化学工业中的吸收操作 气体吸收工艺与工程PDF电子书下载

1.1 基本概念 1

1.1.1 物理吸收与化学吸收 1

1 绪论 1

1.1.2 单组分与多组分吸收 2

1.1.3 解吸 3

1.2 吸收在工业生产中的应用 3

1.2.1 应用 3

1.2.2 典型过程 5

1.3 过程评价 5

1.4.2 多个吸收塔组成的吸收操作流程 7

1.4 吸收操作工艺流程 7

1.4.1 单一吸收塔 7

1.4.3 吸收剂在吸收塔再循环的操作流程 9

1.4.4 吸收-解吸分离工程流程 9

1.5 吸收设备的进展 10

2 气液平衡 12

2.1 气体的溶解度 12

2.1.1 气体在水中的溶解度 12

2.1.2 气液相平衡原理 22

2.1.3 气体在电解质或非电解质水溶液中的溶解度 27

2.2.1 相平衡与化学平衡 31

2.2 化学吸收中的气液平衡 31

2.2.2 化学吸收时的气液平衡数据 35

3. 传质理论 42

3.1 吸收过程模型 42

3.1.1 膜理论 42

3.1.2 渗透模型 44

3.1.3 表面更新模型 46

3.1.4 其他模型 48

3.2 传质速率 48

3.2.1 吸收速率方程式 48

3.2.2 高浓度时的传质速率方程式 52

3.3 传质系数 53

3.3.1 气相传质分系数 53

3.3.2 液相传质分系数 57

3.3.3 传质分系数的影响因素 59

3.4 有效相界面积 61

3.4.1 有效相界面积测定方法 61

3.4.2 相界面积关联式 62

3.5 体积传质系数 65

3.5.1 体积传质系数数据 66

3.5.2 气膜控制与液膜控制 69

3.5.3 传质控制实例 70

3.6.1 气相中的扩散系数 73

3.6 扩散系数 73

3.6.2 液相中的扩散系数 75

4 物理吸收 81

4.1 概述 81

4.1.1 操作线方程 81

4.1.2 吸收剂用量 83

4.2 微分接触设备 85

4.2.1 传质单元高度与传质单元数 85

4.2.2 传质单元数的计算方法 90

4.2.3 传质单元高度 100

4.2.4 高浓度气体吸收的计算机求解 110

4.3 级式吸收设备的理论级数 114

4.3.1 图解法 115

4.3.2 解析计算--吸收因数法 118

4.4 多组分吸收 120

4.4.1 贫气吸收 120

4.4.2 富气吸收 125

4.4.3 逐板计算法 126

4.5 解吸 128

4.5.1 解吸方法 128

4.5.2 解吸过程计算 129

5.1 概述 132

5 化学吸收 132

5.1.1 化学吸收过程的分类及化学吸收准数 133

5.1.2 化学吸收的增强因子 135

5.2 气液平衡关系 138

5.2.1 纯碳酸钾溶液 138

5.2.2 活化碳酸钾溶液 140

5.3 化学吸收的动力学基础 141

5.3.1 扩散反应方程 141

5.3.2 传质速率及增强因子 144

5.3.3 化学吸收的传质模型小结 160

5.4.1 概述 162

5.4 伴有化学反应的解吸 162

5.4.2 气提解吸 164

6 吸收过程中的热效应与非等温吸收 166

6.1 热效应 166

6.1.1 吸收时的热效应 166

6.1.2 热效应对过程的影响 166

6.1.3 非等温吸收与等温吸收的设计方法比较 170

6.2 溶解热引起的热效应 172

6.2.1 溶解热 172

6.2.2 热量平衡 174

6.3 热效应大的吸收 180

6.3.1 数学模型 181

6.3.2 计算框图 183

7 吸收过程的工业应用 187

7.1 气体吸收在无机化工生产中的应用 187

7.1.1 产品生产 187

7.1.2 气体净化 191

7.2 气体吸收在有机化工生产中的应用 192

