新化工原理习题答案气体吸收VIP专享

精品文档---下载后可任意编辑1.在温度为 40℃、压力为 kPa 的条件下，测得溶液上方氨的平衡分压为 15.0 kPa 时，氨在水中的溶解度为 76.6 g(NH3)/1000 g(H2O)。试求在此温度和压力下的亨利系数 E、相平衡常数 m 及溶解度系数 H。解：水溶液中氨的摩尔分数为由 亨利系数为kPa 相平衡常数为由于氨水的浓度较低，溶液的密度可按纯水的密度计算。40℃时水的密度为kg/m3 溶解度系数为H=ρEM S=992.2200.0×18 kmol/ (m3⋅kPa)=0.276kmol/(m3⋅kPa)2. 在温度为 25 ℃及总压为 101.3 kPa 的条件下，使含二氧化碳为 3.0%（体积分数）的混合空气与含二氧化碳为350 g/m3的水溶液接触。试推断二氧化碳的传递方向，并计算以二氧化碳的分压表示的总传质推动力。已知操作条件下，亨利系数E=1.66×105kPa，水溶液的密度为 kg/m3。解：水溶液中 CO2的浓度为对于稀水溶液，总浓度为kmol/m3水溶液中 CO2的摩尔分数为由 kPa气相中 CO2的分压为kPa < 故 CO2必由液相传递到气相，进行解吸。 以 CO2的分压表示的总传质推动力为kPa3.在总压为 110.5 kPa 的条件下，采纳填料塔用清水逆流吸收混于空气中的氨气。测得在塔的某一截面上，氨的气、液相组成分别为、。气膜吸收系数 kG=5.2×10-6 kmol/(m2·s·kPa)，液膜吸收系数 kL=1.55×10-4 m/s。假设操作条件下平衡关系服从亨利定律，溶解度系数 H＝0.725 kmol/(m3·kPa)。 （1）试计算以、表示的总推动力和相应的总吸收系数；（2）试分析该过程的控制因素。解：(1) 以气相分压差表示的总推动力为kPa 其对应的总吸收系数为 KG=4.97×10−6kmol/(m2·s·kPa)以液相组成差表示的总推动力为其对应的总吸收系数为K L=11k L+ HkG=111.55×10−4 +0.7255.2×10−6m/s=6.855×10−6m/s（2）吸收过程的控制因素气膜阻力占总阻力的百分数为1/kG1/K G=KGkG=4 .97×10−65.2×10−6 ×100%=95.58%气膜阻力占总阻力的绝大部分，故该吸收过程为气膜控制。4. 在某填料塔中用清水逆流吸收混于空气中的甲醇蒸汽。操作压力为 105.0 kPa，操作温度为 25 ℃。在操作条件下平衡关系符合亨利定律，甲醇在水中的溶解度系数为 2.126kmol/(m3·kPa)。测得塔内某截面处甲醇的气相分压为 7.5 kPa，液相组成为 2.85 kmol/m3，液膜吸收系数 kL=2.12×10-5m/s，气相总吸收系数 KG＝1.206×10-5 kmol/(m2·s·kPa)。求该截面处（1）膜吸收系数 kG、kx及 ky；（2）总吸收系数KL...