第四章吸收

學(xué)習(xí)目標(biāo)了解吸收的分類、典型的工業(yè)吸收過程、各種不同類型的吸收設(shè)備及吸收在環(huán)境工程中的應(yīng)用。理解吸收操作的基本概念、吸收傳質(zhì)機理。掌握吸收的相關(guān)計算，能運用工程觀念分析解決吸收操作中的實際問題。第一節(jié)概述利用氣體混合物中各種組分在同一液體（溶劑）中溶解度差異、分離混合物的操作稱為氣體吸收。一、工業(yè)吸收過程

吸收流程包括吸收和解吸兩大部分。吸收操作要點：①選擇合適的溶劑。②提供適當(dāng)?shù)膫髻|(zhì)設(shè)備以實現(xiàn)氣液兩相的接觸。③溶劑再生以便循環(huán)使用。吸收與解吸流程

二、吸收的分類1．物理吸收與化學(xué)吸收2．單組分吸收與多組分吸收3．等溫吸收與非等溫吸收4．低組成吸收與高組成吸收工業(yè)生產(chǎn)中的吸收過程以低組成吸收為主三、吸收在環(huán)境治理中的應(yīng)用吸收被廣泛地應(yīng)用于氣態(tài)污染物的凈化用吸收法凈化的氣態(tài)污染物：⑴含氮氧化物廢氣⑵含硫氧化物廢氣⑶含碳?xì)浠衔飶U氣⑷含硫氫化合物廢氣四、吸收設(shè)備的主要類型

氣體吸收設(shè)備主要為板式塔與填料塔兩大類。兩種主要吸收設(shè)備五、千吸收屑操作授的經(jīng)灰濟性吸收浪的操躍作費漠用主贈要包促括。①氣、鋒液兩材相流蒸經(jīng)吸清收設(shè)象備的集能量罩消耗美；②溶劑濕的揮故發(fā)損跑失和乓變質(zhì)會損失谷；③溶劑片的再橋生費對用，如即解漆吸操屋作費縮慧。這三凈項以反再生蛇費用砍所占擦比例蠢最大輝。常用逗的解哭吸方碧式有傷升溫主、減控壓、治吹氣。第二殖節(jié)吸收濃凈化經(jīng)的基素本原策理一、潑吸收璃過程紡的氣傭液相顫平衡1.物理竹吸收蘿的氣我液相瓣平衡在一乖定的我溫度盆和壓曠力下斃，氣堵、液腥兩相臟發(fā)生緞接觸齡后，妹吸收質(zhì)便昨由氣夏相向替液相棕轉(zhuǎn)移掛，隨淡著液驚體中戚吸收隸質(zhì)濃都度的請逐漸蹤蝶增高耐，吸收嫁速率漂逐漸者減小感，解胃吸速仇率逐稅漸增泳大。別經(jīng)過厚相當(dāng)田長的咸時間接觸蓮后，橡吸收僑速率骨與解猶吸速索率相傭等，氣液兩相達(dá)到平衡。平衡貼分壓：平衡陪狀態(tài)刪下，廊被吸貍收氣戰(zhàn)體在他溶液遞上方親的分育壓。溶解君度：平衡坡狀態(tài)季下，分可溶尸氣體販在溶隔液中河的濃岸度。幾種景常見余氣體威在水俊中的寒溶解意度討論善：①不圈同性叼質(zhì)的咽氣體暖在同做一溫賤度和碰分壓槍條件烏下，棗溶解境度各不相市同；②氣詢體的御溶解淋度與付溫度完有關(guān)個，一槐般說竹來，材隨著聰溫度頓升高奮，溶解鮮度下塵降；③溫躬度一齊定時址，溶鎖解度坐隨溶網(wǎng)質(zhì)分煮壓升為高而剃增大粥，在愚吸收系統(tǒng)自中，誦增大乎氣相瘡總壓閃，組至分的瘡分壓尋會升火高，銀溶解指度也匯隨之加大管。結(jié)論葛：溶解令度與湊氣體培和液遼體的擁性質(zhì)拆有關(guān)錦，而障且與票吸收貞體系兇的溫度、姜總壓勸和氣末相組事成有逼關(guān)。⑴以p及x表示郵的平倘衡關(guān)效系⑵以y及x表示沫的平踩衡關(guān)勺系⑶以pe及c表示桌平衡抵關(guān)系⑷以Y及X表示講的平蠅衡關(guān)督系2.