气体吸收Gas Absorption概述基本概念气体吸收的典型设备类型气体吸收操作的用途吸收剂的选择吸收操作的经济性分析
气体吸收 Gas Absorption 概述 基本概念 气体吸收的典型设备类型 气体吸收操作的用途 吸收剂的选择 吸收操作的经济性分析
概述当流体内部存在速度差、温度差、浓度差时，借助于分子扩散和流体质点的动，会相应地发生动量、热量、质量的传递。质量传递是均相混合物得以分离的重要基础相内传质：物质在浓度梯度推动下在单相内部由一处转移到另一处。相际传质：对多相物系，物质通过相界面由一相转移到另一相的过程常见的传质分离过程有以下几类：①气一液传质过程如吸收和解吸、气体的增湿和减湿汽一液传质过程如混合液体的蒸馏液一液传质过程如液一液萃取液一固传质过程如结晶、浸取、吸附等气一固传质过程如干燥、吸附等5GLL
概述 常见的传质分离过程有以下几类： ① 气－液传质过程 如吸收和解吸、气体的增湿和减湿 ② 汽－液传质过程 如混合液体的蒸馏 ③ 液－液传质过程 如液－液萃取 ④ 液－固传质过程 如结晶、浸取、吸附等 ⑤ 气－固传质过程 如干燥、吸附等 当流体内部存在速度差、温度差、浓度差时，借助于分子扩散 和流体质点的湍动，会相应地发生动量、热量、质量的传递。 GLL 质量传递是均相混合物得以分离的重要基础。 相内传质：物质在浓度梯度推动下在单相内部由一处转移到另一处。 相际传质：对多相物系，物质通过相界面由一相转移到另一相的过程
气体吸收利用混合气体中各组分在液体中溶解度差异，使某些易溶组分进入液相形成溶液，不溶或难溶组分仍留在气相，从而实现混合气体的分离。气体吸收是混合气体中某些情(尾)气B+A(微）组分在气液相界面上溶解美溶剂 S在气相和液相内由浓度差推动的传质过程。吸收塔界面Ⅱ气相液相混合气A+BS+AA+BA溶液S+AGLL
吸收塔 混合气 A+B 溶剂 S 惰(尾)气 B+A(微) 溶液 S+A 界面 气相 液相 A+B S A +A 利用混合气体中各组分在液体中溶解度差异，使某些易溶 组分进入液相形成溶液，不溶或难溶组分仍留在气相，从 而实现混合气体的分离。 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。 GLL 气体吸收
基本概念吸收质或溶质：混合气体中的溶解组分，以A表示情性气体或载体：不溶或难溶组分，以B表示吸收剂：吸收操作中所用的溶剂，以S表示吸收液：吸收得到的溶液，主要成分为溶剂S和溶质A。吸收尾气：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：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：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。如水吸收二氧化碳GLL
基本概念 吸收质或溶质：混合气体中的溶解组分，以A表示 惰性气体或载体：不溶或难溶组分，以B表示 吸收剂：吸收操作中所用的溶剂，以S表示 吸收液：吸收得到的溶液，主要成分为溶剂S和溶质A。 吸收尾气：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：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：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。如水吸收二氧化碳。 GLL
化学吸收：溶质与溶剂有显著的化学反应发生。如氢氧化钠溶液吸收二氧化碳、稀硫酸吸收氢气。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。但溶液解吸再生较困难。单组分吸收：混合气体中只有一种组分被液相吸收，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。化学反应热：化学吸收时，还会有化学反应热。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本章重点讨论：单组分等温物理吸收GLL
