01 吸收的概念

利用混合气体中各组分在同一种溶剂中溶解度的不同，用液体吸收剂分离气体混合物的单元操作称为吸收。

分离的物系：气体混合物；

形成两相体系的方法：引入液相（吸收剂）；

传质原理：根据各组分在溶剂中溶解度不同；

吸收质或溶质：混合气体中的溶解组分，以A表示；

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。

02 吸收操作的用途

1）  支取液体产品：用吸收剂吸收气体中某些组分而获得产品。如硫酸吸收SO3制备浓硫酸，用水吸收氯化氢制备盐酸等。

2）  分离混合气体：用水吸收含氨气的混合气体。

3）  气体净化：一类是原料气的净化，即除去混合气体中的杂志，如合成氨原料气脱H2S、脱CO2等。

4）  保护环境：尾气处理和废气净化保护环境，如用碱液吸收废气中的SO2、H2S、HF等。

03 吸收操作分类

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。如用水吸收二氧化碳、用水吸收乙醇或丙醇蒸汽、用洗油吸收芳烃等。溶液解吸再生容易。

化学吸收：溶质与溶剂有显著的化学反应发生。如用氢氧化钠或碳酸钠溶液吸收二氧化碳、用稀硫酸吸收氨等过程。化学反应能大大提高单位体积液体所能吸收的气体量并加快吸收速率，但溶液解吸再生较难。

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（吸收放热）。

等温吸收：体系温度变化不显著的吸收过程（绝热吸收）。

04 吸收的基本原理

气液相平衡关系

两相平衡：在一定温度和压力下，气体和液体接触，气体中的溶质组分便开始在液体中溶解，当吸收进行到一定程度时，溶解和解吸（溶解的气体又返回到气相）的速度相当等，气液相组成不再变化，此时气液两相达到动态平衡。

溶解度：平衡时，溶质气体在液相中的浓度称为平衡浓度或溶解度。

表明一定条件下吸收过程可能达到的极限程度，吸收过程并不是无止境的。

溶解度的表达方式：一般以1000g溶剂中溶解溶质的克数表示，单位：g/1000g溶剂

平衡状态下气相中溶质的分压称为平衡分压或饱和分压。

影响溶解度的因素：气、液体种类、温度、压力

温度上升，溶解度下降，压力上升，溶解度上升。

05 溶解度曲线

溶解度曲线：在一定温度、压力下，平衡时溶质在气相和液相中的浓度的关系曲线。

吸收：高压、低温利于吸收；解析：低温、高温利于解析。

06 吸收剂的选择

吸收剂性能的优劣，是决定吸收操作效果是否良好的关键。如果吸收的目的是制取某种溶液做成品，例如用HCl气体生产盐酸，吸收剂只能用水，没有选择余地，但如果目的在于把一部分气体从混合物中分离出来，便应考虑选择合适的吸收剂。

溶解度大：吸收剂的选择主要考虑的是溶解度，溶解度大则吸收剂用量少，吸收速率也大，设备的尺寸便小。

选择性好：很显然，吸收剂对溶质气体的溶解度既要大，对混合气体中其他组分溶解度却要小或基本不溶，这样才能进行有效的分离，满足这一要求称为选择性好。

挥发度要小：吸收剂的挥发度要小，即在操作温度下他的蒸气压要低，经过吸收后的气体在排出时，往往为吸收剂蒸汽所饱和，吸收剂的挥发度高，其损失量便大。

此外所选用的吸收剂尽可能满足无腐蚀性，粘度小、无毒、不燃、价廉易得等。

07 吸收过程气液两相的接触方式

连续接触（微分接触）：气液两相的浓度呈连续变化，如填料塔。

级式接触：气液两相逐级接触传质，两相的组成呈阶跃变化，如板式塔。

08 吸收塔的操作调节手段

吸收塔的气体入口条件是由前一工序决定的，不能随意改变。因此，吸收塔在操作时的调节手段只能是改变吸收剂的入口条件。

1）  增大吸收剂的用量；

2）  降低吸收剂的温度；

3）  降低吸收剂中溶解物质的含量。

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