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氣液相平衡分析

  
評(píng)論: 更新日期:2011年05月25日

  由于氣液兩相組成各可采用不同的表示法,因而亨利定律有不同的表達(dá)形式。

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  對(duì)于一定的物系,相平衡常數(shù)與溫度和壓力有關(guān),溫度越高,m越大;壓力越高,m越小。易溶性氣體的m值小,難溶性氣體的m值大。

  對(duì)于極稀溶液,式(11—5)可以簡(jiǎn)化為

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  (1)吸收平衡線(xiàn)分析? 吸收平衡線(xiàn)是表明吸收中氣液相平衡關(guān)系的圖線(xiàn)。在吸收操作過(guò)程中,通常用X-Y圖表示。將Y*與X的關(guān)系繪在X-Y圖上,得通過(guò)原點(diǎn)的一條曲線(xiàn),稱(chēng)為吸收平衡線(xiàn),如圖1l—2所示。對(duì)于極稀溶液,式(11—6)? 所表明的平衡線(xiàn)是一條過(guò)圓點(diǎn)的直線(xiàn),其斜率為m,如圖1l—3所示。

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  (2)溶解度影響? 吸收是利用各組分溶解度不同而分離氣體混合物的操作,因此氣體溶解度的大小直接影響吸收操作。對(duì)于同一物系,氣體的溶解度與溫度和壓力有關(guān)。

  溫度升高,氣體的溶解度減小。因此,降低溫度對(duì)吸收有利,但由于低于常溫操作時(shí),需要制冷系統(tǒng),所以,工業(yè)吸收多在常溫下操作。當(dāng)吸收過(guò)程放熱明顯時(shí),應(yīng)該采取冷卻措施。壓力升高,氣體的溶解度增加。因此,增加壓力對(duì)吸收有利,但在壓力增高的同時(shí),動(dòng)力消耗就會(huì)隨之增大,對(duì)設(shè)備的要求也會(huì)隨之提高,而且總壓對(duì)吸收的影響相對(duì)較弱。所以,工業(yè)吸收多在常壓下操作,除非在常壓下溶解度太小,或工藝本身就是高壓系統(tǒng),才采用加壓吸收。

  (3)相平衡關(guān)系判定? 當(dāng)氣體混合物與溶液相接觸時(shí),吸收過(guò)程能否發(fā)生,以及過(guò)程進(jìn)行的限度,可由相平衡關(guān)系判定,如圖11—4所示。

  當(dāng)溶質(zhì)在氣相中實(shí)際分壓大于溶質(zhì)的平衡分壓時(shí),即P>P*時(shí),發(fā)生吸收過(guò)程。從相圖上看,實(shí)際狀態(tài)點(diǎn)位于平衡曲線(xiàn)上方。

  隨著吸收過(guò)程的進(jìn)行,氣相中被吸收組分的含量不斷降低,溶液濃度不斷上升,其平衡分壓也隨著上升,當(dāng)氣相中溶質(zhì)的實(shí)際分壓等于溶質(zhì)的平衡分壓時(shí),吸收達(dá)到平衡,吸收速率為零。從相圖上看,實(shí)際狀態(tài)點(diǎn)落在平衡曲線(xiàn)上。

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