西安建筑科技大学：《化工原理》课程电子课件（下册）第八章 气体吸收

《化工原理》 Principles of chemical Engineering 主讲教师:董缘 下册(第三版) 陈敏恒丛德滋方图南齐鸣斋编 化学工业出版社 的时yo晶rca馆c了 a si Tesanotesy PDF文件使用"pdffactoryPro"试用版本创建www.fineprint,cn

《化工原理》 Principles of Chemical Engineering 主讲教师：董缘 下册（第三版） 陈敏恒 丛德滋 方图南 齐鸣斋 编 化学工业出版社 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn

第8章气体吸收 本章学习要求 掌握的内容 分子扩散、菲克定律的定义及其应用,等分子 反向扩散、单向扩散的速率方程;对流传质概 念;气体在液体中溶解度概念,亨利定律及各种 表达式和相互间的关系,相平衡的应用;双膜理 论要点;总传质系数及总传质速率方程;吸收过 程物料衡算;,操作线方程推导及其物理意义;最 小液气比概念及吸收剂用量的计算;填料层高度 的计算;传质单元高度与传质单元数的定义及其 物理意义;传质单元数的计 平均推动力法和 吸收因数法);吸收塔的设计型和操作型计算。 真U的ror馆c了组 crnd些gy PDF文件使用"pdffactoryPro"试用版本创建www.fineprint,cn

本章学习要求 § 掌握的内容： 分子扩散、菲克定律的定义及其应用，等分子 反向扩散、单向扩散的速率方程；对流传质概 念；气体在液体中溶解度概念，亨利定律及各种 表达式和相互间的关系，相平衡的应用；双膜理 论要点；总传质系数及总传质速率方程；吸收过 程物料衡算；操作线方程推导及其物理意义；最 小液气比概念及吸收剂用量的计算；填料层高度 的计算；传质单元高度与传质单元数的定义及其 物理意义；传质单元数的计算（平均推动力法和 吸收因数法）；吸收塔的设计型和操作型计算。 第8章 气体吸收 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn

熟悉的内容 吸收剂的选择;各种形式的单相传质速率方 程;各种传质系数间的关系;气膜控制与液膜控 制;传质单元数的图解积分法;吸收塔的操作型 分析;解吸特点及计算。 了解的内容: “三传”之间的联系;分子扩散系数及其影响因 素;填料塔和板式塔的结构及操作原理;塔高计 算基本方程的推导;高浓气体的填料层高度计 算;其它类型的吸收操作 真U的ror馆c了组 crnd些gy PDF文件使用"pdffactoryPro"试用版本创建www.fineprint,cn

§ 熟悉的内容： 吸收剂的选择；各种形式的单相传质速率方 程；各种传质系数间的关系；气膜控制与液膜控 制；传质单元数的图解积分法；吸收塔的操作型 分析；解吸特点及计算。 § 了解的内容： “三传”之间的联系；分子扩散系数及其影响因 素；填料塔和板式塔的结构及操作原理；塔高计 算基本方程的推导；高浓气体的填料层高度计 算；其它类型的吸收操作。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn

8.1概述 8.1.1吸收分离操作定义: 利用混合气体中各组分在溶剂中溶解度的差异实现混合气 体的分离。气体吸收是包括气相内的物质传递、气液相界 面上的溶解过程和液相内的物质传递三个步骤的由浓度差 推动的相际传质过程 气相主体相界面液相主体 y y 气相扩散液相扩散 真U的ror馆c了组 crnd些gy PDF文件使用"pdffactoryPro"试用版本创建www.fineprint,cn

8.1 概述 8.1.1 吸收分离操作定义： 利用混合气体中各组分在溶剂中溶解度的差异实现混合气 体的分离。气体吸收是包括气相内的物质传递、气液相界 面上的溶解过程和液相内的物质传递三个步骤的由浓度差 推动的相际传质过程。 气相主体 相界面 液相主体 气相扩散 液相扩散 yi xi yA xA PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn

