吸收（Absorption）——气体混合物的分离
吴卫生 博士
上海交通大学化工系（化学楼218室）
Tel.: 021-54747454
E-mail: wuws@
第一节 概述
吸收的操作依据
吸收操作的目的（用途）
吸收的分类
吸收剂的选择
吸收率（净化率）
吸收的操作依据
各组分在溶剂中的溶解度差异
组分在溶剂中的选择性溶解
吸收操作的目的（用途）
净化原料气
回收有用组分
制取某些产品
治理废气
吸收的分类
物理吸收、化学吸收
单组分吸收、多组分吸收
等温吸收、非等温吸收
低浓度吸收、高浓度吸收
本章重点：低浓度单组分等温物理吸收的 原理及计算
吸收剂的选择
溶解度
选择性
其它
吸收程度的表征——吸收率
第二节 吸收的基本理论
溶解度—气液平衡（GLE）
亨利定律（Henry’s Law）
双膜模型（Double-Film Model)
传质速率方程式
溶解度—气液平衡（GLE）
气体在液相中的饱和浓度，习惯上以单位质量（或体积）的液体中所含溶质的质量（或物质的量）来表示。
气相与液相之间的动态平衡
溶解度（续）
同一温度和pA一定，cA有差异；
同一温度和cA一定， pA有差异；
同一种溶质的溶解度随温度升高而降低。
加压、降温，提高气体的溶解度，对吸收有利；
减压、升温，降低气体的溶解度，对脱吸有利。
亨利定律（Henry’s Law）
表达式一：
表达式二：
表达式三：
表达式四：
双膜模型（Double-Film Model)
气液相界面两侧存在停滞的气膜和液膜；
每一相的传质阻力集中于膜内；
相界面传质阻力可忽略，即气液两相在相界面处达到平衡。
传质速率方程式
传质速率=传质系数×传质推动力
单相（气相或液相）的传质速率方程式
总的传质速率方程式
第三节 吸收塔的计算
计算内容：
<1>吸收剂的用量
<2>填料塔的填料层高度或板式塔的塔板数目
<3>塔径
第三节 内容
物料衡算和操作性方程
填料层高度的计算
操作型问题
塔板数
脱吸
物料衡算(Mass Balance)和操作线(Operation Line)方程
全塔物料衡算：
操作线方程：
物料衡算(Mass Balance)和操作线(Operation Line)方程（续）
最小液气比：
实际液气比：
低浓度气体吸收：
填料层高度的计算（低浓度气体吸收）
气相传入液相的溶质=气相所失溶质=液相所得溶质
填料层高度的计算（低浓度气体吸收）（续）
气相总传质单元高度：
气相总传质单元数：
液相总传质单元高度：
液相总传质单元数：
填料层高度=传质单元高度×传质单元数
填料层高度的计算（低浓度气体吸收）—传质单元数的求法
对数平均推动力法：操作线和平衡线均为直线
脱吸因数法：操作线和平衡线均为直线
图解积分法：平衡线可以不为直线
梯级图解法：平衡线为直线或弯曲程度不大的曲线
吸收塔的操作型问题
设计型问题
操作型问题
计算的基本依据：
<1>物料衡算式：
<2>相平衡方程式：
<3>传质速率方程式：
塔板数
理论板（Theoretical Plate）:
气液两相接触良好、传质充分，以致两相在离开时已达到平衡，即 成平衡
理论板数的图解法（梯级法）：
交替使用物料衡算和气液相平衡关系
塔板数（续）
理论板数和传质单元数的相互关系：
理论板数和传质单元数的区别：
<1>概念不同
<2>计算依据不同
等板高度（HETP）：相当于一块理论板的填料层高度。
脱吸（解吸）
吸收：溶质由气相向液相传递
脱吸：溶质由液相向气相传递
脱吸的途径：减小p，或增大p*，或者兼而有之。
脱吸的具体方法：
A.通入惰性气体——气提
B.通入直接水蒸汽——汽提（提馏）
C.降低压力——闪蒸
脱吸（解吸）（续）
当平衡线和操作线均为直线
第四节 其它类型吸收
多组分吸收
化学吸收
非等温吸收
第五节 传质系数和传质理论
传质系数的影响因素：
<1>物系的物性
<2>填料或塔板的结构
<3>流体的流动状况
传质理论：
<1>双膜模型
<2>溶质渗透模型
<3>表面更新模型
