化工原理 吸收课后答案.doc

第二章吸收****题解答
、25℃时,若100***中含氨1g,。已知在此组成范围内溶液服从亨利定律,试求溶解度系数H(kmol/ (m3·kPa))及相平衡常数m。
解:
求
.
已知:.相应的溶液浓度可用如下方法算出:
以水为基准,:
(2).
2: 、1O℃时,氧气在水中的溶解度可用po2=×106x表示。式中:Po2为氧在气相中的分压,kPa、x为氧在液相中的摩尔分数。试求在此温度及压强下与空气充分接触后的水中,每立方米溶有多少克氧.
解:
因值甚小,故可以认为
即:
所以:溶解度
3. 某混合气体中含有2%(体积)CO2,其余为空气。混合气体的温度为30℃,。从手册中查得30℃时C02在水中的亨利系数E=,试求溶解度系数H(kmol/(m3·kPa、))及相平衡常数m,并计算每100克与该气体相平衡的水中溶有多少克CO2。
解:(1).求由求算
(2)求

因很小,故可近似认为
故克水中溶有
4..、0℃下的O2与CO混合气体中发生稳定的分子扩散过程。已知相距
,,试计算下列两种情况下O2的传递速率,kmol/(m2·s):
(1) O2与CO两种气体作等分子反向扩散;
(2) CO气体为停滞组分。
解:(1)等分子反向扩散时的传递速率
(2)通过停滞的扩散速率
,在20℃的恒定温度下逐渐蒸发并扩散到大气中。假定扩散始终是通过一层厚度为5mm的静止空气膜层,此空气膜层以外的水蒸气分压为零。×10-5m2/s,。求蒸干水层所需的时间。
解:这是属于组分通过停滞组分的扩散。
已知扩散距离(静止空气膜厚度)
静止空气膜层以外;水蒸气分压为
单位面积上单位时间的水分蒸发量为
故液面下降速度:
水层蒸干的时间:
6. 试根据马克斯韦尔-吉利兰公式分别估算0℃、***化氢在空气中的扩散系数D(m2/s),并将计算结果与表2-2中的数据相比较。
解:(1):氨在空气中的扩散系数.
查表知道,空气的分子体积:
氨的分子体积:
又知
则时,氨在空气中的扩散系数可由式计算.
(2)同理求得
、27℃下用水吸收混于空气中的甲醇蒸气。甲醇在气、液两相中的组成都很低,平衡关系服从亨利定律。已知溶解度系数H=/(m3·kPa),气膜吸收系数kG=×10-5kmol/(m2·s·kPa),液膜吸收系数kL=×10-5kmol/(m2·kmol/m3)。试求总吸收系数KG,并算出气膜阻力在总阻力中所占百分数。
.解:总吸收系数
气膜助在点助中所占百分数.
8. 在吸收塔内用水吸收棍子空气中的甲醇,操作温度27℃,。稳定操作状况下塔内某截面上的气相甲醇分压为5 kPa,。试根据上题中的有关数据算出该截面上的吸收速率。
解:吸收速率
由上题已求出
又知:
则该截面上气相甲醇的平衡分压为
则
9:在逆流操作的吸收塔中,、25℃下用清水吸收混合气中的H2S,将其组成由2% (体积)。该系统符合亨利定律。亨利系数E=×16kPa。若取吸收剂用量为理论最小用量的12倍,试计算操作液气比及出口液相组成若压强改为1013kPa,其他条件不变,再求手及。
解:(1)求下,操作液气比及出口液相组成。
最小液气比
操作液气比为
出口液相浓度
(2):求下的操作液气比及出口液组成
则:
出口液相组成:
11,。,混合气体于40℃下进入塔底,,。,氨的吸收率为95%,。在操作条件下的气液平衡关系为,试求塔径及填料层高度。
解:
塔截面积:
塔径:
又知:
则:
塔上填料层高度:
,气体流量为5000m3(标准)/h,其中SO2占10%,要求SO2回收