吸收过程基本概念: 溶质:混合气体中的溶解组分,以A表示 惰性气体:不溶或难溶组分,以B表示 溶剂:吸收操作中所用的溶剂,以S表示 吸收液:吸收操作后得到的溶液,主要成分为溶剂S和溶质 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。 真U的ror馆c了组 crnd些gy PDF文件使用"pdffactoryPro"试用版本创建www.fineprint,cn

吸收过程基本概念： 溶质：混合气体中的溶解组分，以A表示。 惰性气体：不溶或难溶组分，以B表示。 溶剂：吸收操作中所用的溶剂，以S表示。 吸收液：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：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。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn

8.1.2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δ03制浓硫酸,水吸收甲醛制福尔马林 液,氨水溶液吸收O2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,从合成氨厂排放气中 回收氨等。 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、脱00等;另 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S02,天然气、石油气和焦炉气的 脱除H2S以及硝酸尾气脱除N2等 真U的ror馆c了组 crnd些gy PDF文件使用"pdffactoryPro"试用版本创建www.fineprint,cn

8.1.2 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，氨水溶液吸收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，从合成氨厂排放气中 回收氨等。 (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H2 S、脱CO2、脱CO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，天然气、石油气和焦炉气的 脱除H2S以及硝酸尾气脱除NO2等。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn

8.1.3吸收过程分类 物理吸收:吸收过程溶质与溶剂不发生显著的化学反应 如用水吸收2、用水吸收乙醇或丙醇蒸汽、用洗油吸收 芳烃等 化学吸收:溶质与溶剂有显著的化学反应发生。如用碱 类液体(Na0H、Na203、NH3、胺类溶液)吸收酸性气体 (￠O2、H2S、S2等)、用稀硫酸吸收氨以及水吸收N,制 HNO3等 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 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 真U的ror馆c了组 crnd些gy PDF文件使用"pdffactoryPro"试用版本创建www.fineprint,cn

8.1.3 吸收过程分类： 物理吸收：吸收过程溶质与溶剂不发生显著的化学反应. 如用水吸收CO2、用水吸收乙醇或丙醇蒸汽、用洗油吸收 芳烃等。 化学吸收：溶质与溶剂有显著的化学反应发生。如用碱 类液体（NaOH、Na2CO3、NH3、胺类溶液）吸收酸性气体 （CO2、H2S、SO2等）、用稀硫酸吸收氨以及水吸收NOx制 HNO3等。 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。 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。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn

高浓度吸收:溶质组分的摩尔分数大于0.1 低浓度吸收:溶质组分的摩尔分数小于0.1 8.1.4吸收剂的选择依据 (1)溶解度大 (2)选择性高; (3)溶解度对操作条件的敏感性 (4)挥发性小; (5)粘度低 (6)化学稳定性高; (7)腐蚀性低; 8)共它无毒,无害、价廉等。 真U的ror馆c了组 crnd些gy PDF文件使用"pdffactoryPro"试用版本创建www.fineprint,cn

8.1.4 吸收剂的选择依据 （1）溶解度大； 高浓度吸收：溶质组分的摩尔分数大于0.1 低浓度吸收：溶质组分的摩尔分数小于0.1 。 （2）选择性高； (3）溶解度对操作条件的敏感性； （4）挥发性小； （5）粘度低； （6）化学稳定性高； （7）腐蚀性低； （8）其它：无毒、无害、价廉等。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn

8.1.5工业吸收过程 1从焦炉煤气中回收粗苯的流程 洗油 脱苯煤气 苯 加 冷 水 却 含苯煤气 过热蒸汽 吸收与解吸流程 真U的ror馆c了组 crnd些gy PDF文件使用"pdffactoryPro"试用版本创建www.fineprint,cn

吸收与解吸流程 含苯煤气 脱苯煤气 洗油 苯 水 过热蒸汽 加 热 器 冷 却 器 8.1.5 工业吸收过程 1 从焦炉煤气中回收粗苯的流程 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn

2乙醇胺水溶液吸收二氧化碳气体 冷却器 吸收塔 原料气 (CO 水蒸气 奂热器 Q 真U的ror馆c了组 crnd些gy PDF文件使用"pdffactoryPro"试用版本创建www.fineprint,cn

2 乙醇胺水溶液吸收二氧化碳气体 水蒸气 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn