化工原理下册--吸收习题标准答案VIP免费

1/336-1已知在101.3kPa(绝对压力下)，100g水中含氨1g的溶液上方的平衡氨气分压为987Pa。试求：(1)溶解度系数H(kmol·m-3·Pa-1)；(2)亨利系数E(Pa)；(3)相平衡常数m；(4)总压提高到200kPa(表压)时的H，E，m值。（假设：在上述范围内气液平衡关系服从亨利定律，氨水密度均为10003/mkg）解：（1）根据已知条件PapNH987*33/5824.01000/10117/13mkmolcNH定义333*NHNHNHHcpPamkmolpcHNHNHNH34/109.5333（2）根据已知条件可知0105.018/10017/117/13NHx根据定义式333*NHNHNHxEp可得PaENH41042.93（3）根据已知条件可知2/3300974.0101325/987/**33ppyNHNH于是得到928.0333*NHNHNHxym（4）由于H和E仅是温度的函数，故3NHH和3NHE不变；而pEpxExpxpxym**，与T和p相关，故309.0928.031'3NHm。分析（1）注意一些近似处理并分析其误差。（2）注意E，H和m的影响因素，这是本题练习的主要内容之一。6-2在25℃下，CO2分压为50kPa的混合气分别与下述溶液接触：(1)含CO2为0.01mol/L的水溶液；(2)含CO2为0.05mol/L的水溶液。试求这两种情况下CO2的传质方向与推动力。解：由亨利定律得到*2250COCOExkPap根据《化工原理》教材中表8-1查出kPaECO51066.1252℃所以可以得到4*1001.32COx又因为34525/10347.3181066.11000222mkPakmolEMHOHOHCO℃所以得3/3334*/0167.05010347.3222mkmolpHcCOCOCO于是：（1）为吸收过程，3/0067.0mkmolc。（2）为解吸过程，3/0333.0mkmolc。分析（1）推动力的表示方法可以有很多种，比如，用压力差表示时：①kPaHcpCOCOCO9.2910347.301.04*222推动力kPap1.20（吸收）②kPaHcpCOCOCO4.14910347.305.04*222推动力kPap4.99（解吸）或者,用摩尔分数差表示时①由4108.118100001.02COx，判断出将发生吸收过程，推动力410201.1x；②由41092COx，判断出将发生解吸过程，推动力41099.5x（2）推动力均用正值表示。6-3指出下列过程是吸收过程还是解吸过程，推动力是多少，并在x-y图上表示。(1)含SO2为0.001(摩尔分数)的水溶液与含SO2为0.03(摩尔分数)的混合气接触，总压为101.3kPa，t=35℃；(2)气液组成及总压同(1)，t=15℃；(3)气液组成及温度同(1)，总压为300kPa(绝对压力)。4/33解(1)根据《化工原理》教材中表8-1知T=35℃时，SO2的kPaE410567.0,故563.10110567.04PEm根据相平衡关系,得056.0001.056*AAmxy由于AAyy*，所以将发生解吸过程。传质推动力为026.003.0056.0y(2)T=15℃时,SO2的kPaE410294.0，故293.10110294.04PEm根据相平衡关系,得029.0001.029*AAmxy由于AAyy*，所以将发生吸收过程。传质推动力为001.0029.003.0y(3)同理可知,当T=35℃，p=300kPa时,kPaE410567.0，故9.18PEm0189.0001.09.18*AAmxy由于AAyy*，所以将发生吸收过程。推动力为5/330111.00189.003.0y示意图见题6-3图。题6-3图分析体会通过改变温度和总压来实现气液之间传质方向的改变,即吸收和解吸。6-4氨-空气混合气中含氨0.12(摩尔分数)，在常压和25℃下用水吸收，过程中不断移走热量以使吸收在等温下进行。进气量为1000m3，出口气体中含氨0.01(摩尔分数)。试求被吸收的氨量(kg)和出口气体的体积(m3)。解惰性气体量388088.01000mV，进口中NH3之量为3120m,出口中NH3之量为3988.012.099.001.0120m,于是总出气量=880+9=3889m,被吸收的NH3量为mol45442988.3141013258890.01-298314.8101325100012.0,为77.3kg。分析(1)进行物料衡算时应以摩尔数或者质量为基准,一般不以体积为基准。此处由于温度和压力均不变,故摩尔数的变化正比于体积的变化,所以以体积作为衡算的基准。(2)本题是并流还是逆流?有区别吗?(3)如何才能不断移走热量?该用填料塔还是板式塔?(4)不移走热量对吸收有什么影响?6-5一浅盘内存有2mm厚的水层，在20℃的恒定温度下靠分子扩散逐渐蒸发到大气中。假定扩散始终是通过一层厚度为5mm的静止空气膜层，此空气膜层以6/33外的水蒸气分压为零。扩散系数为2.6×10-5m2/s，大气压强为1.013×105Pa。求蒸干水层所需时间。解：本题中水层Z的变化是时间的函数，且与扩散速率有关。122121lnBBBBAAAppppppRTZDPN查教材附录水的物理性质得，20℃时水的蒸汽压为2.3346kPa。已知条件为：,3.101,97.983346.23.101,3.101,0,3.1...