上海交通大学：《生物工程单元操作原理》课程教学资源_气体吸收_Absorption_1

第八章气体吸收 利用气体混合物中 的各组分在液体溶剂 吸收剂 气相主体 相界面 液相主体 中的溶解度不同，用 界面 适当的液体溶剂吸收 (溶解)气体混合物 yi 中的有关组分，使气 t 气相扩散 液相扩散 气体 体混合物得以分离的 一种单元操作

第八章 气 体 吸 收 利用气体混合物中 的各组分在液体溶剂 中的溶解度不同，用 适当的液体溶剂吸收 （溶解）气体混合物 中的有关组分，使气 体混合物得以分离的 一种单元操作。 吸收剂 气体 y x 界面 气相主体 液相主体 相界面 气相扩散 液相扩散 yi xi

气体吸收的工业应用 > 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$O3制浓硫酸，水吸收甲醛制福尔马林液， 碳化氨水吸收C0,制碳酸氢氨等。 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等。 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C02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S02,硝酸尾气脱除NO2等

气体吸收的工业应用  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， 碳化氨水吸收CO2制碳酸氢氨等。  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等。  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，硝酸尾气脱除NO2等

吸收分离气体混合物的关键问题 >选择合适的溶剂； >提供合适的传质设备以实现气液两相的接触： >溶剂的再生； >一个完整的吸收过程一般包括吸收和解吸两个 组成部分

吸收分离气体混合物的关键问题  选择合适的溶剂；  提供合适的传质设备以实现气液两相的接触；  溶剂的再生；  一个完整的吸收过程一般包括吸收和解吸两个 组成部分

吸收过程的方式 吸收过程通常在吸收塔中进行： >根据气、液两相的流动方向，有逆流操作、并流操 作、错流操作等类型，工业生产中以逆流操作为主； > 根据气液两相接触方式的不同可分为级式接触和微 分接触两大类

吸收过程的方式  吸收过程通常在吸收塔中进行；  根据气、液两相的流动方向，有逆流操作、并流操 作、错流操作等类型，工业生产中以逆流操作为主；  根据气液两相接触方式的不同可分为级式接触和微 分接触两大类

补充新鲜油 (吸收剂S) 脱苯煤气 (尾气B) 冷却器 A 冷却器 粗苯 (溶液A) ☑ 水 换热器 含苯煤气 (混合气A+B) 过热水蒸气 宫油 贫油 (吸收液AS) (再生吸收剂S) 吸收塔 解吸塔 煤气脱苯过程

煤气脱苯过程

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。 > 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$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。 > 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

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。  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。  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

吸收基本概念 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。 > 化学吸收：溶质与溶剂有显著的化学反应发生。 > 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

吸收基本概念  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。  化学吸收：溶质与溶剂有显著的化学反应发生。  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

本章重点掌握的内容 >气体吸收过程的平衡关系 >气体吸收过程的速率关系 >低浓度气体吸收过程的设计和计算

本章重点掌握的内容  气体吸收过程的平衡关系  气体吸收过程的速率关系  低浓度气体吸收过程的设计和计算

基本假定：单组分、等温、 物理吸收 >气体混合物中只有一个组分溶于溶剂，其余 组份可视为一个惰性组分； >溶剂的蒸气压很低，即气体中不含溶剂蒸气 >气相中：可溶组分+惰性组分（A+B); >液相中：可溶组分+溶剂(A+S)

基本假定：单组分、等温、物理吸收  气体混合物中只有一个组分溶于溶剂，其余 组份可视为一个惰性组分；  溶剂的蒸气压很低，即气体中不含溶剂蒸气；  气相中：可溶组分＋惰性组分（A+B）；  液相中：可溶组分＋溶剂（A+S）

第一节气液相平衡 >在一定的温度和压力下，使一定量的吸收剂与混合 气体接触，气相中的溶质便向液相溶剂中转移，直 至液相中溶质组成达到饱和为止。 >此时并非没有溶质分子进入液相，只是在任何时刻 进入液相中的溶质分子数与从液相逸出的溶质分子 数怡好相等，这种状态称为相际动平衡，简称相平 衡或平衡

第一节 气液相平衡 在一定的温度和压力下，使一定量的吸收剂与混合 气体接触，气相中的溶质便向液相溶剂中转移，直 至液相中溶质组成达到饱和为止。 此时并非没有溶质分子进入液相，只是在任何时刻 进入液相中的溶质分子数与从液相逸出的溶质分子 数恰好相等，这种状态称为相际动平衡，简称相平 衡或平衡