Mở đầu

Trong quá trình hấp thụ, cấu tử ô nhiễm được chuyển từ pha khí sang pha lỏng nhờ tiếp xúc khí – lỏng. Mức độ thuận lợi của quá trình không chỉ phụ thuộc vào thiết bị và chế độ dòng chảy, mà còn phụ thuộc trực tiếp vào cân bằng khí – lỏng của cấu tử trong hệ.

Đối với nhiều hệ khí – lỏng loãng, quan hệ cân bằng này được mô tả bằng định luật Henry. Đây là cơ sở để đánh giá độ hòa tan của khí trong dung môi, xây dựng đường cân bằng và phục vụ tính toán tháp hấp thụ.

1. Cân bằng khí – lỏng

Khi khí tiếp xúc với lỏng, cấu tử A có xu hướng chuyển từ pha khí sang pha lỏng. Quá trình này tiếp diễn cho đến khi đạt trạng thái mà tại đó không còn sự chuyển khối ròng của cấu tử giữa hai pha. Trạng thái đó gọi là cân bằng khí – lỏng.

Trong kỹ thuật hấp thụ, cân bằng khí – lỏng là giới hạn nhiệt động của quá trình. Nếu tại một vị trí nào đó trong thiết bị hai pha đạt cân bằng cục bộ thì tại vị trí đó động lực truyền khối bằng 0.

2. Định luật Henry

Đối với hệ loãng, quan hệ cân bằng thường được viết:

\[p_A = Hx_A\]

Trong đó:

• \(p_A\): áp suất riêng phần của cấu tử A trong pha khí, \([p_A] = \mathrm{Pa}\)

• \(x_A\)​: phần mol của cấu tử A trong pha lỏng, \([x_A] = 1\)

• H: hằng số Henry, \([H] = \mathrm{Pa}\)

Vì \(x_A\) là đại lượng không thứ nguyên, nên trong dạng này hằng số Henry có đơn vị áp suất.

Ý nghĩa vật lý

Với dạng:

\[p_A = Hx_A\]

thì:

• H càng lớn → cấu tử càng khó hòa tan

• H càng nhỏ → cấu tử càng dễ hòa tan

Nói cách khác, trong hấp thụ vật lý, hệ có H lớn thường cho cân bằng bất lợi hơn.

3. Dạng Henry dễ gây nhầm

Ngoài dạng trên, định luật Henry còn có thể được viết dưới dạng:

\[C_A = k_H P_A\]

Trong đ&oac...