02 吸收.doc

第二章 吸收习题解答 1从手册中查得101.33KPa、25℃时,若100g水中含氨1g,则此溶液上方的氨气平衡分压为0.987KPa。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 由.求算. 已知:.相应的溶液浓度可用如下方法算出: 以水为基准,因为溶液很稀.故可近似认为其密度与水相同.并取其值为.则: (2).求.由 2: 101.33kpa、1O℃时,氧气在水中的溶解度可用po2=3.31×106x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:氧在空气中的摩尔分数为.故 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℃,总压强为506.6kPa。从手册中查得30℃时C02在水中的亨利系数E=1.88x105KPa,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 当时.水溶解的 因很小,故可近似认为 故克水中溶有 4．.在101.33kPa、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0.2cm的两截面上O2的分压分别为13.33kPa和6.67kPa,又知扩散系数为0.185cm2/s,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 5．一浅盘内存有2mm厚的水层,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。扩散系数为2.60×10-5m2/s,大气压强为101.33KPa。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）为.水层表面的水蒸气分压的饱和水蒸气压力为静止空气膜层以外;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℃、101.33kPa时氨和氯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 7.101.33kPa、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=1.955kmol/(m3·kPa),气膜吸收系数kG=1.55×10-5kmol/(m2·s·kPa),液膜吸收系数kL=2.08×10-5kmol/(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℃,压强101.33KPa。稳定操作状况下塔内某截面上的气相甲醇分压为5 kPa,液相中甲醇组成为2.11kmol/m3。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,于101.33kpa、25℃下用清水吸收混合气中的H2S,将其组成由2%降至0.196 (体积)。该系统符合亨利定律。亨利系数E=5.52×16kPa。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： 在101.33kPa下用水吸收据于空气中的氨。已知氨的摩尔分数为0.1,混合气体于40℃下进入塔底,体积流量为0.556m3/s,空塔气速为1.2m/s。吸收剂用量为理论最小用量的1.1倍,氨的吸收率为95%,且已估算出塔内气相体积吸收总系数的平均值为0.1112。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： 12．在吸收塔中用清水吸收混合气中的SO2,气体流量为5000m3(标准)/h,其中SO2占10%,要求SO2回收率为95%。气、液逆流接触,在塔的操作条件下SO2在两相间的平衡关系近似为。试求: (1)若取用水量为最小用量的15倍,用水量应为多少? (2)在上述条件