按組分的相對(duì)溶解度的大小課件

其他類型的吸收操作

知識(shí)點(diǎn)編號(hào)：ZYKC20112902020801

其他類型的吸收操作知識(shí)點(diǎn)編號(hào)：ZYKC201129020〖新課導(dǎo)入〗回顧1含氨空氣能用水進(jìn)行分離，含氨空氣的凈化裝置，如圖1所示。

圖1含氨混合氣體的凈化裝置

問題1

在這個(gè)裝置中，混合氣體有幾個(gè)組分？吸收劑水和氨有無(wú)化學(xué)反應(yīng)？回答——混合氣體有兩個(gè)組分，分別是溶質(zhì)A氨氣和惰性組分B空氣；水和溶質(zhì)A沒有發(fā)生明顯的化學(xué)反應(yīng)，氨極易溶于水。問題2

氣體溶解于液體中，會(huì)產(chǎn)生溶解熱，在實(shí)際吸收過程中，若吸收質(zhì)在吸收劑中的濃度很低，或吸收劑用量很大時(shí)，液相的溫度會(huì)不會(huì)發(fā)生明顯變化？回答——不會(huì)?！夹抡n導(dǎo)入〗回顧1含氨空氣能用水進(jìn)行分離，含氨空氣的回顧2

吸收的依據(jù)是氣體混合物中各組分的溶解度的不同。問題3

工業(yè)生產(chǎn)中要處理的混合氣是否只有兩個(gè)組分，舉例說明。回答——工業(yè)生產(chǎn)中要處理的混合氣一般存在多個(gè)組分，如合成氨變換氣中就有除H2、N2外的其它氣體CO2、H2S等?；仡?吸收的依據(jù)是氣體混合物中各組分的溶解度的不同。一、吸收操作分類〖新課展開〗吸收過程可以有許多分類方法：1.按組分的相對(duì)溶解度的大小(1)單組分吸收氣體吸收過程中只有一個(gè)組分在吸收劑中具有顯著的溶解度，其它組分的溶解度均小到可以忽略不計(jì)；(2)多組分吸收氣體混合物中具有顯著溶解度的組分不止一個(gè)。2.吸收過程有無(wú)化學(xué)反應(yīng)(1)物理吸收(2)化學(xué)吸收3.吸收過程溫度變化是否顯著(1)等溫吸收(2)非等溫吸收4.按吸收質(zhì)的量(1)高濃度吸收(2)低濃度吸收問題4

空氣中混有少量氨氣，用水吸收是屬于上述吸收分類中的哪幾類？回答——屬于單組分吸收、物理吸收、等溫吸收、低濃度吸收。問題5

判斷(1)用洗油吸收焦?fàn)t氣中的苯、甲苯等蒸氣屬于單組分吸收過程。()(2)純氨氣通入密閉的容器中溶于水是等溫吸收。()一、吸收操作分類〖新課展開〗吸收過程可以有許多分類方法：?jiǎn)栴}1.多組分吸收的概念混合氣中有兩個(gè)或兩個(gè)以上的組分在吸收劑中溶解度都比較大的吸收過程為多組分吸收。例如石油裂解氣得到的氣態(tài)烴混合物用摩爾質(zhì)量較大的液態(tài)烴作溶劑進(jìn)行吸收時(shí)，除H2和CH4基本上不被吸收外，其余含兩個(gè)以上碳的烴類氣體都能不同程度地被吸收；還有用洗油吸收焦?fàn)t氣時(shí)，其中的苯、甲苯、二甲苯蒸氣都可能被吸收。例1

在吸收塔中進(jìn)行多組分吸收時(shí)，吸收質(zhì)是否同時(shí)被吸收？——不是，根據(jù)溶解度和吸收質(zhì)的濃度有差異。2.多組分吸收的特點(diǎn)組分間相互影響,相平衡關(guān)系較為復(fù)雜，傳遞性質(zhì)復(fù)雜，溫度分布復(fù)雜；各組分在液相的溶解度關(guān)系均符合亨利定律。例2

對(duì)于低濃度氣體吸收，可以忽略吸收質(zhì)間的相互干擾，所以可以分別對(duì)各組分進(jìn)行單獨(dú)計(jì)算。其相平衡關(guān)系和操作線方程與單組分吸收相似。相平衡方程，可以表示為________。（）二、多組分吸收〖新課展開〗1.多組分吸收的概念二、多組分吸收〖新課展開〗在多組分吸收中，吸收率只是針對(duì)其中一個(gè)組分而言，這個(gè)組分被稱之為關(guān)鍵組分，可以通過關(guān)鍵組分的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。所以，盡管多組分吸收，但在實(shí)際計(jì)算時(shí)，也可以看作是單組分吸收。例3