化學(xué)誼吸收咬的氣帝液相降平衡化學(xué)題平衡起關(guān)系喊可以瘦寫成Ｋ＝［Ａ］＝∴∵二、瓜相平厭衡與塘吸收認(rèn)過程梯的關(guān)瓦系1．判羞別過擾程的墓方向判別故過程午進行霸的方最向2.指明滅過程申的極肅限x1m因ax=x1e=y1∕爛m吸收陡過程店極限3.計算洲過程飽的推遙動力吸收訪推動蓮力三、續(xù)吸收扒傳質(zhì)沙機理吸收叨過程核兩相傘間物潑質(zhì)傳蚊遞的警三個知步驟拒：①溶質(zhì)氣由氣襪相主毯體傳失遞到寫兩相遷界面套，即浮氣相推內(nèi)物遇質(zhì)傳刃遞。②溶質(zhì)瞎在界包面上保溶解雄，由旱氣相簡轉(zhuǎn)入尺液相婚，即勇界面飯上發(fā)字生溶解糊過程出；③溶質(zhì)孔自界窗面被列傳遞懷到液捆相主吵體，費即液竄相內(nèi)等物質(zhì)烈傳遞濾?？傔^蹄程速攀率分理別由恒氣相化和液渣相內(nèi)蜓的傳彎質(zhì)速嘩率所紋決定禿。1.分子宮擴散組與對音流擴戀散⑴分子毒擴散由分扮子無妨規(guī)則既熱運恭動而曉引起呀的物漏質(zhì)傳俗遞現(xiàn)業(yè)象稱疾為分露子擴散。腹分子枕擴散鵲速率劈燕主要葵取決牧于擴降散物捷質(zhì)和最流體便的某朗些物愿理性質(zhì)。分子詠擴散帥速率價與流帆體在肌什么彩介質(zhì)稍中擴吸散有針關(guān)，桿在不螺同介質(zhì)中魂擴散吳系數(shù)槐不同伐；與腐擴散侍的濃銀度梯墊度、錢擴散美系數(shù)暢成正曲比。擴散物質(zhì)擴散系數(shù)Dcm2/s擴散物質(zhì)擴散系數(shù)Dcm2/sH20.611H2O0.220N20.132C6H60.077O20.178C7H80.076CO20.138CH3OH0.132HCL0.130C2H5OH0.102SO20.103CS20.089SO30.095C2H5OC2H50.078NH30.17一些條物質(zhì)列在空排氣中逆的擴它散系錄數(shù)（０℃、１辨０１.３３k繞Pa）一些兩物質(zhì)綿在水農(nóng)中的雷擴散閱系數(shù)事（２煮０℃稀)擴散物質(zhì)擴散系數(shù)D’*109m2/s擴散物質(zhì)擴散系數(shù)D’*109m2/sO21.80C2H21.56CO21.50CH2COOH0.88NO21.51C2H5OH1.28NH31.76C3H7OH1.00Cl21.22C4H9OH0.87Br21.2C6H5OH0.77H25.13甘油0.84N21.64尿素0.73HCl2.64葡萄糖1.06H2S1.41蔗糖0.60H2SO41.73HNO32.6NaCl1.35NaOH1.51⑵對流驗擴散渦流匯擴散--晴-在湍考流主模體中砌，憑懶借流令體質(zhì)批點的灣湍動哲與旋渦而慚引起抱的物乏質(zhì)傳耀遞現(xiàn)旱象。對流擴洞散--兵-湍流告主體澆與相乏界面莫的分索子擴想散與奇渦流杰擴散兩種使傳質(zhì)誓作用阻的總途和。對流晝擴散特點:①擴散歇物質(zhì)逐主要鈴借助腸主流狠流體熟的攜導(dǎo)帶作辦用而循轉(zhuǎn)移萄。②對流增擴散腸速率太比分褲子擴芳散速唐率大構(gòu)的多軌，對享流擴體散速在率主要司取決繪于流頃體的萄湍流離程度蘆。2.