1、福州大学化工原理电子教案 气体吸收- 1 -8.2 气液相平衡吸收(传质)与传热两个过程的相似处:传热与吸收过程均由三步构成(解释三步相似) ,但两个过程也有不同处:传热的推动力是两流体的温度差,过程的极限是两流体的温度相等;吸收的推动力不是两相的浓度差,过程的极限也不是两相的浓度相等。这是由于气液之间的相平衡不同于冷热流体之间的热平衡,气液相平衡关系是吸收过程的重要基础,我们将详细讨论它。8.2.1 平衡溶解度在一定的温度 与总压 下,使一定量的溶剂与溶质接触,溶质便由气相向液相转移,随着溶液浓度tp的逐渐增高,传质速率将逐渐减慢,最后降为零,此时液相中溶质达到饱和,浓度达到一最大限度 (e
2、x为液相中溶质 A 的摩尔分数,下标 e 代表平衡) ,这时称气液两相达到相平衡, 称为平衡溶解度,简x ex称为溶解度(溶解度可以用不同的方式表示,相平衡关系亦可用不同的方式表示,如 、 、 、 epxeeyxe等) 。e注意:此时并非没有溶质分子继续进入液相,只是任何瞬间进入液相的溶质分子数与从液相逸出的溶质分子数恰好相等,在宏观上过程就象是停止了。这种状态称为相际动平衡,简称相平衡。(1)溶解度曲线对单组分物理吸收的物系,根据相律,自由度数 F 为F=C- +2=3-2+2=3(C=3,溶质 A,惰性组分 B,溶剂S,2,气、液两相),即在温度 ,总压 ,气、液相组tp成共 4 个变量中,由 3 个自变量(独立变量) ,另 1 个是它们的函数,故可将平衡时溶质在气相中的分压 表达为温度 ,et总压 和溶解度 的函数:pxxtgpe、有关气液相平衡关系的理论还不够完善,故上述平衡关系的具体函数形式还不能从理论上推出,一般时针对具体物系进行实验测定。实验表明,当总压不太高(一般 或 吸收)yexApe 解吸( 解吸)(2)指明过程的极限(3)计算过程的推动力溶液平均密度溶液平均分子量