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气液相平衡分析

  
评论: 更新日期:2011年05月25日

  由于气液两相组成各可采用不同的表示法,因而亨利定律有不同的表达形式。

 

  对于一定的物系,相平衡常数与温度和压力有关,温度越高,m越大;压力越高,m越小。易溶性气体的m值小,难溶性气体的m值大。

  对于极稀溶液,式(11—5)可以简化为

 

  安全控制条件选择

  (1)吸收平衡线分析  吸收平衡线是表明吸收中气液相平衡关系的图线。在吸收操作过程中,通常用X-Y图表示。将Y*与X的关系绘在X-Y图上,得通过原点的一条曲线,称为吸收平衡线,如图1l—2所示。对于极稀溶液,式(11—6)  所表明的平衡线是一条过圆点的直线,其斜率为m,如图1l—3所示。

 

  (2)溶解度影响  吸收是利用各组分溶解度不同而分离气体混合物的操作,因此气体溶解度的大小直接影响吸收操作。对于同一物系,气体的溶解度与温度和压力有关。

  温度升高,气体的溶解度减小。因此,降低温度对吸收有利,但由于低于常温操作时,需要制冷系统,所以,工业吸收多在常温下操作。当吸收过程放热明显时,应该采取冷却措施。压力升高,气体的溶解度增加。因此,增加压力对吸收有利,但在压力增高的同时,动力消耗就会随之增大,对设备的要求也会随之提高,而且总压对吸收的影响相对较弱。所以,工业吸收多在常压下操作,除非在常压下溶解度太小,或工艺本身就是高压系统,才采用加压吸收。

  (3)相平衡关系判定  当气体混合物与溶液相接触时,吸收过程能否发生,以及过程进行的限度,可由相平衡关系判定,如图11—4所示。

  当溶质在气相中实际分压大于溶质的平衡分压时,即P>P*时,发生吸收过程。从相图上看,实际状态点位于平衡曲线上方。

  随着吸收过程的进行,气相中被吸收组分的含量不断降低,溶液浓度不断上升,其平衡分压也随着上升,当气相中溶质的实际分压等于溶质的平衡分压时,吸收达到平衡,吸收速率为零。从相图上看,实际状态点落在平衡曲线上。

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