機械鐘錶機構
[拼音]：xishou
[英文]：absorption
根據氣體混合物中各組分在液體中溶解度（見汽液平衡）的差別，用液體吸收劑對氣體混合物進行組分分離。是一種屬於傳質分離過程的單元操作。在石油化工、無機化工、精細化工、環境保護等部門得到廣泛應用。
原理
待分離的氣體混合物（原料氣）含有兩個或更多的組分。用作吸收劑的液體能選擇性地溶解其中一個或幾個組分（稱為溶質），而對其餘組分（稱為惰性組分）則幾乎不能溶解。工業上實施吸收操作最常用的吸收裝置是填充塔和板式塔。在吸收操作中（見圖），氣體混合物和吸收劑分別從塔底和塔頂進入塔中，氣液兩相在塔中實現逆流接觸，使氣體混合物中的溶質較完全地溶解在吸收劑中，於是從塔頂獲得較純的惰性組分，從塔底得到溶質和吸收劑組成的溶液（通稱富液）。當溶質有回收價值或吸收劑價格較高時，把富液送入再生裝置進行解吸操作，得到溶質和再生的吸收劑。再生的吸收劑（通稱貧液）返回吸收塔迴圈使用。
操作評價
評價吸收分離操作的主要指標有：
（1）溶質回收率，即分離得到的溶質與原料氣中溶質之比。氣液兩相在吸收裝置中的接觸情況，再生吸收劑中溶質的殘留量，以及吸收劑用量和操作的溫度和壓力等，均對回收率有明顯影響。
（2）溶質產品的純度。這與吸收劑的選擇性溶解能力密切相關。溶質和惰性組分的溶解度差別愈大，所得溶質的純度愈高。
（3）操作總費用。包括吸收劑的損失、吸收劑的再生能耗、輸送氣體和液體的能耗以及吸收和再生裝置的折舊費等。吸收劑的揮發性、化學穩定性和對溶質的溶解能力，都與操作費用密切相關。吸收劑的選擇性和上述三項指標是選用吸收劑的重要依據。當吸收產生的富液沒有回收價值或就是產品或中間產品時，就無需使吸收劑再生和迴圈，此時吸收操作的經濟性大大提高。
分類
按溶質是否與吸收劑發生化學反應，分為物理吸收和化學吸收。化學吸收由於吸收劑的選擇性高、生產強度高，在工業上獲得廣泛應用。按過程中是否有顯著的溫度變化，分為等溫吸收和非等溫吸收。溶質濃度低（摩爾分率低於5％～10％）的混合氣的吸收，一般為等溫吸收；溶質濃度高的混合氣的吸收，一般為非等溫吸收。這是由於後者在吸收過程中的放熱量較大，引起系統明顯升溫。
吸收速率
單位時間內經單位吸收面積所吸收的溶質量，稱為吸收速率NA，是衡量吸收進行快慢的重要指標。因吸收是氣液相際傳質過程，所以吸收速率可用氣相內、液相內或兩相間的傳質速率來表示。在連續吸收操作中，這三種吸收速率表示式的計算結果相同。對於低溶質濃度吸收，吸收速率表示式分別為：
氣相內傳質的吸收速率：
液相內傳質的吸收速率：
氣液兩相相際傳質的吸收速率：
式中 y和yi分別為氣相主體和氣相在介面處的溶質摩爾分率;x和xi分別為液相主體和液相在介面處的溶質摩爾分率；y*和x*分別為與 x和y成相平衡的氣相和液相摩爾分率；ky和Ky分別為以氣相摩爾分率差為推動力的氣相傳質分系數和傳質總係數；kx和Kx為以液相摩爾分率差為推動力的液相傳質分系數和傳質總係數。對於低溶解度溶質的吸收，是液阻控制（或稱液膜控制），宜用以液相摩爾分率差和液相傳質係數表述的吸收速率表示式；對於高溶解度溶質的吸收，是氣阻控制（或稱氣膜控制），則宜用以氣相摩爾分率差和氣相傳質係數表述的吸收速率表示式。
吸收計算
主要是吸收塔的計算。設計新塔時，已知原料氣體的摩爾流量G和所含溶質濃度y1(以摩爾分率計，下同)，並給定了吸收後氣體的溶質濃度y2。首先選定合適的吸收劑和它的入塔濃度x2，以及系統的操作溫度和壓力。然後計算吸收劑用量、吸收塔的直徑和高度。對於工業上最常見的低溶質濃度混合氣吸收，氣相流量G和液相流量L可視為常數，因此傳質係數也可視為常數，計算就可以簡化。對於雙組分氣體混合物的吸收，上述三項的計算如下：
（1）吸收劑用量L 單位氣體混合物耗用的吸收劑量，即液氣比L/G，對吸收操作有很大影響。提高L/G值，則傳質推動力增大，但出口溶液濃度x1將減小；降低L/G值，則出口溶液濃度x1增大，但傳質推動力減小。當L/G值降低到某臨界值時，為達到規定分離要求所需的傳質面積在理論上增加到無限大。此液氣比稱為最小液氣比(L/G)
，它是為達到指定分離要求所能採用的液氣比下限。從經濟合理出發，常用液氣比為1.1～2(L/G)
。液氣比L/G確定後，即可求出吸收劑用量L。
（2）塔徑D可按下式計算：
式中V為氣體混合物的體積流量；u為塔的操作氣速（以整個塔截面計）。氣速的確定是塔徑計算的關鍵。操作氣速的上限是發生液泛時的泛點速度uf。當氣速取較大值時，可縮小塔徑，提高吸收速率；但氣體經過塔的流動阻力也將增大。若工藝上對氣體流動阻力有限制時，操作氣速往往由此限制確定。工藝上對氣體流動阻力無限制時，對於填充塔，取u＝0.5～0.8uf；對於板式塔，取u＝0.6～0.8uf。
（3）塔高對於板式塔，首先計算出所需實際板數，再乘以選定的塔板間距，即可算出塔高（見精餾）。對於填充塔，填充層高度為：
H＝(HTU)M·(NTU)M
式中 (HTU)M和(HTU)M分別為傳質單元高度和傳質單元數。當填充層高度H確定後，再加塔頂和塔底的適當空間高度，即可定出塔高。
應用
吸收操作的應用相當廣泛，主要有：
（1）用液體吸收氣體以製得產品，如吸收SO3以製造硫酸，吸收HCl以製造鹽酸；
（2）淨化或精製工業氣體，如用乙醇胺溶液脫除天然氣或煤氣中的H2S，用碳酸丙烯酯脫除合成氨變換氣中的二氧化碳等；
（3）有害氣體的治理，如從排入大氣的廢氣中脫除SO2和氮的氧化物等，此時往往可回收有價值的物質；
（4）吸收混合氣中的一個或幾個組分，以分離氣體混合物，如用N-甲基吡咯烷酮分離裂解氣中的乙炔，用洗油分離焦爐煤氣中的苯。為取得純溶質，須將吸收與解吸結合起來。吸收用於低濃度溶質的分離回收，較為經濟；高濃度溶質的吸收分離，耗用大量吸收劑，加重解吸的負擔。將多組分混合氣分離為各個純組分，採用先液化後精餾的方法往往比採用吸收操作更經濟些，如空氣及石油裂解氣都採用深冷分離。