基本要求：

掌握吸收的概念、类型和目的；了解解吸的概念；掌握溶剂选择的原则；

掌握亨利定律三种表达形式及相关的计算；掌握吸收与解吸的过程方向判断及过程推动力的计算。

了解菲克定律的适用范围；掌握等摩尔相向分子扩散和分子单向扩散时，分子扩散速率与传质速率之间的关系；

掌握摩尔相向分子扩散和分子单向扩散传质速率积分式的区别；了解气、液相分子扩散系数。

了解吸收过程；掌握双膜理论；

掌握汽、液相总传质系数的计算方法，以及推动力与阻力的关系；

掌握气膜控制和液膜控制；掌握物料衡算和操作线方程；

掌握汽、液相总传质单元高度及总传质单元数常用的计算方法；

掌握设计型和操作型计算；了解其它吸收流程。

重   点：

溶剂选择；亨利定律；菲克定律；双膜理论；汽、液相总传质系数；操作线；平衡线；设计型和操作型计算。

难   点：

分子扩散传质速率积分式；操作型的计算及判断题。

概述

本节主要介绍了吸收的概念、用途、相关要素以及吸收剂的选用；吸收过程的分类；相组成表示方法。

气液相平衡关系

本节介绍了气体在液体中的溶解度，平衡关系和溶解度曲线，对亨利定律的不同表达式，以及溶解度系数相平衡常数与亨利系数的关系做了阐述。最后介绍了相平衡关系在吸收过程中的应用。

单相传质

本节讲述了分子扩散与菲克定律定，对等分子反向扩散、单向扩散及速率方程、分子扩散系数做了详细介绍，最后单相对流传质机理以及速率方程做了详细阐述。

相际传质及总传质速率方程

本节详细介绍了双膜理论及吸收过程的总传质速率方程。

吸收塔的计算

本节介绍了物料衡算和操作线方程、吸收剂用量与最小液气比、吸收塔填料层高度和吸收塔塔径的计算、解吸及其计算。

传质理论

本节双膜理论、溶质渗透理论、表面更新理论的基本内容与其之间的区别。

实践内容

1.了解填料吸收塔的结构、性能和特点，练习并掌握填料塔操作方法；通过实验测定数据的处理分析，加深对填料塔流体力学性能基本理论的理解，加深对填料塔传质性能理论的理解。

2.掌握填料吸收塔传质能力和传质效率的测定方法，练习实验数据的处理分析。

实践原理

 气体通过填料层的压强降：压强降是塔设计中的重要参数，气体通过填料层压强降的大小决定了塔的动力消耗。压强降与气、液流量均有关，不同液体喷淋量下填料层的压强降与气速的关系如图一所示：

         图一 填料层的～关系

当液体喷淋量时，干填料的～的关系是直线，如图中的直线0。当有一定的喷淋量时，～的关系变成折线，并存在两个转折点，下转折点称为“载点”，上转折点称为“泛点”。这两个转折点将～关系分为三个区段：既恒持液量区、载液区及液泛区。

传质性能：吸收系数是决定吸收过程速率高低的重要参数，实验测定可获取吸收系数。对于相同的物系及一定的设备（填料类型与尺寸），吸收系数随着操作条件及气液接触状况的不同而变化。

实践装置及参数

1.实践装置

2.实验装置主要技术参数：

填料塔：玻璃管内径 D＝0.050m  塔高1.00m  内装φ10×10mm瓷拉西环；

      填料层高度Z＝0.8m；   风机：XGB-12型  550W；

        二氧化碳钢瓶1个；     减压阀1个（用户自备）。

流量测量仪表：CO₂转子流量计型号LZB-6   流量范围0.06～0.6m³／h；

空气转子流量计：型号LZB-10  流量范围0.25～2.5m³／h；

水转子流量计：  型号LZB-10  流量范围16～160 L／h； 

解吸收塔水转子流量计：型号LZB-10  流量范围16～160 L／h  

浓度测量：吸收塔塔底液体浓度分析准备定量化学分析仪器（用户自备）；

温度测量：PT100铂电阻，用于测定测气相、液相温度。

1. 吸收分类的依据是什么？如何分类？

2. 亨利定律有哪些表达式？应用条件是什么？

3. 双膜理论的基本论点是什么？

6. 何谓最小液气比？怎样确定？

7. 吸收剂用量对吸收操作有何影响？如何确定适宜液气比？

8. 吸收操作的全塔物料衡算有何应用？何谓回收率？

9. 何谓传质单元高度和传质单元数？它们的物理意义如何？

1、气液传质双膜理论及其缺陷

吸收过程分为三个步骤：溶质由气相主体扩散到气液两相界面；穿过相界面；有液相的界面扩散到主体。认为穿过相界面的传质，所需的传质推动力为零，或气液达到了平衡。将气液两相间传质的阻力集中在界面附近的气膜和液膜之内，且界面没有阻力的这一设想，称为双膜模型。

其局限性如下：①将气液界面当作是固定的，只在气、叶间相对速率较小时才成立；随着相对速率增大，相界面将由静止到波动，进而产生漩涡-湍动，传质速率将显著加快。②气、液膜厚难以得知，故通过膜的扩散速率方程难以直接应用。③传质速率NA与扩散速率D的1次方成正比，但实验值表明NA约与D的1/2-1/3次方成正比，说明模型与实际有偏差。

2、根据双膜、溶质渗透膜和表面更新理论，指出传质系数k与扩散系数D之间的数学关系。

双膜模型：某一项内的传质系数k在浓度不高时按双膜模型可写出k=D/δe k与扩散系数D的一次方正比。溶质渗透模型得出,与实验数据较好符合，但式中的只是在少数情况下才能准确求出。表面更新理论，s是更新频，代表表面更新的快慢。

3、溶质从气相转移到液相的传质过程，可分为哪三个步骤？

A 溶质有气相主体通过对流-扩散到相界面（气相内的传质）

B 溶质在相界面上由气相转入液相（相界面上的溶解）

C 溶质由相界面通过对流-扩散到液相主体（液相内的传质）

4、传质单元与传质单元高度

梯级法求气相总传质单元的原理，是把整个填料层分割为若干段，气流经过每这样的填料段后其组成变化将等于其中的平均总传质推动力。这样的一个填料段称为对气相总推动力而言的传质单元，每一个梯级就是一个这样的传质单元，一个气相传质单元的填料层高度成为气相总传质单元高度，而且各个传质单元的这一高度都相等。

5、单向扩散与漂流因子

在吸收式，可简化地认为气液相界面只容许气相中的溶质A通过而不让惰性气体B通过，也不让溶剂S逆向通过（汽化）。单相扩散是的传质速率比等摩尔扩散时多了一个因子（P/PBm）,显然，其值大于1，原因就是由于总体流动，如同顺水行舟，水流使船速加大，故称（P/PBm）为漂流因子或漂流因数。

6、气膜控制与液膜控制

溶解度很大的气体，溶解度系数小，液相分阻力在总阻力中所占的比重将相对地小，传质阻力几乎全集中于气相，通常称为气膜控制；溶解度很小的气体，则溶解度很小，则传质阻力几乎全集中在液相，通称为液膜控制。

知识结构