m 与 E 又有下述关系:
式中
P
——气相的总压。
相平衡常数
m 也是由实验结果计算出来的数值,对于一定的物系,它是
温度和压强的函数,由
m 值的大小同样可以看出气体溶解度的大小,在同一
溶剂中,难溶气体
m 值大,反之则小,由式(2-5)亦可看出,温度升高,总
压下降则
m 值变大,不利于吸收操作。
当溶质在气相和液相中的浓度均以摩尔比来表示时,亨利定律又变成第
四种表达方式:
式(
2-6)表明:当液相中溶质浓度足够低时,平衡关系在 Y
—X 图中也可近
似地表示成一条通过原点的直线,其斜率为
m 。
〔例
2-1〕含 30%(体积)CO
2
的某种混合气体与水接触,系统温度
30
℃,
总压
101.3kPa,试求液相中 CO
2
的平衡浓度
c
*
为若干
kmol/m
3
(
30
℃时,CO
2
在水中的亨利系数
E=1860×101.3kPa)
解:令
p 代表 CO
2
在气相中的分压,则由分压定律可知;
p =P×30%=30.39 kPa
在本题范围内亨利定律适用,据
(2-2)式可知:
求
CO
2
在
30
℃时的溶解度系数 H
据式
(2-3)得:
故
∵CO
2
为难溶气体
,溶液密度近似于水的密度,即 ρ=1000kg/m
3
.
代入已知数据,得
:
三、
吸收剂的选择
吸收剂性能的优劣,往往成为决定吸收操作效果是否良好的关键。因此,在
选择吸收剂时应考虑以下几方面的问题:
1. 溶解度 吸收剂应对被吸收组分具有较大的溶解度,以提高吸收速率和
减小吸收剂的耗量。当吸收为化学吸收时,可大大提高溶解度,但若吸收剂循
环使用,则化学反应必须是可逆的。
2. 选择性 吸收剂要在对被吸收组分有良好的吸收能力的同时,对混合气
体中的其它组分要基本不吸收或吸收甚微,以实现有效的分离。
3 挥发性 在操作温度下吸收剂的蒸气压要低,以减少其挥发损耗。
3
P
E
m
=
o
EM
H
ρ
=
p
o
EM
c
×
=
ρ
*
3
/
3
10
96
.
8
3
.
0
18
1860
1000
*
m
kmol
p
o
EM
c
−
×
=
×
×
=
×
= ρ
mX
Y
=
∗
p
H
c
⋅
=
∗