1、一、导入酸雨是怎样形成的？怎样净化含污染物的尾气？可以用吸收解决之。吸收是分离气体混合物的操作，如用水吸收氨气制取氨水，工业废气中SO2等有害气体的处理，均为吸收操作。二、教师讲授及演示实训步骤1布置实训任务：认识气体吸收装置。2引导学生先大致了解气体吸收装置，简述其用途，提高学生学习兴趣。图6-1 气体吸收装置三、学生实训指导学生按工艺卡片进行实训。观察吸收塔主体观察填料类型观察进气系统观察尾气测定系统观察仪表及调节系统四、检查评价学生自查实训情况，各组比较操作情况及数据的准确性，选出最佳操作人员。五、相关知识在学生预习及实训操作的基础上，由教师讲授与学生讨论相结合，完成以下内容的学习。一、
2、吸收塔学生自学、讨论内容1填料塔的结构是怎样的？各部件起什么作用？A型和B型填料塔有什么区别？ 塔体、支座液体进口、液体分布器、液体再分布器、液体收集器、液体出口填料、填料压板、填料支承板气体进口、气体出口教师讲授内容1填料的种类、结构、装填方式及其特点根据装填方式的不同，可分为散装填料和规整填料。（1）散装填料（乱堆填料、颗粒填料）散装填料根据结构特点不同，又可分为环形填料、鞍形填料、环鞍形填料及球形填料等。如图6-3所示。（a）鲍尔环 （b）梯形环（c）矩鞍填料 （d）环鞍形填料 （e）球形填料图6-3 几种典型的散装填料（2）规整填料 根据几何结构可分为格栅填料、波纹填料、脉冲填料等。如
3、图6-4所示。（a）格栅填料 （b）金属丝网波纹填料 （c）陶瓷波纹填料图6-4 常见规整填料常见填料的结构特点及应用见表6-1。（3）填料的特性 比表面积指单位体积填料的表面积，以a表示，单位为m2/m。填料的比表面积越大，所提供的气、液传质面积越大，气、液分布越均匀，表面的润湿性能越好，则传质效率越高。空隙率是指单位体积填料中的空隙体积，以表示，单位为m3/m3，或以%表示。填料的空隙率越大，结构越开敞，通量越大，气体通过的能力越大且压降低。填料的比表面积与空隙率三次方的比值，即a/3，称为填料因子，单位为1/m。填料因子值越小，表明流动阻力越小。几种填料的综合评价见表6-2。波纹填料最好
4、，金属鞍环填料次之。2填料支承板的类型与结构用途是支承塔内的填料，同时又能保证气、液两相顺利通过。栅板如图6-5所示。如将填料乱堆在其上，会堵塞空隙，减少开孔率，故常用于规整填料塔。气体喷射式支承板，气体容易进出填料层，液体也可自由排出，利于液体的均匀分配，避免了液泛现象。如图6-6所示。 图6-5 栅板结构 图6-6 气体喷射式支承板结构3液体分布器的类型与结构液体分布器的作用是将液体均匀地分布在填料表面上，提高填料表面的有效利用率。液体分布器的位置通常高于填料表面150300mm。常用的液体分布器有莲蓬头式、多孔排管式、盘式、齿槽式等。如图6-7所示。（a）槽盘式 （b）齿槽式（c）喷洒式
5、分布器喷嘴 （d）排管式图6-7 液体分布器4液体再分布器的类型与结构 改善壁流的情况，在填料层内部每隔一定高度设置一液体分布器。常见的有多孔盘式分布器、锥形分布器。如图6-8所示。如考虑分段卸出填料，可在分布器之上另设支承板。（a）截锥式 （b）多孔盘式图6-8 液体再分布器5除沫器的类型与结构除沫器是用来除去填料层顶部逸出的气体中的液滴，安装在喷淋装置上方。除沫器种类很多，常见的有折板除沫器、丝网除沫器和旋流板除沫器等，其中丝网除沫器应用广泛，如图6-9所示。当塔内气速不大，工艺过程无要求时，可不设除沫装置。图6-9 丝网除沫器二、吸收的基础知识2吸收是怎么回事？解吸又是怎么回事？3吸收剂
