第二章吸收Word文档格式.docx

1、由题意y = 0.02 ,根据亨利定律y = mx得x = y/m = 0.02/0.37 X =00.000054即每100g与该气体相平衡的水中溶有CO20.000054 X44X 100/18 = 0.0132 g4 在101.33kPa、0 C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0.185cm 7/s， 试计算下列两种情况下02的传递速率，koml/（m2 s）：（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（216 ）和（2 20）,注意单位

2、换算。（1）等分子反相扩散时,Na 旦（Pai Pa2）RTz8.31 273 0.2 102 （13.33 6.67） 2.71 10 5kmol/（m2 s）CO为停滞组分时，用公式（2 20）计算，其中漂流因数:P Bm PB2 PB1In Pb2PbiP 101.33kpaPb, p Pa. 101.33 13.33 88kpaPP Bm1.1099Pb2p pA2 101.33 6.67 94.66kpaNaPa2）2.71PBm 10 5 1 1099 3.01 10 5koml/（m2s）5 以浅盘内存有2cm厚的水层，在20 C的恒定温度下逐渐蒸发并扩散到大气中。假定扩散始终是

3、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2.60 10 5 m2/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:DpNa （ Pai Pa2 ）RTZ PBm又水面下降速率乎与水的扩散速率的尖系如下:LdzM Ad根据式（1）和（2）有:/n a -L HARTz PBmMAdD Pl dz（D（2）（3）其中:p pPPPRm R2 R1In pB2P 一1.012PB2A2BmPai*Pa 233kPa 20 C水的饱和

4、蒸汽压Pa2l 1000kg/m3 , Ma 18边界条件：0 时，z 0.005m;时 z 0.007m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/（m 3 kPa），气膜吸收系数 g = 1.55 x 1 Ckmol/（m 2 s kPa），液膜吸收系数kL= 2.08 x -50cmol/（m 2 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（2-41 a），有：Kg=1.122 x 105 m2/SKg

5、kGHkL气膜阻力占总阻力的百分数为:kGKg100%8在吸收塔内用水吸收混于空气中的甲醇，操作温度为27 C，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/m 3。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/（m J kpa）、Kg=1.122X /0m2/S由亨利定律得该截面上甲醇的平衡分压:2.111.9551.079kpa最后得吸收速率:Na KG（p p） 1.122 10 5（5 1.079） 4.399 10 5kmol /（m2 s）9 在逆流操作的吸收塔中，于101.33kP

6、a ,25 C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 =5.52 XlkPao若吸收剂为最小理论用量的12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：V min X x2丫 0.02041 2%丫 0.0011 0.1%X2 0mm ,E 5.52 104kpa, p 101.33kpa mD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40 C下进入塔底，体积流量

7、为0.556m %，空塔气速为1.2m/s。吸收剂用量为最小用量的11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:P 101.33kpa yi0.1 Vs 0.556m3 / s5 u 1.2m / s, L11 Lmin , A 95%, Kya0.1112kmol /（m3 s）,Y 2.6X求：D禾口 Z（”塔径:Vs42U 768m（2）填料层高度Z：Yi1 yiO.11115Y2（1a） 0.0056, X2 05m2.6当X2 0时，v .v

8、min1.1 -2.72min脱吸因数：SLo956气相总传质单元数:N OGln（1Y2 丫.13.72气相总传质单元高度：H 亠 V詁og rnKya Kya101330 0.556 （1 0.1）8.315 3130.3810.1112 1000 0.76824填料层高度:Z Hog Ng 13.72 0.3855.23m14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300 K,压强10133kPa，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（H 2S）/km

9、ol（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/（m 2 s），气相体积吸收总系数为.000395 kmol/（m 3 s kPa）。求所 需填料层高度。yi 2.91%, a 99%,T 300K, P 101.33kpa,Y* 2X,Xa 0,Xi 0.013,V 0.015kmol / （rri2S）,Kya/P 0.000395kmol 血 s kpa）Z丫 1 一 0.02997, Y 2 Y 1 （1a） 0.0003101.325 0.000395 0.04003kmol / （m3s）H og 一 0.3747又： Ym 丄4 4 6 舗4丛In3

10、 丫 2丫2N OG 丄1 工2 20.88填料层高度：Z H ognog 7.82 m15有一吸收塔，填料层高度为3m，操作压强为101.33kpa 温度为20 C,用清水吸收混于空气中的氨。混合气质量流速 G=580 kg /（m3 h），含氨6% （体积），2吸收率为99% ;水的质量流速W=770 kg /（m h）。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08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。

11、已知：3Z3m, P 101 33kpa,t 20 C, X2 0,G 580kg/（m h）, yi 6%, a 99%W 770kg/（m2 h）,Y0.9X, KGa G0-8求:（1） P 2P 时，Z ?（2） W* 2W 时，Z？（3）G2G 时，Z？ -0.06383,Y2 Y,（1a） 0.00063831 W混合气的平均摩尔质量:M 0.06 1729 0.94 28.28根据物料衡算:002850.04770 v 580 Xi 0.06 0.99 Xi18*28.28g mV 0.9 580 0.094 18g , 28.8 770（1）操作压强增加一倍:Pf2PPfm /

12、m E 0.5S巴 0.5S* 0.5 S 0.02Nog尹”S）厂0.799SaPKoa P1H曲0.5KYaPdaOG1.198mZ_ Hg则：Nd 0.3994 Z* 0.3994 3户H N（2）液体流量增大一倍:sL* 2L,由物料衡算得：Xi* 0.5Xi,2 0.5S1 1 in （1 b ） b*1 S 1a- 1 1 In （1 S） S 0.799N og IS * A而总传质单元高度不变，所以:0.7987 Z 0.7987 3 2.396m（3）当气怀:流量增大一倍：G 2G,由物料衡算得：X, 2Xb2 21 1 SNOG1 1In （1 S） S1 s 1a aa

13、4.61 1 In （1 S） S1 S 1aHOGH OGV*KV 228 0.574KyaZ* NogZNog刖：zH OG N OG02 OG 9 7f 9 Q 7 Q9mH N16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15倍，气相总传质单元高度Hog 1.11 m,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 kya G0-7 （ 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？