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氣體在氣相中的擴酸
氣態污染物A通過悄性氣體組分B的運動,可用A在B中的擴散系數DAa給出。DA與氣體B通過氣體A的護散系數D相等,由修正的青里當( gilliland)方程得出生DA=1.8X104X TxM、/+17)vV。+V。PAM1)式中,ア為溫度,KDa為擴散系數,cm/a:M為氣體的摩爾質量,g/molV為氣體在沸點下呈液態時的摩爾體積,cm/mol,見表44A為氣體密度,g/em表44沸點條件下部分氣體的液態分子體積/(em3/mol)原子容積分子容積原子容積分子容積23,6C14,325,6NOH3,7O25,644,8CIN120(有甲中)28,BBr空氣29,90(在中)12,018,937,0CO30,70在甲中9,9HSco環(從計算值去)18擴散系數是物質的特性常數之一,同一物質的擴散系數隨介質的種類、溫度、壓強及濃度的不同而變化。一些氣體物質在空氣中的擴散系數見表4-5。
表45一些物質在空氣中的擴系數(0℃,101,33kPe)
擴散物質擴散系數D/(em2/)散物質。擴散系數D/(cm2/o)擴散物質擴散系數D/(cm2/)
氣體在液相中的擴散
氣體A通過液體B的擴散系數可用下式估算DA=7.4X10a(4-8)式中,Da為擴散系數,cm/am為溶液的黏度,mPa:aB為溶劑的締結因數,其值為水2.6,甲醇19,乙醇1.5,非合溶劑如、乙均為1.0氣體在液體中的擴散系數隨溶液濃度變化根大,所以式(4-8)僅適用于根稀的溶液。標準狀態F可以求得8O在水中的擴散系數為1.61X10-cm/aa=0.0lg(am?),可見,SO在水中的擴散系數遠遠小于在空氣中的擴散系數。表46為一些物質在水中的擴散系數。獨在水中的擴不擴系數Dx擴散系數D擴散物質m2/s擴數系數D×102擴放物質0.87擴物質m2/C H,OH1.41H,S1.73C H,OHH SOC HSOH0.842.6HNOCHOH?CHOH0,72cH2OHNH2OONH2尿素Cly1,2C: Hr0.88C Ha O: CHO(10.60H, COOH1.28HaCH OHC:Hn O1 0.4NC HISOH1.02,64HCI
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物理吸收平衡
氣體組分在液相的吸收
當混合氣體與吸收劑接觸時,氣相中的可吸收組分就會向液相進行質量傳遞,稱為吸收過程;伴隨吸收過程的同時,還會發生液相中吸收組分反過來向氣相逸出的質量傳遞過程,稱為解吸過程。在一定的溫度和壓力下,吸收過程的速率和解吸過程的速率終將會相等,氣液兩相間的質量傳遞達到動態平衡,平衡時氣體溶質在液相中的SO(283K)含量稱為該氣體的平衡溶解度,簡稱溶解度。氣體的溶解度是每100k水中溶解氣體的千克數。它與氣體和溶劑的性質有關,并受溫度和壓力NH(303K)的影響。由于組分的溶解度與該組分在氣相中的分壓成正比,故溶解度也可用組分在氣相中的分壓表NH(283K)示。圖41給出SO2、NH2和HCI在不同溫度下,15溶解于水中的平衡溶解度。由圖4-1可知,采用溶解力強、選擇性好的溶劑,提高總壓和降低溫度,都會有利于增大被溶解氣體組分的溶解度。HC(283K)氣體的溶解度在同一系統中一般隨溫度的升高溶質在溶液中的摩爾分數20。面減小,隨壓力的増大而増大。此外,増大氣相中該氣體的濃度也能使其溶解度増大。圖41常見氣體在水中的平衡溶解度