某惰性氣體（H2和N2）中含有少量的CO2和H2S等氣體，用水洗滌可以有效去除CO2和H2S等氣體雜質(zhì)，因?yàn)镃O2和H2S氣體在水中的溶解度遠(yuǎn)大于H2和N2，又因?yàn)榛旌蠚庵杏袃蓚€(gè)組分在吸收劑中溶解度都比較大，因此該吸收過程為多組分吸收。練習(xí)1

單項(xiàng)選擇題用洗油吸收焦?fàn)t氣中的苯、甲苯、二甲苯蒸氣屬于________過程。 非等溫吸收B.多組分吸收C.高濃度吸收D.以上都不是判斷題多組分吸收在實(shí)際計(jì)算時(shí)，也可以看作是單組分吸收。（）。二、多組分吸收〖新課展開〗在多組分吸收中，吸收率只是針對(duì)其中一個(gè)組分而言，這個(gè)組分被稱1.非等溫吸收的概念例4

吸收過程中，由于吸收質(zhì)在溶解過程中會(huì)產(chǎn)生溶解熱或者在化學(xué)反應(yīng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)熱，使得吸收塔內(nèi)的溫度會(huì)發(fā)生變化，從而導(dǎo)致吸收平衡關(guān)系發(fā)生變化，這種吸收稱為非等溫吸收。問題6

在吸收過程中，溫度發(fā)生變化吸收平衡關(guān)系會(huì)發(fā)生變化，那么對(duì)吸收率會(huì)有影響嗎？回答—會(huì)，因?yàn)闇囟茸兓?，溶解度就?huì)變化。例5

非等溫吸收吸收塔內(nèi)的溫度是逐漸升高的。因?yàn)楸晃諝怏w溶解于液體時(shí)，常常伴隨有熱效應(yīng)，當(dāng)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)還會(huì)有反應(yīng)熱，其結(jié)果是使液相的溫度逐漸升高。三、非等溫吸收〖新課展開〗1.非等溫吸收的概念三、非等溫吸收〖新課展開〗2．非等溫吸收流程從提高效益的角度考慮，生產(chǎn)中應(yīng)盡量控制吸收在近似等溫的情況下進(jìn)行。通常在吸收塔的設(shè)備內(nèi)或設(shè)備外設(shè)置冷卻器，以控制過程溫度不發(fā)生較大變化。問題7

一般當(dāng)設(shè)備內(nèi)溫度升高到超過正常的范圍，應(yīng)該怎么處理？回答—移走熱量。從吸收設(shè)備中移去熱量的方法有：(1)循環(huán)冷卻，采用循環(huán)冷卻的吸收流程，如圖2所示。

〖新課展開〗三、非等溫吸收?qǐng)D2采用循環(huán)冷卻的吸收流程(2)內(nèi)部冷卻，采用內(nèi)部冷卻的吸收流程，如圖3所示。在吸收塔內(nèi)部安裝冷卻裝置,移去熱量，多用于板式塔。圖3在填料塔內(nèi)置冷卻器練習(xí)2

判斷題(1)填料塔多采用循環(huán)冷卻的吸收流程。（）(2)空氣中含有大量氨氣，該混合氣用水吸收是屬于等溫吸收過程。（）2．非等溫吸收流程〖新課展開〗三、非等溫吸收?qǐng)D2采用循環(huán)冷1.化學(xué)吸收的概念化學(xué)吸收是指吸收質(zhì)與吸收劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并生成新物質(zhì)的過程，實(shí)際生產(chǎn)中的許多吸收過程都屬于化學(xué)吸收。例6

用氨水吸收硫酸工藝尾氣中的SO2，副產(chǎn)亞硫酸銨〔（NH4）2SO3〕的過程就是化學(xué)吸收。2.化學(xué)吸收的優(yōu)點(diǎn)

(1)化學(xué)反應(yīng)提高了吸收的選擇性；(2)加快吸收速率，設(shè)備容積減小，設(shè)備投資費(fèi)用下降；(3)反應(yīng)增加了溶質(zhì)在液相中的溶解度，吸收劑用量減?。?4)反應(yīng)降低了溶質(zhì)在氣相中的平衡分壓，可較徹底地除去氣相中很少量的有害氣體。四、化學(xué)吸收〖新課展開〗1.化學(xué)吸收的概念四、化學(xué)吸收〖新課展開〗3.化學(xué)吸收的缺點(diǎn)

