吸收公式、例题、概念题与思考题
化工原理第六章吸收习题答案解析
由于 y*A yA ，所以将发生吸收过程。推动力为
示意图见题 6-3 图。
y 0.03 0.0189 0.0111
题 6-3 图
分析 体会通过改变温度和总压来实现气液之间传质方向的改变 ,即吸收和解 吸。
6-4 氨-空气混合气中含氨(摩尔分数)，在常压和 25℃下用水吸收，过程中不 断移走热量以使吸收在等温下进行。进气量为 1000 m3 ，出口气体中含氨(摩尔 分数)。试求被吸收的氨量(kg)和出口气体的体积(m3) 。
①
p* CO2
cCO2 H CO2
0.01 3.347 104
29.9kPa
推动力
p 20.1kPa（吸收）
②
p* CO2
cCO2 H CO2
0.05 3.347 104
149.4kPa
推动力
p 99.4kPa（解吸）
或者 , 用摩尔分数差表示时
①
由
xCO2
0.01 1000
1.8104
NA
DP RTZ
pA1 pA2 ln pB2 pB1 pB2 pB1
查教材附录水的物理性质得，20℃时水的蒸汽压为。已知条件为：
pA1 101.3kPa, pA2 0kPa, pB2 101.3kPa, pB1 101.3 2.3346 98.97kPa, P pA2 pB2 101.3kPa,
试求这两种情况下 CO2 的传质方向与推动力。 解： 由亨利定律得到
pCO2 50kPa ExC*O2 根据《 化工原理》 教材中表 8-1 查出
ECO2 25℃ 1.66105 kPa
所以可以得到
又因为
x* CO2
3.01104
HCO2 25℃
化工原理课后习题答案第七章吸收习题解答
第七章 吸 收7-1 总压101.3 kPa ，温度25℃时，1000克水中含二氧化硫50克，在此浓度范围内亨利定律适用，通过实验测定其亨利系数E 为4.13 MPa ， 试求该溶液上方二氧化硫的平衡分压和相平衡常数m 。
（溶液密度近似取为1000kg/m 3）解：溶质在液相中的摩尔分数：50640.01391000501864x ==+ 二氧化硫的平衡分压：*34.13100.0139kPa=57.41kPa p Ex ==⨯⨯相平衡常数：634.1310Pa40.77101.310PaE m P ⨯===⨯7-2 在逆流喷淋填料塔中用水进行硫化氢气体的吸收，含硫化氢的混合气进口浓度为5%（质量分数），求填料塔出口水溶液中硫化氢的最大浓度。
已知塔内温度为20℃，压强为1.52×105 Pa ，亨利系数E 为48.9MPa 。
解：相平衡常数为：6548.910321.711.5210E m P ⨯===⨯ 硫化氢的混合气进口摩尔浓度：15340.04305953429y ==+若填料塔出口水溶液中硫化氢达最大浓度，在出口处气液相达平衡，即：41max 0.0430 1.3410321.71y x m -===⨯7-3 分析下列过程是吸收过程还是解吸过程，计算其推动力的大小，并在x - y 图上表示。
（1）含NO 2 0.003(摩尔分率)的水溶液和含NO 2 0.06 (摩尔分率) 的混合气接触，总压为101.3kPa ，T=15℃，已知15℃时，NO 2水溶液的亨利系数E =1.68×102 kPa ；（2）气液组成及温度同（1），总压达200kPa （绝对压强）。
解：（1）相平衡常数为：51311.6810Pa 1.658101.310Pa E m P ⨯===⨯ *1 1.6580.0030.00498y m x ==⨯=由于 *y y >，所以该过程是吸收过程。
化工原理吸收课后问题详解
第二章吸收习题解答1从手册中查得101.33KPa 25C 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/ (m 3 kPa))及相平衡常数 m 。
由 F N H 3已知:F N H / =0.987kP a .相应的溶液浓度C NH 3可用如下方法算出：33以100g 水为基准，因为溶液很稀.故可近似认为其密度与水相同31000kg / m .则:1000CNH30.582=0.590kmol/(m 3kP a)0.98762: 101.33kpa 1OC 时，氧气在水中的溶解度可用 p o2=3.31 X0 x 表示。
