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氣液相平衡分析

  
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  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形式。

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  對于一定的物系,相平衡常數與溫度和壓力有關,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。

  對于極稀溶液,式(11—5)可以簡化為

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  (1)吸收平衡線分析? 吸收平衡線是表明吸收中氣液相平衡關系的圖線。在吸收操作過程中,通常用X-Y圖表示。將Y*與X的關系繪在X-Y圖上,得通過原點的一條曲線,稱為吸收平衡線,如圖1l—2所示。對于極稀溶液,式(11—6)? 所表明的平衡線是一條過圓點的直線,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。對于同一物系,氣體的溶解度與溫度和壓力有關。

  溫度升高,氣體的溶解度減小。因此,降低溫度對吸收有利,但由于低于常溫操作時,需要制冷系統,所以,工業吸收多在常溫下操作。當吸收過程放熱明顯時,應該采取冷卻措施。壓力升高,氣體的溶解度增加。因此,增加壓力對吸收有利,但在壓力增高的同時,動力消耗就會隨之增大,對設備的要求也會隨之提高,而且總壓對吸收的影響相對較弱。所以,工業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,才采用加壓吸收。

  (3)相平衡關系判定? 當氣體混合物與溶液相接觸時,吸收過程能否發生,以及過程進行的限度,可由相平衡關系判定,如圖11—4所示。

  當溶質在氣相中實際分壓大于溶質的平衡分壓時,即P>P*時,發生吸收過程。從相圖上看,實際狀態點位于平衡曲線上方。

  隨著吸收過程的進行,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,當氣相中溶質的實際分壓等于溶質的平衡分壓時,吸收達到平衡,吸收速率為零。從相圖上看,實際狀態點落在平衡曲線上。

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