解吸困難，解吸能耗增大。若反應(yīng)為不可逆，反應(yīng)劑不能循環(huán)使用，用途就大受限制?；瘜W(xué)吸收時(shí)：溶質(zhì)從氣相主體到氣液相界面的傳質(zhì)機(jī)理和傳質(zhì)系數(shù)并未受影響，與物理吸收相同；到液相中的溶質(zhì)量相對(duì)于氣、液相流率也較小，因此流經(jīng)吸收塔的氣、液相流率均可視為常數(shù)。問題8

化學(xué)吸收過程中有物理吸收嗎？回答——有，但主要以化學(xué)吸收為主。問題9

單項(xiàng)選擇題用本菲爾溶液（K2CO3溶液）吸收CO2是（）吸收過程。選擇（）A.物理吸收B.化學(xué)吸收C.高濃度吸收D.以上都不是〖新課展開〗四、化學(xué)吸收3.化學(xué)吸收的缺點(diǎn)

〖新課展開〗四、化學(xué)吸收在吸收過程中，若溶質(zhì)在氣液兩相中的摩爾分率均較低（通常不超過0.1），這種吸收稱為低濃度吸收；反之，則稱為高濃度吸收。由于氣相中溶質(zhì)濃度較低，傳遞到液相中的溶質(zhì)量相對(duì)于氣、液相流率也較小，因此流經(jīng)吸收塔的氣、液相流率均可視為常數(shù)。五、高濃度吸收和低濃度吸收〖新課展開〗在吸收過程中，若溶質(zhì)在氣液兩相中的摩爾分率均較低（通常不超過〖課堂鞏固

〗練習(xí)單項(xiàng)選擇題化學(xué)吸收解吸_______。困難B.容易C.一般D.以上都不是判斷題硫酸水溶液吸收SO3生成硫酸是化學(xué)吸收。（）〖課堂鞏固〗練習(xí)單項(xiàng)選擇題〖課堂小結(jié)

〗1.吸收操作分類按組分的相對(duì)溶解度的大小——單組分吸收，多組分吸收；吸收過程有無(wú)化學(xué)反應(yīng)——物理吸收，化學(xué)吸收；吸收過程溫度變化是否顯著——等溫吸收，非等溫吸收；按吸收質(zhì)的量——高濃度吸收低濃度吸收；2.多組分吸收（1）多組分吸收的概念混合氣中有兩個(gè)或兩個(gè)以上的組分在吸收劑中溶解度都比較大的吸收過程為多組分吸收；（2）多組分吸收的特點(diǎn)組分間相互影響,相平衡關(guān)系較為復(fù)雜，傳遞性質(zhì)復(fù)雜，溫度分布復(fù)雜；各組分在液相的溶解度關(guān)系均符合亨利定律；3．非等溫吸收（1）非等溫吸收的概念吸收過程中，由于吸收質(zhì)在溶解過程中會(huì)產(chǎn)生溶解熱或者在化學(xué)反應(yīng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)熱，使得吸收塔內(nèi)的溫度會(huì)發(fā)生變化，從而導(dǎo)致吸收平衡關(guān)系發(fā)生變化，這種吸收稱為非等溫吸收；（2）非等溫吸收流程從吸收設(shè)備中移去熱量的方法有：循環(huán)冷卻，采用循環(huán)冷卻的吸收流程；內(nèi)部冷卻，采用內(nèi)部冷卻的吸收流程；中間冷卻，采用中間冷卻的吸收流程；〖課堂小結(jié)〗1.吸收操作分類〖課堂小結(jié)

〗4．化學(xué)吸收（1）化學(xué)吸收的概念是指吸收質(zhì)與吸收劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并生成新物質(zhì)的過程，實(shí)際生產(chǎn)中的許多吸收過程都屬于化學(xué)吸收。（2）化學(xué)吸收的優(yōu)點(diǎn)化學(xué)反應(yīng)提高了吸收的選擇性；加快吸收速率，設(shè)備容積減小，設(shè)備投資費(fèi)用下降；反應(yīng)增加了溶質(zhì)在液相中的溶解度，吸收劑用量減??；反應(yīng)降低了溶質(zhì)在氣相中的平衡分壓，可較徹底地除去氣相中很少量的有害氣體；（3）化學(xué)吸收的缺點(diǎn)

解吸困難，解吸能耗增大。若反應(yīng)為不可逆，反應(yīng)劑不能循環(huán)使用，用途就大受限制。5．高濃度吸收和低濃度吸收在吸收過程中，若溶質(zhì)在氣液兩相中的摩爾分率均較低（通常不超過0.1），這種吸收稱為低濃度吸收；反之，則稱為高濃度吸收。由于氣相中溶質(zhì)濃度較低，傳遞到液相中的溶質(zhì)量相對(duì)于氣、液相流率也較小，因此流經(jīng)吸收塔的氣、液相流率均可視為常數(shù)?！颊n堂小結(jié)〗4．化學(xué)吸