7.2.1 产品生产 192

7.2.2 精制或回收产品 197

7.2.3 气体净化 197

7.3 二氧化碳的脱除 198

7.3.1 概述 198

7.3.2 物理吸收 204

7.3.3 化学吸收 214

7.3.4 物理化学吸收 241

7.3.5 各种脱CO2工艺的比较 245

7.3.6 脱CO2工艺的评价 249

7.4 脱硫 254

7.4.1 概述 254

7.4.2 物理吸收方法脱硫 257

7.4.3 化学吸收(不析硫)脱硫法 259

7.4.4 化学吸收(析硫)-湿式氧化法 261

7.4.5 化学吸收法脱硫-二元湿式氧化法 266

7.4.6 脱硫技术评价 272

7.5 烟气脱硫脱硝 275

7.5.1 烟气脱硫 276

7.5.2 烟气脱硝 278

附表2 常用溶剂的物化数据 282

8 吸收塔设备及其设计 284

8.1 塔填料 286

8.1.1 概述 286

8.1.2 重要的新型填料 291

8.1.3 塔填料的开发与进展 302

8.2 填料塔设计计算 309

8.2.1 概述 309

8.2.2 流体力学计算 311

8.2.3 传质性能 336

8.2.4 填料塔内件设计 361

8.3.1 最小吸收剂量 372

8.3 填料吸收反应器 372

8.3.2 填料塔设计 376

8.4 板式吸收塔 385

8.4.1 板式塔的型式与结构 385

8.4.2 板式塔的设计 388

8.4.3 工业实例 401

8.5 其他吸收设备 403

8.5.1 搅拌反应器设计的一般方法 404

8.5.2 生化工程中应用示例 407

9.1 概述 416

9 吸收过程的开发研究方法 416

9.2.1 气-液平衡数据 418

9.2 实验室试验 418

9.2.2 亨利系数的测定 423

9.2.3 传质数据 425

9.2.4 活化剂的筛选 432

9.2.5 模拟流程试验 433

9.3 冷模试验 434

9.3.1 流体力学试验 434

9.3.2 传质试验 436

9.3.3 有效相界面面积测定 439

9.4.1 中试 440

9.4 中试及工业规模试验 440

9.4.2 工业性规模试验 443

9.5 计算机模拟 444

10 吸收设备设计示例 449

10.1 概述 449

10.2 设计方法 452

10.2.1 甲醛 452

10.2.2 典型吸收塔设计示例 470

10.3.1 一乙醇胺吸收塔的逐板计算 471

10.3 计算机辅助设计 471

10.3.2 本菲尔法脱除二氧化碳 473

附录 480

附表1 常用吸收剂的物理性质 480

附表3 酸性气体和低碳烃气体在水中的溶解度 482

附表4 酸性气体在极性溶剂中的溶解度 483

附表5 某些气体及酸在水中的溶解热 484

附表6 国外规整填料的主要类型与规格 486

附表7 苏尔寿公司波纹填料的几何结构 487

附表8 上海化工研究院开发的波纹填料规格及性能 487

附表10 国外散装填料数据 488

附表9 脉冲填料的特性数据 488

附表11 填料特性数据 489

附图1 在有机溶剂中物理溶解时H2S/CO2溶解度之比 491

附图2 吸收塔顶40℃时，在醇胺和碳酸钾水溶液上的平衡CO2分压 492

附图3 在再生塔100℃时，醇胺和碳酸钾水溶液上的平衡CO2分压 493

附图4 在醇胺水溶液上的平衡H2S分压 494

附图5 50℃，在3.5mol·L-1DEA中H2S和CO2的溶解度 495

附图6 100℃，在3.5mol·L-1DEA中H2S和CO2的溶解度 496

附图7 在二异丙醇胺水溶液和环丁砜-二异丙醇胺溶液中H2S的溶解度 497

附图8 在二异丙醇胺水溶液和环丁砜-二异丙醇胺溶液中CO2的溶解度 598