化学吸收：溶质与溶剂有显著的化学反应发生。 如氢氧化钠溶液吸收二氧化碳、稀硫酸吸收氨气。 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。但溶液解吸再生较困难。 单组分吸收：混合气体中只有一种组分被液相吸收，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。 化学反应热：化学吸收时，还会有化学反应热。 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。 本章重点讨论：单组分等温物理吸收 GLL
气体吸收的典型设备类型填料塔与板式塔气体气体B+微量AB+微量A填料塔溶剂S溶剂S*液体为分散相，气体为连续相*填料表面积即为气液接触传质面积*气液相组成沿塔高连续变化*气液流向可逆流或并流气体气体B+AB+A溶液溶液板式塔S+AS+A*气体为分散相，液体为连续相a填料塔b板式塔*气体鼓泡通过塔板上液层时，气液接触传质*气液相组成沿塔高呈阶跃变化*气液流向为逆流GLL
a 填料塔 b 板式塔 气体 B+A 溶剂S 气体 B+A 溶剂S 溶液 S＋A 溶液 S＋A 气体 B+微量A 气体 B+微量A 气体吸收的典型设备类型——填料塔与板式塔 填料塔 *液体为分散相，气体为连续相 *填料表面积即为气液接触传质面积 *气液相组成沿塔高连续变化 *气液流向可逆流或并流 板式塔 *气体为分散相，液体为连续相 *气体鼓泡通过塔板上液层时，气液接触传质 *气液相组成沿塔高呈阶跃变化 *气液流向为逆流 GLL
气体吸收操作的用途制取产品：用吸收剂吸收气体中某些组分而获得产品93%H2SO4吸收SO3→浓硫酸水+甲醛→福尔马林液水+HCI→盐酸分离混合气体：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（流程图见后）气体净化：①原料气的净化，即除去混合气体中的杂质②尾气处理和废气净化以保护环境。GLL
制取产品：用吸收剂吸收气体中某些组分而获得产品 93％H2SO4吸收SO3 →浓硫酸 水+甲醛→福尔马林液 水+HCl→盐酸 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（流程图见后） 气体净化： ①原料气的净化，即除去混合气体中的杂质； ②尾气处理和废气净化以保护环境。 气体吸收操作的用途 GLL
煤气脱苯工业吸收过程：苯TA脱苯煤气B+A(微）分离S+r洗油 S水解吸塔吸收塔加热器冷却器过热蒸汽含苯煤气A+BS+A
工业吸收过程：煤气脱苯 含苯煤气 脱苯煤气 洗油 苯 水 过热蒸汽 吸 收 塔 解 吸 塔 加 热 器 冷 却 器 分 离 A+B B+A(微) S A S+A S S+A
吸收剂的选择选择良好的吸收剂对吸收过程至关重要。选择原则：对溶质有较大的溶解度。溶解度个，溶剂用量，溶剂再生费用；溶解度个，对一定的液气比，吸收推动力个，吸收传质速率个，完成一定的传质任务所需设备尺寸良好的选择性。对欲吸收组分的溶解度大，其余组分溶解度小或不溶；稳定不易挥发，以减少溶剂损失：粘度低。有利于气液接触与分散，提高吸收速率：P无毒、腐蚀性小、不易燃易爆、价廉等。GLL
吸收剂的选择 选择良好的吸收剂对吸收过程至关重要。 选择原则： 对溶质有较大的溶解度。溶解度，溶剂用量，溶剂再生 费用；溶解度，对一定的液气比，吸收推动力，吸收 传质速率，完成一定的传质任务所需设备尺寸； 良好的选择性。对欲吸收组分的溶解度大，其余组分溶解 度小或不溶； 稳定不易挥发，以减少溶剂损失； 粘度低。有利于气液接触与分散，提高吸收速率； 无毒、腐蚀性小、不易燃易爆、价廉等。 GLL
吸收操作的经济性吸收操作费用和吸收设备费用吸收操作的费用主要包括：①气液两相流经吸收设备的能量消耗（泵、风机的能耗）溶剂的挥发损失和变质损失；溶剂的再生费用，即解吸操作费，此项所占的比例最大3吸收设备费用：吸收塔及辅助设备（泵、风机、加热器、冷却器等）的费用
吸收操作的经济性 吸收操作的费用主要包括： ① 气液两相流经吸收设备的能量消耗（泵、风机的能耗） ② 溶剂的挥发损失和变质损失； ③ 溶剂的再生费用，即解吸操作费，此项所占的比例最大。 吸收操作费用和吸收设备费用 吸收设备费用： 吸收塔及辅助设备（泵、风机、加热器、冷却器等）的费用