化工原理吸收习题答案

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1、题1・C知在0.1MPa（绝压）、温度为30°C时用清水吸收空气中的SO2,其平衡关系为yA*=26・7xA。如果在吸收塔内某截面测得气相中SO2的分压4133Pa,液相中SO2浓度为Ca=0・05kmol・m",气相传质分系数为=4.11x10'9kmol-（m2-s-Pa）1,液相传质分系数紅=l・08xl（y4m・s",且溶液的密度等于水的密度。试求在塔内该截面±：（1）气一液相界面上的浓度Caj和Pa,i；（2）Kg和心及相应的推动力；（3）本题计算方法的基础是什么？解:（1）求PA,i和

2、CA,i查30°C,p^=995.7kg-m3E=mP=26.7x101325=2.71x106Pa9957'""18x2.71x10*对定常吸收过程,他(Pa・pA,i)=紅(CA,厂Ca)以CA,i=PA,iH代入解得：pA,i=3546.38PaCaj=PajH=3546.38x2.04x10-5=0.0724kmol-m'3（2）求Kg、Kl及相应的推动力。=+=+心二1.43xlO-9kmob(m2-s-Pa)_1»Gm0.05p量■—■•jr■2450.98ArxH2.04x10^处-

3、p：-4133-M50.98-Lfi82.(HAi(7：■^//-4133x2.MX10-9■0.084Ca*-CA=0.084-0.05=0.034kmobm-3(3)本题计算方法的基础是双膜理论。题2.在填料层高为6m的塔内用洗油吸收煤气中的苯蒸汽。混合气流速为200kmob(m2.h)-1S初始苯体积含量为2%,入口洗油中不含苯，流量为40kmol・(m2・h)"。操作条件下相平衡关系为YA*=0.13XA,气相体积传质系数Ky&近似与液量无关，为0・05kmol・(n?・s)"。若希望苯的

4、吸收率不低于95%,问能否满足要求？解：要核算一个填料塔能否完成吸收任务，只耍求出完成该任务所需的填料层高H需，与现有的填料层高度h比较，若H需vH,则该塔能满足要求。解:*44-0.020.0204YA2=0.0204x(1・0.95)=1.02x10-3qn.B/S=200x(1-0.2)=196kmol・(m2・h)“Xa,2=0塔顶:AYa,2=Ya,2-Ya,2*=1-02Xio-3塔底：ZYa,i=Ya,i・Ya,i*=0.0204・0.13x0.095=8.05x10止MWxlO-

5、1必_必8J5刃旷-LMxlDT蚯忆^105x10-*5^7IJHxW1lJ09s2K^aS19613mOJOS-iJOJxOLmM-LJnxKT1~M03MT5-该塔不能满足要求。3.(16分)解:已知：D二0.8m,Ls=1200kg.h_1,G=1000Nm3.h_1y】二0.013©二0.995x2=0y*二0.75xKya二0.055kmol.m3.s1L,二1200/(3600X18)=0.0185kmol/s(1分)G=1000/(22.4X3600)=0.0124kmol/s(1分

6、)•••为低浓度吸收・•・(L/G)二0.0185/0.0124-1.49x】=(G/L)(y-y2)+x2=(0.013-0.000065)/1.49=0.00868(2分)y2=y!(1-4))二0.013(1-0.995)=0.000065(2分)Z=HogXNog(1分)而Nog=(y-y2)/Aym(1分)Ay^y-y；二0.013-0.75X0.00868二0.006490(1分)Ay2=y2~y2*-0.000065-0=0.000065(1分)Aym=(Ay-Ay2)/1n(△y】

7、/Ay2)(2分)二(0.006490-0.000065)/In(0.006490/0.000065)二0.001396・・・N(xF(0.013-0.000065)/0.001396=9.266(1分)H(X；=G/(KyaQ)(2分)=0.0124/(0.785X0.8X0.8X0.055)二0.449(m)AZ=9.266X0.449=4.2m(1分)题4在一塔径为0.8m的填料塔内，用清水逆流吸收空气中的氨,要求氨的吸收率为99.5%o已知空气和氨的混合气质量流量为1400kg/h,气体总

8、压为101.3kPa,其中氨的分压为1.333kPa。若实际吸收剂用量为最小用量的1.4倍，操作温度(293K)下的气液相平衡关系为厶0.75X,气相总体积吸收系数为0.088kmol/m3-s,试求(1)每小时用水量；(2)用平均推动力法或解吸因数法求出所需填料层高度。解(1)=12^2^0.0132y,°'0132=0.0134101.31—必1-0.01325=^(1—〃)=0.0134(1-0.995)=0.0000669%.=0厶因混合气中氨含量很少，故M-29kg/km