6、、吸收质和惰性气分别是指什么？2吸收操作的应用（1）制取溶液。如用水吸收氨气制取氨水，用水吸收氯化氢制取盐酸等。（2）分离气体混合物。如用洗油（煤焦油的精制品）处理焦炉气，除去其中的少量苯及甲苯蒸气。（3）除去气体中有害的杂质。如用丙酮脱出石油裂解气中的乙炔。（4）回收气体混合物中有用组分，以综合利用，保护环境。如工业废气中SO2，NO，NO2，H2S等有害气体的处理。4以煤气脱苯为例，说明吸收操作的流程（图6-10）。图6-10 吸收解吸流程3吸收过程的分类吸收操作可以按不同方法分类，见表6-3。表6-3 吸收操作的分类分类方法分类特 点按吸收过程有无化学反应分类物理吸收吸收过程中溶质与吸收
7、剂之间不发生明显的化学反应化学吸收吸收过程中溶质与吸收剂之间有明显的化学反应按被吸收的组分数目分类单组分吸收混合气体中只有一个组分进入液相，其余组分皆不溶解于吸收剂多组分吸收混合气体中有两个或更多组分进入液相按吸收过程有无温度变化分类等温吸收吸收过程的热效应较小，或被吸收组分在气相中浓度很低，而吸收剂用量相对较大时，温度升高不显著非等温吸收吸收过程中热效应较大，或有反应热产生，随着吸收过程的进行，溶液温度逐渐变化按吸收过程的操作压力分类常压吸收吸收操作在常压下进行加压吸收吸收操作在一定压力下进行，以增大溶质在吸收剂中的溶解度三、吸收原理1吸收过程的气液相平衡亨利定律吸收是气、液两相之间的传质过
8、程，该过程进行的方向是趋于相平衡，过程的极限是气、液两相达到平衡，即气相在液相中溶解达到饱和。相平衡线（溶解度曲线）如图6-11，图中每一条线，分别给出了在一定温度和压力下，氨的气、液相组成的相平衡关系。图6-11 不同温度下氨在水中的平衡溶解度亨利定律：在总压不高（p0.5MPa），温度一定的条件下，气、液两相达到平衡状态时，稀溶液上方溶质的平衡分压与溶解度之间成正比，即 （6-1）式中 溶质在气相中的平衡分压，kPa ；E比例常数，称亨利系数，kPa；溶质在液相中的摩尔分数。亨利系数E值随物系而变化，当物系一定时，温度升高，E值增大。亨利系数由实验测定，一般易溶气体的E值小，难溶气体的E值
9、大。亨利定律的其他形式：（1）用摩尔分率表示相组成 （6-1a）相平衡时，溶质在气相中的摩尔分数；m相平衡常数，（p为总压，kPa），由实验测得。 （2）用摩尔比（或比摩尔分数）表示相组成 （6-1b）相平衡时气相中溶质的摩尔比，；溶液中溶质的摩尔比，。通过相平衡关系可以判别过程进行的方向和限度：当YA或XA、pA时，为吸收过程；当YA或XA、pA时，为平衡状态；当YA或XA、pA时，为解吸过程。2吸收过程的推动力气相或液相的实际组成与相应条件下的平衡组成的差值即为吸收过程的传质推动力。推动力可用气相推动力或液相推动力表示，即 （6-2） （6-3）吸收过程推动力越大，吸收越容易，越有利于吸收
10、。3吸收机理双膜理论吸收是气相中的吸收质经过吸收操作转入到液相中去的一个传质过程。图6-12 气体吸收双膜理论模型双膜理论的基本要点如下：（1）气、液两相界面两侧存在两个很薄的流体膜气膜和液膜。（2）界面上不存在传质阻力，在气、液两相主体中也没有传质阻力，阻力集中在两膜层中。吸收过程简化成为经过气、液两膜的分子扩散过程，吸收过程的推动力主要来源于气相的分压差和液相的浓度差。4吸收速率单位时间内通过单位传质面积的吸收质的量称为吸收速率。吸收速率与传质推动力成正比，与传质阻力成反比对易溶气体，阻力主要集中在气膜内，气膜阻力控制着整个过程的吸收速率，称“气膜控制”。对难溶气体，阻力主要集中在液膜内，液膜阻力控制着整个过程的吸收速率，称“液膜控制”。要提高吸收速率，可以从以下几方面来考虑：（1）减小双膜厚度增大流体的流速，使流体强烈地搅动，可以减小膜的厚度。对气膜控制的吸收过程，要增大气速，增加气体总压；对液膜控制的吸收过程，要增大液体的流速，使液体强烈地搅动。（2）增大吸收推动力采用溶解度大的吸收剂，降低吸收温度，增大操作压力。（3）增大气、液相接触面积增大气、液体的分散度，并选用高效填料。【作业】复习题，计算题1吸收操作与蒸馏操作有什么异同点？2吸收过程的双膜理论有什么局限性？怎样根据双膜理论来控制吸收操作条件？
