第二章吸收Word文档格式.docx
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由题意y=0.02,根据亨利定律y=mx得x=y/m=0.02/0.37X=0
0.000054即每100g与该气体相平衡的水中溶有CO2
0.000054X44X100/18=0.0132g
4•在101.33kPa、0C下的隹与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02的分压分别为13.33kpa和6.67kpa,又知扩散系数为0.185cm7/s，试计算下列两种情况下02的传递速率，koml/（m2s）：
（1）02与co两种气体作等分子反向扩散；
（2）CO气体为停滞组分。
作此题直接代公式（2・16）和（2—20）,注意单位换算。
（1）等分子反相扩散时,
Na旦（PaiPa2）
RTz
8.312730.210
2（13.336.67）2.71105kmol/（m2s）
CO为停滞组分时，用公式（2—20）计算，其中漂流因数:
PBmPB2PB1
InPb2
Pbi
P101.33kpa
Pb,pPa.101.3313.3388kpa
P
PBm
1.1099
Pb2
ppA2101.336.6794.66kpa
Na
Pa2）—
2.7
1
PBm1051・10993.01105koml/（m2s）
5•以浅盘内存有2cm厚的水层，在20C的恒定温度下逐渐蒸发并扩散到大气中。
假定
扩散始终是通过一定厚度为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2.60105m2/s大气压强为101.33kpa。
求蒸干水层所需的时间。
此题为非稳态单向扩散，只能针对某一瞬时列传质速率方程。
根据题意，空气为停滞组分B，溶质组分A为水。
设时刻的扩散距离为z，则:
Dp
Na（PaiPa2）
RTZPBm
又水面下降速率乎与水的扩散速率的尖系如下:
Ldz
MAd
根据式
（1）和
（2）有:
/na-
LHA
RTzPBm
MAd
DP
ldz
（D
（2）
（3）
其中:
pp
PPP
RmR2R1
InpB2
P一
1.012
PB2
A2
Bm
Pai
*
Pa
•2・33kPa20C水的饱和蒸汽压
Pa2
l1000kg/m3,Ma18
边界条件：
0时，z0.005m;
时‘z0.007m
将以上各项代入式（3）即可得
7•在101.33kPa,27乜下用水吸收混于空气中的甲醇蒸汽。
甲醇在气，液两相中的浓度都很低，平衡尖系服从亨利定律。
已知溶解度系数H=
1.995kmol/（m3•kPa），气膜吸收系数g=1.55x1Ckmol/（m2•s•kPa），液膜
吸收系数kL=2.08x-50cmol/（m2•s•kmd）m试求总吸收系数Kg,并计算出气膜阻力在总阻力中所的百分数。
根据公式（2-41a），有：
Kg=1.122x105m2/S
KgkGHkL
气膜阻力占总阻力的百分数为:
kG
Kg
100%
8•在吸收塔内用水吸收混于空气中的甲醇，操作温度为27C，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
5kPa，液相中甲醇浓度位
2.11kmol/m3。
试根据上题有尖的数据算出该截面上的吸收速率。
由第7题所得数据有:
H=1.95kmo/（mJkpa）、
Kg=1.122X/0m2/S
由亨利定律得该截面上甲醇的平衡分压:
2.11
1.955
1.079kpa
最后得吸收速率:
NaKG（pp）1.122105（51.079）4.399105kmol/（m2s）
9•在逆流操作的吸收塔中，于101.33kPa,25C下用清水吸收混合气中的CO2,将其浓
度从2%降至0.1%（体积）。
该系统符合亨利定律。
亨利系数E=5.52XlkPao若吸收
剂为最小理论用量的1・2倍，试计算操作液气比L/V及出口组成X。
此题需用到公式2—6、2-51和2-55，对吸收过程，组成均用摩尔比表示较方
L丫1丫2，其中：
VminX’x2
丫——0.0204
12%
丫0.001
10.1%
X20
m
m—,E5.52104kpa,p101.33kpam
D
联立以上各式得到二'
又「・2汇
11•在101.33kPa下用水吸收混于空气中的中的氨。
已知氨的摩尔分率为0.1，
混合气体于40C下进入塔底，体积流量为0.556m%，空塔气速为1.2m/s。
吸
收剂用量为最小用量的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Kva的平均值为0.1112kmol/（m3•s）•在操作条件下的气液平衡尖系为丫=26X，试求塔径及填料层高度
已知:
P101.33kpa‘yi0.1‘
Vs0.556m3/s5u1.2m/s,L
11Lmin,A95%,Kya
0.1112kmol/（m3s）,Y2.6X
求：
D禾口Z
（”塔径:
Vs4°
2U°
°
768m
（2）填料层高度Z：
Yi
1yi
O.11115Y2¥
（1
a）0.0056,X205m
2.6
当X20时，v.
vmin
1.1-
2.72
min
脱吸因
数：
SL
o956
气相总传质单元数:
NOG
ln（1
Y2丫.
