《化工原理》概况.pptx

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1、第五章气体吸收第一节概述第二节气液相平衡第三节分子扩散第四节对流传质第五节在填料塔低浓度气体吸收过程的计算第六节气体解吸第七节高浓度气体吸收§5.1概述一.传质分离过程简介二.吸收与传质三.物理吸收和化学吸收四.吸收与解吸五.溶剂的选择一.传质分离过程简介1、传质分离过程的研究对象混合物的分离是化工类生产中的重要过程。混合物的分类：a）非均相混合物，其分离主要依靠力学的，即质点运动与流体力学原理进行分离，已在第三章中进行了讨论；b）均相混合物，其分离特点主要依靠物质的传递（分子传递和涡流传递）特性来实现混合物中各组分的分离。对b）均

2、相混合物的分离称为传质分离过程另外，对干燥和浸取等一类过程也列入传质分离过程。如：湿物料的干燥，也是依靠水分传递到气相来达到分离目的。§5.1概述2、传质分离过程的分类平衡分离过程：根据混合物中诸组分在两相间的平衡分配不同来实现混合物的分离，这类方法称为～。例如：蒸馏、吸收、萃取、吸附、干燥etc。速率分离过程：根据混合物中各组分在某种力场的作用下扩散速度不同的性质来实现混合物的分离，这类方法称为～。例如：气体扩散、电泳、喷嘴扩散etc。在一般化工生产中主要应用平衡分离过程。3、根据生产目的来分类化工生产中遇到的混合物多种多样的，它

3、们可以是g、l、s，可以均相，可以非均相，其中各组分的性质可以相差很大，也可以是十分相似，各组分的含量可以相差很大，也可以相差不大（处一个量级）分离目的也不尽相同。一般分为四类：分离：将混合物中各组分完全分开，得到各个纯组分或若干种产品。eg：air-----N2、O2、各种稀有气体；原油----汽油、煤油、柴油etc。§5.1概述提取和回收：从混合物中提取某种或某几种有用的组分。eg：从矿石中提取有用金属；从工厂排放的废料中，回收有价值的物质，除去污染环境的物质；另外在医药上中成药的提取etc。纯化：除去混合物中少量杂质。eg：合

4、成氨原料气中含有CO、CO2等有害气体，易使cat.中毒，现一般采用铜氨液洗涤法、深冷分离法和甲烷化法，这些方法在经济性、选择性等方面都在不同程度上存在着缺点，吸附分离，特别是PSA方法是新的发展方向。浓缩：将含有组分少的稀溶液增浓，称为～。eg：在医药上中成药的提取，可以通过膜过程对此进行浓缩。4、根据组分在两相间的分配差大小来分：相配很大：吸收、萃取、浸取、干燥蒸馏、吸附etc。其特点为：只须引一股流，两相接触即可。相配不大：精馏、回流萃取分馏吸附etc。其特点为：须引两股流，分段形成两相接触。§5.1概述二.吸收与传质1、引子

5、均相混合物分离特点：主要依靠物质的分子、涡流传递特性来实现混合物中各组分的分离。气体混合物分离特点：总是根据混合物中各组分间某种物理化学性质差异而进行的。气体混合物的分离方法：膜分离------主要依靠筛分作用，尺寸差异；精馏---主要依据沸点差异，eg：空分得到N2和O2；吸附分离------主要依靠筛分作用，尺寸差异；也有络合作用，eg：Cu＋－CO；吸收------主要依靠混合物中各组分在某种溶剂中的溶解度的不同得到分离目的。eg：用水吸收混合气体中的NH3能使NH3、air加以分离，并回收NH3，其原因为：它们在水中的溶解度

6、差异很大，将它们通入水中，NH3很容易溶解于水中，形成氨水溶液，而air几乎不溶于水中。§5.1概述2、吸收定义：气体溶解于液体的过程，称之为～。气体吸收在工业及环保中的应用回收产品：用洗油（焦化厂副产品，数十种C、H化合物的混合物）吸收焦炉煤气中的苯、甲苯、二甲苯。※有机合成八大基础原料：三苯、三稀（1,3-丁二稀、乙稀、丙稀）、一萘一炔。气体净化：合成氨原料气中含有CO、CO2、CO2S、H2S等有害气体，易使cat.中毒。对微量CO、CO2现一般采用铜氨液洗涤法、深冷分离法和甲烷化法，但净化度和能耗高，目前正开发络合变压吸附（

7、PSA）的技术是‘无热源技术’，是非常节能的发展方向。制备某种气体的溶液：HCl（g)＋H2O----HCl(L)3NO2＋H2O==2HNO3＋NOSO2-----SO3＋H2O---H2SO4一般采用92.5%H2SO4吸收成为98%-----105%H2SO4。实际过程往往同时兼有净化和回收双重目的。§5.1概述3、传质气体吸收是传质分离过程。前面提到的传质分离过程中，重点是要讲述平衡分离过程，是组分在两相间的分配不同（平衡）来实现分离。气体吸收过程包含有组分从一相到另一相的转移。过程的推动力为：浓度差C过程简介以NH3和a

8、ir用水吸收为例：示意图如右侧图一所示过程1)NH3易溶解于水中，其浓度为C0，而air难溶于水，液，而air几乎不溶于水中；液面处浓度C<主体浓度C0，故NH3由气相主体向气液界面转移；2)界面处液相中NH3浓度CL>液相主体浓度C