3-1 ．吸收

3-1．吸收 • 一吸收的基本原理： • 利用气体混合物中污染物组合（A）在溶剂（S）中的溶解度大或能气化学反应，使污染物溶解在溶剂（S）中或生成新的无害物质从而分离或消除气体中的有害物质的过程称为吸收。

气体吸收过程的实质是溶质（A）从气相传递到液相的传质过程。气体吸收过程的实质是溶质（A）从气相传递到液相的传质过程。 • A---气膜---气液相界面---液膜---液相主体 • 传质途径：分子扩散、湍流扩散

1、双膜理论 • ①在气相液面的两侧分别存在一滞后气膜和液膜 • ②溶质由气相到液相的全部阻力集中在气膜和液膜内，而溶质在气相主体和液相主体阻力近似为0 • ③界面的阻力为零，且气液处于平衡状态，且界面无溶质积累和亏损。

2、传质速率 • 单位时间内溶质A通过单位面积进入液相的Kmol数NA Kmol/m2s

对于气膜： • kg—气膜Ni传质系数=DAB/Zg Kmol/m2s pa • 对于液膜： • kl---液膜传质系数=DAL/ZLm/s

总传质系数： • ① ② • ③ ④ • 由①②③④得

总传质阻力：m2pa/Kmol • m/s • 传质速率等于吸收速率

3．吸收速率的确定影响因素复杂 • ①实验测定

②经验公式 • 对于易吸收的气体，H大气膜控制， • 例NH3+水 • 对于难溶气体，液膜控制，例CO2+H2O • 对于中性溶解度气体， • 例SO2+H2O • a—与温度有关的常数

1．吸收的工艺流程 • 混合气体（A+B）由底部进入吸收设备（吸收塔）溶剂（吸收液）由吸收塔顶喷淋而下，通过传质过程，溶质A（0污染物溶解到吸收液中或反应生成无害物（S+A）由底部排出。 • 物理吸收（无化学反应） • 化学吸收（化学反应） • 设备：吸收塔填料塔或板塔

2．吸收剂 选择依据：①吸收容量大 ②选择性高 ③饱和蒸汽压低 ④适宜的沸点 ⑤黏度小、腐蚀小、廉价易得

3、吸收平衡 • 污染物不断被吸收溶解，同时有一部分污染物析出。 • A+S AS • 当A的通入量达到一定值时，进入吸收液中的A和析出的A量相等，即达到平衡它是吸收操作的极限。

吸收平衡表示法 • 1．实验图表法 P241 图7-4 表7-4 • 2．数学表示法 • 亨利定律当气压不太高（<5*105Pa）时，在一定的温度下稀溶液中的溶质溶解度与气相中溶质的平衡分压成正比。即

或 • 式中E：亨利常数Pa H：溶解度常数Kmol/m2s pa • m：相平衡常数

三、物理吸收计算 • 1．塔径 • 2．填料层高度计算 • 设G：气体负荷Kmol/s，L：吸收流量Kmol/s • 则惰性组合：

对微元填料层dz作物料衡算： • 即气体中A的含量减小量=吸收剂的吸收量=传质的量

又由： • 表示斜率的为：通过点和的直线方程 • 而为平衡线为操作线

四、化学吸收 • 特征：既有传质过程又有化学反应过程

1．化学吸收的气液平衡 • 化学平衡 • 相平衡 • 相平衡时，

化学平衡时， • 溶于液相的总浓度 • 物理平衡+[A]化学平衡

（1）若被吸收组合与溶剂相互作用（吸收剂与被吸收气体相互作用）（1）若被吸收组合与溶剂相互作用（吸收剂与被吸收气体相互作用） • 水吸收氨气即为该过程 • 则 • 则

即 • 亨利常数增大了倍，有利于吸收。

（2）被吸收的组分在溶液中离解，若用水分吸收剂，生成的反应物又离解成离子时，则化学反应按离解反应平衡来建立。即（2）被吸收的组分在溶液中离解，若用水分吸收剂，生成的反应物又离解成离子时，则化学反应按离解反应平衡来建立。即