化工原理-气体吸收作业(含答案).doc

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1、气体吸收1.向盛有一定量水的鼓泡吸收器中通入纯的CO2气体，经充分接触后，测得水中的CO2平衡浓度为2.875×10－2kmol/m3，鼓泡器内总压为101.3kPa，水温30℃，溶液密度为1000kg/m3。试求亨利系数E、溶解度系数H及相平衡常数m。解：查得u30℃，水的稀溶液：2．在总压101.3kPa，温度30℃的条件下,SO2摩尔分率为0.3的混合气体与SO2摩尔分率为0.01的水溶液相接触，试问：（1）从液相分析SO2的传质方向；（2）从气相分析，其他条件不变，温度降到0℃时SO2的传质

2、方向；（3）其他条件不变，从气相分析，总压提高到202.6kPa时SO2的传质方向，并计算以液相摩尔分率差及气相摩尔率差表示的传质推动力。解：(1)查得在总压101.3kPa，温度30℃条件下SO2在水中的亨利系数E=4850kPa所以47.88从液相分析

3、到液相，进行吸收过程。（3）在总压202.6kPa，温度30℃条件下，SO2在水中的亨利系数E=4850kPa=23.94从气相分析y*=mx=23.94×0.01=0.24

4、m2·s·kPa），液相传质系数=1.83×10-4m/s，假设此操作条件下的平衡关系服从亨利定律，测得液相溶质摩尔分率为0.05，其气相平衡分压为6.7kPa。求当塔内某截面上气、液组成分别为y=0.05，x=0.01时（1）以（）、（）表示的传质总推动力及相应的传质速率、总传质系数；（2）分析该过程的控制因素。解：（1）根据亨利定律相平衡常数溶解度常数以气相分压差（）表示总推动力时：=100×0.05-134×0.01=3.66kPa=kmol/（m2·s·kPa）=3.66×10-6×3.66

5、=1.34×10-5kmol/（m2·s）以（）表示的传质总推动力时：kmol/m3=0.4146×100×0.05－0.56=1.513kmol/m3=8.8×10-6×1.513=1.3314×10-5kmol/（m2·s）（2）与（）表示的传质总推动力相应的传质阻力为273597（m2·s·kPa）/kmol；其中气相阻力为m2·s·kPa/kmol；液相阻力m2·s·kPa/kmol；气相阻力占总阻力的百分数为。故该传质过程为气膜控制过程。4．若吸收系统服从亨利定律或平衡关系在计算范围为直线

6、，界面上气液两相平衡，推导出KL与kL、kG的关系。解：因吸收系统服从亨利定律或平衡关系在计算范围为直线界面上气液两相平衡的关系式由得（1）由得（2）由得（3）（2）式＋（3）式，并与（1）式比较得5．在逆流吸收的填料吸收塔中，用清水吸收空气～氨混合气中的氨，气相流率为0.65kg/(m2·S)。操作液气比为最小液气比的1.6倍，平衡关系为，气相总传质系数为0.043kmol/(m3·S)。试求：(1)吸收率由95％提高到99％，填料层高度的变化。（2）吸收率由95％提高到99％，吸收剂用量之比为多

7、少？解：（1）吸收率为95％时：V＝0.65／29＝0.0224kmol/(m2·S)L＝0.0224×1.398＝0.0313kmol/(m2·S)吸收率为99％时：L‘＝0.0224×1.457＝0.0326kmol/(m2·S)(2)L＝0.0224×1.398＝0.0313kmol/(m2·S)L‘＝0.0224×1.457＝0.0326kmol/(m2·S)6．在一填料塔中用清水吸收氨－空气中的低浓氨气，若清水量适量加大，其余操作条件不变，则、如何变化？（已知体积传质系数随气量变化关系为）

8、解：用水吸收混合气中的氨为气膜控制过程，故因气体流量V不变，所以、近似不变，HOG不变。因塔高不变，故根据Z=可知不变。当清水量加大时，因，故S降低，由图5-25可以看出会增大，故将下降。根据物料衡算,VY不变，L增大，可近似推出将下降。7．在一逆流操作的吸收塔中，如果脱吸因数为0.75，气液相平衡关系为，吸收剂进塔浓度为0.001（摩尔比，下同），入塔混合气体中溶质的浓度为0.05时，溶质的吸收率为90%。试求入塔气体中溶质浓度为0.04时，其吸收率为多少？若吸收剂