f(x) 采用溶解度大选择性好的溶剂，以及降低操作温度、 提高操作压强，均对吸收有利。 GLL
亨利定律(Henry's law)当总压不太高时，一定温度下的稀溶液的溶解度曲线近似为直线，即溶质在液相中的溶解度与其在气相中的分压成正比。P*=ExA式中：p*A溶质在气相中的平衡分压，kPa；溶质在液相中的摩尔分数；XAE 亨利系数，kPa。>E值的大小反映了气体在溶剂中的溶解难易程度；对同一溶剂，难溶气体E值很大，易溶气体E值很小亨利系数的值随物系的特性及温度而异；物系一定，E值一般随温度的上升而增大：>E的单位与气相分压的压强单位一致
亨利定律（Henry’s law） 当总压不太高时，一定温度下的稀溶液的溶解度曲线近似 为直线，即溶质在液相中的溶解度与其在气相中的分压成 正比。 式中： p*A—— 溶质在气相中的平衡分压，kPa； xA —— 溶质在液相中的摩尔分数； E —— 亨利系数，kPa。 P* A =ExA E 值的大小反映了气体在溶剂中的溶解难易程度； 对同一溶剂，难溶气体E 值很大，易溶气体E 值很小； 亨利系数的值随物系的特性及温度而异； 物系一定，E 值一般随温度的上升而增大； E 的单位与气相分压的压强单位一致
亨利定律(Henry's law)Em=yA= mxAPy*与组成为x的液相呈平衡的气相中溶质的摩尔分数相平衡常数：mCO1mmH=pACmEMM.Hm溶质在液相中的摩尔浓度，kmol/m3CAH溶解度系数；kmol /(m3.kPa);P<5atm,H、E与压力无关；P↑，ml，表示相平衡关系直线越平，溶解度1，气体越易溶。t↑，E↑，m或Hl，表示相平衡关系直线越陡，溶解度1，气体越难溶
亨利定律（Henry’s law） y*A——与组成为xA的液相呈平衡的气相中溶质的摩尔分数 m —— 相平衡常数； A mx A y * A A c H p * 1 cA ——溶质在液相中的摩尔浓度，kmol/m3； H —— 溶解度系数； kmol /(m3 kPa) ； P<5atm, H、E与压力无关；P↑，m↓，表示相平衡关系直 线越平，溶解度↑，气体越易溶。 t↑，E↑，m↑或H↓，表示相平衡关系直线越陡，溶解度↓， 气体越难溶。 P E m E c H m s s m m m M M c
亨利定律(Henry's law)在低浓度气体吸收计算中，通常采用基准不变的比摩尔分数Y（或X）表示组成。气相中溶质的摩尔数yAY=气相中情性气体的摩尔数1-yA液相中溶质的摩尔数XAXA液相中溶剂的摩尔数1-xAmX,比摩尔分数表达相组成的平衡关系1+(1-m)XAXA溶质在液相中的比摩尔分数Y*与X呈平衡的气相中溶质的比摩尔分数显然，当m趋近1或当X很小时Y' = mXAGLL
亨利定律（Henry’s law） 在低浓度气体吸收计算中，通常采用基准不变的比摩尔 分数 YA（ 或 XA ）表示组成。 比摩尔分数表达相组成的平衡关系 XA —— 溶质在液相中的比摩尔分数 Y*A—— 与XA 呈平衡的气相中溶质的比摩尔分数 显然，当 m 趋近 1 或当 XA 很小时 A A A y y Y 1 A 气相中惰性气体 的摩尔数 气相中溶质 的摩尔数 B A A A x x X S 1 A 液相中溶剂 的摩尔数 液相中溶质 的摩尔数 A A A m X mX Y 1 (1 ) * YA mX A * GLL
T,P一定气液相际传质过程的方向、限度及推动力气体A解吸A吸收传质过程的方向0接触的气、液相浓度(x,y)在平衡线上方(P点)y*=f(x)D相对于液相浓度x而言V气相浓度为过饱和(y>y*)，溶质 A 由气相释放溶质向液相转移。少*液相吸收溶质相对于气相浓度而言，液相浓度欠饱和(x<x*)x北故液相有吸收溶质A的能力。结论：若系统气、液相浓度(yx)在平衡线上方，则体系将发生从气相到液相的传质，即吸收过程。GLL
相对于气相浓度y而言， 液相浓度欠饱和(xy*)，溶质 A 由气相 向液相转移。 气液相际传质过程的方向、限度及推动力 传质过程的方向 接 触 的 气 、 液 相 浓 度 (x,y)在平衡线上方(P点) y x o y*=f(x) P y x y* 结论：若系统气、液相浓度(y,x)在平衡线上方，则体系将 发生从气相到液相的传质，即吸收过程。 x* 释放溶质 液相吸收溶质 x A解吸 A吸收 T，P一定 y 气体 GLL
传质过程的方向气、液相浓度在平衡线下方(Q点)：y*=f(x)相对于液相浓度x而言少x气相浓度为欠饱和气相吸收溶质(y>y*)，溶质 A 由液相向气相转移。6释放溶质相对于气相浓度而言实际液相浓度过饱和X(x>x*)，故液相有释放溶质A的能力结论：则体系将若系统气、液相浓度(yx)在平衡线下方，发生从液相到气相的传质，即解吸过程
相对于气相浓度而言 实际液相浓度过饱和 (x>x*)，故液相有释放 溶质 A 的能力。 相对于液相浓度x而言 气 相 浓 度 为 欠 饱 和 (y<y*)，溶质 A 由液相 向气相转移。 传质过程的方向 气、液相浓度在平衡线 下方(Q点)： y x o y*=f(x) y Q x y* 结论：若系统气、液相浓度(y,x)在平衡线下方，则体系将 发生从液相到气相的传质，即解吸过程。 x* 释放溶质 气相吸收溶质