吸收賺傳質(zhì)巴理論雙膜菌理論劈燕示意陣圖雙膜講理論品的基阿本論瘦點：①氣液疾兩流休體間晝存在岡著穩(wěn)行定的葛相界吐面，歷界面躬兩側(cè)成各有昏一有效頭滯流輔膜層筋，分意別稱存為氣繪膜、球液膜筐，吸逝收質(zhì)搖以分乏子擴鑒散的方式豪通過汽此二杯膜層霉。②在相凍界面窮處，流氣，造液兩渣相達(dá)剛到平刑衡。③在膜駕層以維外的腔氣，務(wù)液兩傲相中立心區(qū)凡，流斤體充尾分湍鄙流，父吸收質(zhì)聽濃度豬是均吹勻，振全部撥濃度皂變化梳集中灑在兩加相有搏效膜炒內(nèi)。相際膠傳質(zhì)涉過程迷為經(jīng)命由氣筍、液墻兩膜哨的分脅子擴角散過強程。溶質(zhì)趣滲透連理論：液體迎在下姻流過番程中闖每隔病一定垂時間to發(fā)生壩一次號完全穩(wěn)的混量合，使液砌體的藍(lán)濃度蠶均勻吃化。溶質(zhì)示在液生相中步的濃吵度分勸布第三鹿節(jié)吸收赴傳質(zhì)嫌速率跑方程吸收眠速率＝一、懼氣膜虎和液溜膜吸水收速喪率方豪程1.氣膜兇吸收針?biāo)俾蕪椃匠汤U式2.液膜律吸收汽速率稠方程二、漏總吸稀收速拉率方幣程及外對應(yīng)違的總聽吸收喂系數(shù)1.以挪表示指總推產(chǎn)動力曠的吸廈收速瞇率方軌程式2．以Ｙ－即Ｙe表示俱總推備動力綠的吸債收速猾率方腐程3．以表示稱總推荒動力無的吸嘆收速爆率方狹程4．以表示啄總推陪動力怨的總廣吸收章速率鳴方程吸收銀控制兩因素餡實例氣膜控制液膜控制雙膜控制水吸收氨NH水或弱堿吸收CO2水吸收SO2水吸收HCLSO2水吸收CL2水吸收丙酮液堿或氨水吸收SO2水吸收O2濃硫酸吸收NO2濃硫酸吸收SO2水吸收H2弱堿吸收H2S吸收殿速率看方程敬式一樹覽表吸收憲系數(shù)否的表攀達(dá)式城及吸朝收系仆數(shù)的懷換算提高啟吸收煉效果膊的方鉗法：①提郵高氣繩、液理兩相畢相對衡運動各速度佩，降信低氣葛膜、塔液膜迎的厚舅度以終減小盛阻力墻。②選炭用對唉吸收調(diào)劑溶歉解度振大的山溶液與作吸胖收劑把。③適曉當(dāng)提膝高供材液量沙，降絹低液講相主親體中片溶質(zhì)渣濃度茂以增劍大吸瞎收推焦動力堵。④增大上氣液胃相接要觸面毛積。5．兵化學(xué)酷吸收奴速率腫方程化學(xué)象吸收互步驟：①氣相決反應(yīng)炊物Ａ手由氣辜相主母體通宣過氣賣膜向翠相界喉面擴防散；②反應(yīng)棕物Ａ擱由相粒界面啦向液臟相擴證散；③反應(yīng)援物Ａ覺在液拜膜內(nèi)鬧或液重相主簽體與今反應(yīng)刷物Ｂ呼反應(yīng)玻，形螺成反應(yīng)棋區(qū)；④反應(yīng)牧產(chǎn)物吩Ｒ若掉為液川相產(chǎn)惱物，竊向液掏相主姜體擴戒散，決若為歸氣體產(chǎn)昌物則爛向界籠面擴膜散；⑤氣態(tài)妨產(chǎn)物俊由界域面向顛氣相閉主體罪擴散器?；瘜W(xué)走吸收聽速率幫方程：第四贊節(jié)獅吸收駁計算填料語塔的蒜工藝棉計算：①確定石吸收臺劑（傭溶劑浸）的湊用量烤；②計算成塔的婆主要撥工藝揪尺寸擋，包幕括塔巾徑和糞塔的腐有效鋒高度。計算爪的基倦本依堅據(jù)：物料茂衡算焦，氣騙、液勇平衡工關(guān)系紅及速約率關(guān)皺系。假設(shè)移條件：①吸收南為低志濃度揮等溫盟物理目吸收逗，總沈吸收引系數(shù)息為常院數(shù)。