传质动力学

吸收过程涉及三步：

〓 工业应用实例 〓

典型工艺对比

◇ Rectisol：采用低温甲醇(-30~-60℃)净化合成气，可同时脱除H₂S、CO₂及有机硫 ◇ Selexol：使用聚乙二醇二甲醚溶剂，适于高CO₂分压(>0.5MPa)场景 ◇ Purisol：N-甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂，对芳烃有特殊选择性

挑战与展望

当前技术瓶颈主要体现在：

新兴应用领域

• 蓝氢生产中的CO₂预捕集
• 沼气升级(CH₄/CO₂分离)
• 挥发性有机物(VOCs)回收
• 空间站生支持系统(CO₂去除)

研究前沿动态

溶剂开发方向

2020-2025年研究热点聚焦于：

1. 离子液体：如[bmim][PF₆]对CO₂的高容量(可达0.5mol/mol)
2. 深共熔溶剂：胆碱盐-尿素体系，粘度低于传统离子液体
3. 纳米流体：SiO₂/TEG混合体系传质速率提升40%

过程化技术

• 膜接触器：比表面积可达3000m²/m³
• 旋转填充床：离心加速度>100g
• 超声辅助：空化效应打破传质边界层

■ 能效比较：物理吸收系统的能耗已降至0.8-1.5GJ/tCO₂，较胺化学吸收节能30%以上。

1. 开发具有"开关效应"的溶剂
2. 建立基于机器学习的溶剂筛选平台
3. 探索超临界流体作为新型吸收介质

物理吸收作为经典的分离技术，在双碳背景下正焕发新的生力。通过材料科学与过程工程的协同创新，其处理效率和经济性将持续提升，为工业发展提供关键技术支撑。

1. 气相主体向气液界面扩散
2. 界面处的相平衡分配
3. 液相中的溶解扩散

双膜理论认为传质阻力集中在气液两侧的虚拟停滞膜层，总传质系数K_G可表示为：

主要特征包括：

影响因素矩阵：

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graph LR 
A[智能溶剂设计] --> [分子模拟指导]
C[设备微型化] --> D[3D打印结构化填料]
E[过程耦合] --> F[吸收-膜分离hybrid系统]

建议研究方向：

$$\frac{1}{K_G} = \frac{1}{k_g} + \frac{H}{k_l}$$

其中k_g、k_l分别为气膜和液膜传质系数，H为亨利常数。

$$C = k_H \times P$$

其中C为气体溶解度，k_H为亨利常数，P为气体分压。不同气体-溶剂体系的亨利常数差异构成了分离基础。

• 可逆性：吸收后可通过减压或加热实现溶剂再生
• 选择性：取决于气体在溶剂中的溶解度差异
• 温和条件：通常在常温常压下进行

█ 技术原理深度剖析

溶解度规律

物理吸收遵循亨利定律（Henrys Law），即在一定温度下，气体在液体中的溶解度与气相中该气体的分压成正比。数学表达式为：

• 高粘度溶剂导致的传质限制
• 溶剂挥发损失(尤其低压条件)
• 多组分竞争吸收的预测模型不足

未来发展趋势将倾向于：

物理吸收：原理、应用与研究进展

概念解析

物理吸收（Physical Absorption）是指气体组分通过物理作用力（如范德华力）溶解于液体溶剂中的传质过程。与化学吸收不同，这一过程中不发生化学反应，仅依靠分子间的物理相互作用实现气体分离或纯化。该技术广泛应用于工业废气处理、天然气净化、二氧化碳捕集等领域。

相关问答

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吸收法是什么样的?

答：吸收法分为化学吸收与物理吸收两类。对于有机废气中大量"三苯"气体，因其化学活性低，通常不适宜采用化学吸收。物理吸收则涉及到废气中某几种组分溶解于特定液体吸收剂中，该吸收剂应具备与吸收组分高亲和力且低挥发性，同时具有较低挥发性。此吸收液饱和后通过加热解吸并冷却后可重新使用。物理吸收法的优点在于适合处理温度较低且中

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答：物理吸收法是采用有机溶剂作为吸收剂，加压吸收H2S，再经减压将吸收的H2S释放出来，吸收剂循环使用，该法以环丁矾法为代表;化学吸收法是以弱碱性溶剂为吸收剂，吸收过程伴随化学反应过程，吸收H2S后的吸收剂经增温、减压后得以再生，热砷碱法即属化学吸附法;氧化法是以碱性溶液为吸收剂，并加入载氧体为...