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氣體吸收操作中溶劑的選擇

  吸收操作是氣液兩相之間的接觸傳質(zhì)過程,吸收操作的成功與否在很大程度上決定于溶劑的性質(zhì),特別是溶劑與氣體混合物之間的相平衡關(guān)系。根據(jù)物理化學(xué)中的知識可知,評價溶劑優(yōu)劣的主要依據(jù)應(yīng)包括以下幾點:

  1、溶劑應(yīng)對混和氣中被分離組分有較大的溶解度,或者說在一定的溫度與濃度下,溶質(zhì)的平衡分壓要低。這樣,從平衡角度來說,處理一定量混合氣體所需的溶劑量較少,氣體中溶質(zhì)的極限殘余濃度亦可降低;就過程速率而言,溶質(zhì)平衡分壓低,過程推動力大,傳質(zhì)速率快,所需設(shè)備的尺寸小。

  2、溶劑對混合氣體中其他組分的溶解度要小,即溶劑應(yīng)具有較高的選擇性。如果溶劑的選擇性不高,它將同時吸收氣體混合物中的其他組分,這樣的吸收操作只能實現(xiàn)組分間某種程度的增濃而不能實現(xiàn)較為完全的分離。

  3、溶質(zhì)在溶劑中的溶解度應(yīng)對溫度的變化比較敏感,即不僅在低溫下溶解度要大,平衡分壓要小,而且隨溫度升高,溶解度應(yīng)迅速下降,平衡分壓應(yīng)迅速上升。這樣,被吸收的氣體容易解吸,溶劑再生方便。

  4、溶劑的蒸汽壓要低,以減少吸收和再生過程中溶劑的揮發(fā)損失。

  5、溶劑應(yīng)有較好的化學(xué)穩(wěn)定性,以免使用過程中發(fā)生變質(zhì)。

  6、溶劑應(yīng)有較低的黏度,且在吸收過程中不易產(chǎn)生泡沫,以實現(xiàn)吸收塔內(nèi)良好的氣液接觸和塔頂?shù)臍庖悍蛛x。必要時,可在溶劑中加入少量消泡劑;

  7、溶劑應(yīng)盡可能滿足價廉、易得、無毒、不易燃燒等經(jīng)濟和安全條件。

  實際上很難找到一個理想的溶劑能夠滿足所有這些要求,因此,應(yīng)對可供選用的溶劑做全面的評價,以便作出經(jīng)濟、合理的選擇。

  工程技術(shù)學(xué)院 張楊

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