②惰性板氣體普和吸鞋收劑顆在整陪個吸神收塔嫌中均嘉為常腫量。③吸收盾塔中身氣、繡液兩話相逆裝流流遷動。逆流告吸收笨塔物堆料衡風(fēng)算逆流億操作鼻吸收鄭塔中幫操作東線一、易吸劍收塔波的物賭料衡挨算與霉操作彼線方投程1．全正塔物偷料衡美算Y2＝Y(jié)1(1一φA)2．吸怒收塔純的操廉作線絹方程奮式與耳操作兔線VY理+L修X1=V紛Y1+L搏XY=史X+饑(Y1-流X1)或二、然溶劑呢用量惕的決懼定吸收叮塔最謀小氣執(zhí)液比最小逢液氣皺比：一般胡情況豆下取口溶劑精用量遠(yuǎn)為最廊小用梨量的1.1～2.暮0倍Lmi油n=V=(朽1.微1～2.跳0)注()mi歪nL=(儉1.撿1～2.付0)Lmi吹n三、熱塔徑首的計抹算吸收惰塔直察徑：⑴泛點間氣速囑法對于木散裝傾填料腫：u／uF=雨0．5～0．85對于顧規(guī)整鴨填料異：u／uF=寒0．6～0．95⑵氣相目動能烏因子(F因子)法氣相湖負(fù)荷巴因子(Cs因子敲法)D=F=狡uＣＳ＝uCS=0欄.8CS,耐ma考x四、祝吸收佛塔高徒的計眉算1.填料板層高翁度的澤基本酷計算燙式對微欣元層鈔內(nèi)組吵分Ａ該（溶激質(zhì)）仗物料衡算雹可得：對于丙穩(wěn)定紐奉操作張的吸抱收塔勁，低末組成氣體說吸收波填料及層高刪度的狹基本播式為：Ｚ＝＝微元馬填料奔層的骨物料仇衡算Ｚ＝Ｚ＝2.傳質(zhì)脂單元圍數(shù)與生傳質(zhì)副單元匆高度令:則:傳質(zhì)別單元候數(shù)NＯＧ--悉-反映懂吸收景過程蠻進行質(zhì)的難解易。傳質(zhì)都單元歡高度HＯＧ--榨--反映吸收艦設(shè)備襯效能季的高貧低。ＮＯＧ＝ＨＯＧ＝＝傳質(zhì)雅單元亭高度翻與傳斧質(zhì)單奴元數(shù)3.傳質(zhì)包單元征數(shù)的招求法⑴脫吸出因子過法ＮＯＧ＝關(guān)聯(lián)浩圖⑵對數(shù)疼平均柴推動戴力法△Ym和△Xm分別紐奉表示僑塔頂藥和塔求底的榴氣相挽推動勤力的河對數(shù)平均正值和科液相派推動幼力的古的對皇數(shù)平慢均值虹?！鳎賛=△Xm=五、丸吸收掀塔的姓操作閣與調(diào)超節(jié)吸收做塔可素調(diào)節(jié)棚的因紙素:流量L、溫忍度T、含闖量X2增大職溶劑舊用量,平均衛(wèi)推動價力加澡大;降低科溶劑薦溫度,平均激推動么力增定大;降低繞溶劑猜入口砍含量,全塔娘平均慕推動甘力隨攏之增濤大。吸收牛塔的父操作嘗調(diào)節(jié)第五釣節(jié)解吸使溶牢解于詳液相刪中的克氣體帥釋放罩出來恩的操交作稱丸為解憲吸。一、搞解吸團方法（1）氣妙提解扔吸①惰性水氣體殖氣提--次-以空惱氣、到氮氣查、二猴氧化滋碳作陸載氣;②汽提--擔(dān)-以水曠蒸氣址作載纖氣，民同時限兼作屯加熱淚熱源;③提餾--誦-以溶坦劑蒸魂氣作毯為載線氣。（2）減楚壓解搬吸（3）加數(shù)熱解牽吸（4）加暫熱-減壓糖解吸二、頂氣提極解吸澇的計鞏算⑴最小精氣液束比和躲載氣仙流量旁的確號定Ｙ＝(X-X２)+Ｙ２Ｙ＝(X-X１)+扔Y１解吸皇操作微線及版最小液氣幅比的毅確定最小產(chǎn)氣液菌比、載勞氣流芽量為⑵傳質(zhì)綿單元書數(shù)的齒計算——稱為肌吸收嚼因數(shù)怖，它礎(chǔ)是操陽作線話斜率衛(wèi)與平奧衡線爹斜率膏的比掠值，偉無量平綱。Ｎ