13.72
气相总传质单元高度：
H亠V詁
ogrn
KyaKya
1013300.556（10.1）
8.315313
0.381
0.11121000—0.7682
4
填料层高度:
ZHogNg13.720.385
5.23m
14•在一逆流吸收塔中用三乙醇胺水溶液吸收混于气态疑中的WS,进塔气相中含WS（体积）2.91%要求吸收率不低于99%，操作温度300K,压强101・33kPa，平衡尖系为丫*=
2X，进塔液体为新鲜溶剂，出塔液体中WS浓度为
0.013kmol（H2S）/kmol（溶剂）。
已知单位塔截面上单位时间流过的惰性气体量为0.015kmol/（m2•s），气相体积吸收总系数为.000395kmol/（m3•s•kPa）。
求所需填料层高度。
yi2.91%,a99%,T300K,P101.33kpa,Y*2X,Xa0,Xi0.013,
V0.015kmol/（rri2S）,Kya/P0.000395kmol血skpa）
Z
丫1一0.02997,Y2Y1（1a）0.0003
101.3250.0003950.04003kmol/（m3s）
Hog■一0.3747
又：
Ym丄44—"
6•舗4丛
In3丫2
丫2
NOG丄1工220.88
填料层高度：
ZHognog7.82m
15•有一吸收塔，填料层高度为3m，操作压强为101.33kpa温度为20C,用
清水吸收混于空气中的氨。
混合气质量流速G=580kg/（m3h），含氨6%（体积），
2
吸收率为99%;
水的质量流速W=770kg/（mh）。
该塔在等温下逆流操作，平衡尖系为
Y*0.9X。
Kg3与气相质量流速的0・8次方成正比而与液相质量流速大体无尖。
试计算
当操作条件分别作下列改变时，填料层高度应如何改变才能保持原来的吸收率（塔径不变）
（1）操作压强增大一倍；
（2）液体流量增大一倍；
（3）气体流量增大一倍。
已知：
3
Z3m,P101・33kpa,t20C,X20,G580kg/（mh）,yi6%,a99%
W770kg/（m2h）,Y・0.9X,KGaG0-8
求:
（1）P‘2P时，Z'
?
（2）W*2W时，Z‘？
（3）G'
2G时，Z‘？
£
-
0.06383,Y2Y,（1
a）0.0006383
1W
混合气的平均摩尔质量:
M0.0617290.9428.28
根据物料衡算:
—00285
0.04
770v580
Xi0.060.99Xi
18*28.28
gmV0.95800.09418
g,28.8770
（1）操作压强增加一倍:
Pf2P
Pf
m/mE0.5
S'
巴0.5
S*0.5S0.02
Nog
尹”S）厂
0.799
Sa
P'
Ko'
aP1
H
曲0.5
KYa
Pda
OG
1.198m
~Z_H°
g
则：
Nd0.3994Z*0.39943
户HN
（2）液体流量增大一倍:
s
L*2L,由物料衡算得：
Xi*0.5Xi,20.5
S
11in（1b）b*
1S'
'
1a
-11In（1S）S0.799
NogIS*A
而总传质单元高度不变，所以:
0.7987Z0.798732.396m
（3）当气怀:
流量增大一倍：
G‘2G,由物料衡算得：
X,2Xb22
11S
NOG
11
——In（1S）S
1s1aa
a4.6
11In（1S）S
1S1a
HOG
HOG
V*
KV2280.574
Kya
Z*Nog
ZNog
刖：
z
HOGNOG
02OG97f9Q7Q9m
HN
16•在逆流操作的填料塔内，用纯溶剂吸收混合气体中的可溶组分。
已知操作液气比为最小液气比的1・5倍，气相总传质单元高度Hog1.11m,操作条件下的平衡尖系为Y-mX（丫、X均为摩尔比），吸收过程大致为气膜控制，气相体积传质分系数kyaG0-7（G为混合气体的摩尔流量）。
试求：
（1）要求溶质组分的回
收率为95%时所需的填料层高度；
（2）在上述填料塔内操作，将气体流量增加
20%，而其他条件不变，溶质的吸收率有何变化？
（3）新、旧工况下单位时间内被吸收的溶质的量及吸收塔的平均推动力有何变化？
结果说明什么问题？
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