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1、2.1 2.1 气体吸收的相平衡关系气体吸收的相平衡关系一、气体在液体中的溶解度一、气体在液体中的溶解度二、亨利定律二、亨利定律AA()pf x平衡方程),(AApPTfx ),(AApTfx 当P不太高时)(AApfx 当T一定时液体S气体（A+B）AAAxApPT、亨利定律Ax气相组成液相组成ApAyACAYAX稀溶液二、亨利定律二、亨利定律 二、亨利定律二、亨利定律 亨利定律亨利定律即溶质在液相中的即溶质在液相中的溶解度溶解度与其在气相中的与其在气相中的分压分压成正比。成正比。iixp.1iiExp E E值代表气体在溶剂中值代表气体在溶剂中溶解的难易溶解的难易程度，程度，溶解度，E；亨
2、利系数亨利系数E E的值与物系的特性及的值与物系的特性及温度温度有关，有关，物系一定，物系一定，T，E；E E的来源：实验测定或从手册中查得。的来源：实验测定或从手册中查得。讨论：讨论：亨利系数pxoiiExp*iiExp*易溶易溶难溶难溶H H与与E E的关系：的关系：ssEMHxMMnnmnVnVncssssAssAsssAA二、亨利定律二、亨利定律 iicp.2Hcpii 溶解度系数摩尔浓度讨论：讨论：溶解度，H；T，H。pcoHcpii*易溶易溶难溶难溶Hcpii*iimxy PEm m与与T、P都有关都有关;溶解度，m；二、亨利定律二、亨利定律 iixy.3相平衡常数讨论：讨论：m与
3、与E的关系：的关系：yxoiimxy*iimxy*易溶易溶难溶难溶m有利于吸收。T、PxiiExp iixpEpp摩尔比浓度摩尔比浓度 的摩尔数气相中惰气的摩尔数气相中溶质BAYi的摩尔数液相中溶剂的摩尔数液相中溶质SAXiiiiyyY1iiixxX1*YmX低组成吸收，即低组成吸收，即X X很小时很小时：二、亨利定律二、亨利定律 iiXY.4Y Y、X X关系关系：XoiimXY*iimXY*易溶易溶难溶难溶Xiimxy iiiiXXmYY11iiiXmmXY)1(1iimXY 气相组成液相组成*iiYmX*iiymxiicpHiipEx系数间系数间关系关系 ssEMHPEm 平衡平衡关系关
4、系 二、亨利定律二、亨利定律 ipixicipiyixiYiX平衡关系平衡关系系数系数E亨利系数亨利系数H溶解度系数溶解度系数m相平衡系数相平衡系数函数函数E=f(T)H=f(1/T)m=f(T,P)溶解度大溶解度大E小小H大大m小小利于吸收利于吸收越小越好越小越好越大越好越大越好越小越好越小越好系数值小系数值小易易溶气体溶气体难溶气体难溶气体易易溶气体溶气体单位单位pa，atmkmol/(m3.pa)无因次无因次当当T一定时，一定时，P5atm时，时，P m 溶解度溶解度，H、E不变不变比较比较 iipExiicpH*iiymx2.1 2.1 气体吸收的相平衡关系气体吸收的相平衡关系一、气体
5、在液体中的溶解度一、气体在液体中的溶解度二、亨利定律二、亨利定律三、相平衡关系在吸收过程中的应用三、相平衡关系在吸收过程中的应用P1.判断传质进行的方向判断传质进行的方向液相欠饱和液相欠饱和气相过饱和气相过饱和1）气、液相组成）气、液相组成(yi，xi)在平衡线上方在平衡线上方(P点点)：yxoyixi发生吸收过程发生吸收过程释放溶质释放溶质吸收溶质吸收溶质*iy*ix)(*iixfy *iiyy*iixx 三、三、相平衡关系在吸收过程中的应用相平衡关系在吸收过程中的应用http:/ yi*iyxi*ix*iiyy*iixx 三、三、罐内高压利于吸收，罐内高压利于吸收，COCO2 2溶解度大。
6、而开瓶后，压力降低，溶解度大。而开瓶后，压力降低，CO2CO2溶解度也随之降低，液相过饱和，发生解吸，溶解度也随之降低，液相过饱和，发生解吸，CO2CO2被释放被释放出来形成大量气泡。出来形成大量气泡。3.3.实例分析实例分析碳酸饮料碳酸饮料液相浓度为平衡浓度液相浓度为平衡浓度气相浓度为平衡浓度气相浓度为平衡浓度3）气、液相组成）气、液相组成(yi，xi)处于平衡线上处于平衡线上(R点点)：yxoR不发生际传质，系统处于平衡状态。不发生际传质，系统处于平衡状态。*iiyy*iixx yi*iy)(*iixfy*ixxi三、三、相平衡关系在吸收过程中的应用相平衡关系在吸收过程中的应用液相浓度为平
7、衡浓度液相浓度为平衡浓度气相浓度为平衡浓度气相浓度为平衡浓度3）气、液相组成）气、液相组成(yi，xi)处于平衡线上处于平衡线上(R点点)：yxoR不发生际传质，系统处于平衡状态。不发生际传质，系统处于平衡状态。*iiyy*iixx)(*iixfy 三、三、相平衡关系在吸收过程中的应用相平衡关系在吸收过程中的应用发生吸收过程发生吸收过程发生解吸过程发生解吸过程平衡状态平衡状态不不平平衡衡状状态态三、三、相平衡关系在吸收过程中的应用相平衡关系在吸收过程中的应用2.确定传质推动力确定传质推动力 操作点距离平衡线越远，则传质推动力越大，传质速操作点距离平衡线越远，则传质推动力越大，传质速率也将越大。
8、率也将越大。*iiiyyy*iiippp气相气相推动力推动力Pyxoyixi*iy*ix)(*iixfy iyixiiiccc*iiixxx*液相液相推动力推动力传质推动力：传质推动力：不平衡状态不平衡状态平衡状态平衡状态实际组成实际组成平衡组成平衡组成三、三、相平衡关系在吸收过程中的应用相平衡关系在吸收过程中的应用3.指明传质过程进行的极限指明传质过程进行的极限过程极限：过程极限：相平衡状态相平衡状态。1）逆流吸收，塔高无限，）逆流吸收，塔高无限，V，y2V，y1L，x2L，x12）逆流吸收，塔高无限，）逆流吸收，塔高无限，2*2min2,mxyymyxx1*1max1,LL三、三、相平衡关
9、系在吸收过程中的应用相平衡关系在吸收过程中的应用 （1）相平衡关系的四种表达式及之间的关系，其对传质过程的分析与描述具有重要作用。（2）依据气液相平衡原理，可以判断吸收过程的方向(吸收或解吸)；指出吸收过程进行的极限(它限制了吸收设备内气、液出口处的极限浓度)；及计算吸收过程的推动力。小结：小结：20思考题1.温度和压力对吸收过程的平衡关系有何影响？2.亨利定律为何具有不同的表达形式？3.亨利定律的适用条件是什么？4.相平衡关系在吸收过程中有何作用？1atm1atm下，浓度为下，浓度为0.020.02（摩尔分数）的稀氨水在（摩尔分数）的稀氨水在2020时氨时氨的平衡分压为的平衡分压为1.666kPa1.666kPa，其相平衡关系服从亨利定律，氨水，其相平衡关系服从亨利定律，氨水密度可近似取密度可近似取1000kg/m1000kg/m3 3。求：。求：E E、m m、H H。例例*ApExssEMHPEm 思考题