第三章吸收练习题和答案.doc

作业题P107 1题 解：(1)已知CO2在水中溶解度0.878m3（标米）/ m3即0.0392kmol/ m3。 CO2在水中溶解符合亨利定律：pA*=ExA 对CO2：pA*=0.1013MPa； 代入上式：亨利系数E= pA*/xA=0.1013/0.00071=142.68MPa 溶解度系数 相平衡常数m=E/p=142.68/0.1013=1408.5 (2) 因为 pA*=ExA 故此条件下CO2平衡浓度xA = pA*/ E=(0.1013x30%)/142.68=0.0002 而体系浓度为：0.66kg/m3即xA=(0.66/44)/( 0.66/44+1000/18)=0.00027 体系不能进行吸收过程。 2题 解：已知环氧乙烷—水体系 E=453.82kPa；pA*=101.3x0.738%=0.748 kPa 平衡浓度xA = pA*/ E=0.748/453.82=0.00165 解得m=0.0092mol；(或)=0.404g 3题 解：氨—水体系 已知可依据双膜理论得：NA=kyA(y-yi) (1) NA=kxA(xi-x) (2) y*=mx (3) 由H=640.7kmol·m-3·MPa-1 得 m=E/p=0.0867/0.1=0.867 令NA=kxA(yi/m-y/m) (4) 与（4）联立得 NA=() A (y-y*) 令=Ky 则Ky= 液膜阻力/总阻力=0.165/(0.165+3.57)=4.42%; 气膜阻力/总阻力=3.57/(0.165+3.57)=95.58% 4题 解依题意: 混合气体流量=360m3(标准)/h=360/(3600x22.4)=0.00446kmol/s 惰性气体流量=0.00446x(1-12%)kmol/s=0.00393kmol/s 由H=11.45kmol·m-3·MPa-1 得 m=E/p=4.852/0.1013=47.9 最小液气比 适宜液气比 由此解得塔底水溶液浓度X1=0.0019 实际水用量L=69x0.00393kmol/s=0.271kmol/s 5题 解 丙酮-空气体系 依题意: 混合气体流量=1400m3(标准)/h=1400/(3600x22.4)=0.0174kmol/s 惰性气体流量=0.0174x(1-6%)kmol/s=0.01632kmol/s 液气比 L=2.68x0.01632kmol/s=0.0437kmol/s 气液平衡关系Y*=mX 即Y*=1.68X 则 平均推动力 气相传质单元数 6题 解：三乙醇胺水溶液—H2S体系 气液平衡关系Y*=mX 即Y*=2X 则 惰性气体流量=40kmol/h=0.011kmol/s 空塔气速v=0.34m/s；KYa=0.036 kmol·m-3·s-1 混合气体可按标气处理V混=（0.011 x 22.4）/（1-0.03/(1+0.03)）=0.2538m3/s (1)塔径： (2) 平均推动力 气相传质单元数 填料层高等 7题 解：混合气--水体系 依题意: 混合气体流量=0.04 kmol·m-2·s-1 惰性气体流量=0.04(1-4%)s=0.0384 kmol·m-2·s-1 气液平衡关系y*=0.8x 也即Y*=mX；Y*=0.8X 液气比 解得 则 平均推动力 气相传质单元数 填料层高等 对比11m预设填料层高度，该塔可以满足要求。 例题1 某常压吸收系统的气液平衡关系为Y*=2X，入塔混合气中吸收质含量为6%，吸收剂为清水，要求吸收率达到90%，水的用量为1800,逆流操作。 （1）计算最小液气比；（2）如果操作线与平衡曲线平行，传质单元高度=0.5,试计算吸收塔底所得溶液浓度、惰气流率和填料层高度。 解：依题意: 水的用量为L=1800kg?h-1,即100kmol?h-1, （1） 最小液气比 （2）操作线与平衡曲线平行，即 液气比 解得吸收塔底所得溶液浓度X1=0.0288 惰气流率V=50 kmol?h-1 但由于操作线与平衡曲线平行，故推动力塔底和塔顶一致 即 故填料层高度H = hG x nG = =0.5 x 9=4.5m 例题2 在操作压力为1.0537×105 Pa（表压）填料吸收塔中，以清水为吸收剂分离丙酮比摩尔组成为1%的丙酮—空气混合气体，气相摩尔流量为0.0242，水的摩尔流量为0.065，要求吸收率为95%，试求气相总传质单元数。 （丙酮水溶液的亨利系数