华南理工大学821化工原理考研考点分析：气体吸收！

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五、气体吸收

1.吸收是将气体混合物与适当的液体接触，利用个组。分在液体中溶解度的差异而使气体中不同组分分离的操作。混合气体中，能够溶解于液体中的组分称为吸收质或溶质；不能溶解的组分称为惰性气体；吸收操作所用的溶剂称为吸收剂；溶有溶质的溶液称为吸收液或简称溶液；派出的气体称为吸收尾气。（分物理吸收——煤气脱苯，化学吸收——二氧化碳碳酸钾）

2.吸收操作是气体混合物的主要分离方法，化工生产。中它有以下几种具体的应用：①化工产品；②分离气体混合物；③从气体中回收有用组分；④气体净化(原料气的净化和尾气、废气的净化)⑤生化工程。一个完整地吸收分离过程一般包括吸收和解吸两部分。

3.溶剂的选择：

（1）溶剂应对气体中被分离组分有较大溶解度；

（2）溶剂对其他组分的溶解度要小；

（3）溶质在溶剂中的溶解度对温度变化敏感（4）容积蒸汽压低，减少回收时的损失；

（5）溶剂有较好的化学稳定性；

（6）溶剂有较低的粘度；

（7）溶剂价廉，无腐蚀性、无毒不易燃。吸收率η=(mA除/mA进)×100%≈[ (y1-y2)/y1]×100%，(y1，y2：进塔和出塔混合气中A的摩尔分数)。

4.稀溶液中亨利定律：c*A=HpA，(c*A：溶解度；H：溶解度系数；pA：气相分压)；p*A=ExA，(xA：液相中溶质摩尔分数；E：亨利系数)；y*=mx，(平衡常数m=E/p)；E=ρs/HMs，(ρs，Ms：纯溶剂密度和相对分子质量)。

5. 费克定律：jA=-DABdcA/dz，(jA：扩散速率；DAB：组分A在组分B中的扩散系数；dcA/dz：组分A在扩散方向z上的浓度梯度)；

等分子扩散速率：NA= jA=D(pA,1-pA,2)/RTz；单向扩散：NA=D(pA,1-pA,2)p/RTz pB,m，(p/pB,m：漂流因子，pB,m= (pB,2-pB,1)/ln(pB,2/pB,1)，即对数平均值)；同理，NA=D(cA,1-cA,2)c/zcB,m。

6. 吸收塔操作线方程：qn(L)/qn(V)=(y1-y2)/(x1-x2)，(qn(V)：二元混合气摩尔流量；qn(L)：液相摩尔流量；x，y：任意一截面液气相摩尔流量)；

最小液气比[qn(L)/qn(V)]min=(y1-y2)/(x*1-x2),qn(L)/qn(V)=(1.1—2.0[qn(L)/qn(V)]min；

低浓度时填料塔高度h=qn(V) [dy/(y-y*)]/KyaS=qn(L[dx/(x*x)]/KxaS=NOGHOG=NOLHOL，(K：传质系数；S：塔截面积；a：单位体积填料有效接触面积；NOG= [dy/(y-y*)]：气相总传质单元数；HOG =qn(V)/KyaS：气相总传质单元高度)；

相平衡线为直线时：NOG=ln[(1-S’)(y1-mx2)/(y2-mx2)+S’]/(1-S’)，NOL=ln[(1-A)(y1-mx2)/(y2-mx2)+A]/(1-A)，(吸收因数：A=1/S’= qm(V)/mqm(V))。

7.填料塔：

液体上进下出，气体下进上出，其中设有液体在分布器，可使其均匀分布于填料表面，塔顶可按转除末器。填料塔是一种应用广泛的气液两相接触并进行传热、传质的塔设备，可用于吸收（解吸）、精馏和萃取等分离过程。填料塔不仅结构简单，而且具有阻力小和便于用耐腐蚀材料制造等优点，尤其适用于塔直径较小地情形及处理有腐蚀性的物料或要求压强较小的真空蒸馏系统，此外，对于某些液气比较大的蒸馏或吸收操作，也宜采用填料塔。（气液逆流流动，增加传质推动力）

表征填料特性的主要参数有：①比表面积；② 空隙度；③ 单位堆体积内的填料数目n；④堆积密度；⑤干填料因子及填料因子；⑥机械强度及化学稳定性。

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