式中:P o2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.并取其值为C NH苗"582kmol/m 3PNH 3y NH -mNH 3XNH 3y NH竝二皿"00974 P 101.33XNH170.01051 100 17 18m=74=0.9280.0105 XNH3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0.21 .故 屯 二 Py O =101.33 0.21 = 21.28kRP O2因X O 2值甚小，故可以认为X :- x 即：X O x^2 =6.43 10占3.某混合气体中含有2%（体积）CO 2,其余为空气。
混合气体的温度为30C,总压强 为506.6kPa 。
从手册中查得30C 时C02在水中的亨利系数 E=1.88x105KPa,试求 溶解度系数H （kmol/ （m 3kPa 、））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CO 2。
P解:(1).求H由H=EM HO 求算H 1000 2.955 10，kmol/(m 3kP,)EM H O 1.88 1 051 8 ⑵求m E 1.88 105 m371P 506.6 ⑵当y =0.02时.100g 水溶解的CO 2 F C O/ -506.6 0.02 =10.13kF a ⑶ 眈 10.13 上 x 」 5 =5.39 10E 1.88^10因x 很小,故可近似认为X x二 3.31 106 二 3.31 106 二6.43 10所以:溶解度=驾晋“14廿器O=九4眉盟H 2OX =5.39"0j 沁型]=5.39“0入(兰)段"kmolgO) 18 "kggO)=1.318灯0' ]kg(C°2) [kgMO) 一故100克水中溶有CO 20.01318gCO 24•.在101.33kPa 0C 下的O 2与CO 混合气体中发生稳定的分子扩散过程。
化工原理吸收习题及答案
化工原理吸收习题及答案化工原理吸收习题及答案化工原理是化学工程专业的一门基础课程，主要涉及化学反应原理、物质转化和传递过程等内容。
其中，吸收是一种常见的分离和纯化技术，在化工生产中起到重要作用。
为了帮助学生更好地理解和掌握吸收原理，以下将介绍一些化工原理吸收习题及答案。
习题一：某化工厂需要将氨气从废气中吸收出来，工艺流程如下：氨气从废气中通过气体吸收塔进入吸收液中，吸收液中的氨气通过反应与溶液中的酸发生反应生成盐类。
请回答以下问题：1. 吸收液中的酸应选择什么样的性质？2. 如何选择合适的吸收液浓度？3. 吸收液中酸的浓度越高，吸收效果会如何变化？答案一：1. 吸收液中的酸应选择具有较强酸性的物质，例如硫酸、盐酸等。
这样的酸性物质可以与氨气快速反应生成盐类，实现氨气的吸收。
2. 吸收液的浓度应根据氨气的浓度和吸收效果要求来选择。
一般来说，如果氨气浓度较高，吸收液的浓度也应相应提高，以增加吸收效果。
3. 吸收液中酸的浓度越高，吸收效果会更好。
因为酸浓度越高，氨气与酸反应生成盐类的速率越快，吸收效果也就越好。
习题二：某化工过程中，需要从气体混合物中吸收二氧化硫。
已知气体混合物中的二氧化硫浓度为10%，请回答以下问题：1. 选择合适的吸收液时，应考虑哪些因素？2. 如果吸收液中的溶剂选择不当，会对吸收效果产生什么影响？3. 吸收液中的溶剂浓度选择应如何确定？答案二：1. 在选择合适的吸收液时，应考虑溶剂与待吸收气体的亲和力、反应速率、溶解度等因素。
合适的吸收液应能够与二氧化硫发生反应生成稳定的产物，并且具有较高的溶解度。
2. 如果吸收液中的溶剂选择不当，可能会导致吸收效果不佳甚至无法吸收。
例如，如果溶剂与二氧化硫反应生成的产物不稳定，会导致产物再次分解释放出二氧化硫，从而无法实现吸收的目的。
3. 吸收液中的溶剂浓度选择应根据二氧化硫的浓度和吸收效果要求来确定。
一般来说，如果二氧化硫浓度较高，吸收液的溶剂浓度也应相应提高，以增加吸收效果。
化工原理吸收公式总结
化工原理吸收公式总结化工原理中的吸收可是个相当重要的环节，吸收公式更是解决相关问题的关键钥匙。
咱们今儿就来好好唠唠这些公式。
先来说说亨利定律，这可是吸收过程中的基础。
它表明在一定温度和压强下，气液平衡时，溶质在气相中的分压与溶质在液相中的摩尔分数成正比。
用公式表达就是：p = Ex ，这里的 p 是溶质在气相中的平衡分压，E 是亨利系数，x 是溶质在液相中的摩尔分数。
再瞅瞅气膜吸收速率方程：NA = kg（p - pi），这里的 NA 代表溶质 A 的吸收速率，kg 是气膜吸收系数，p 是气相主体中溶质 A 的分压，pi 是相界面处溶质 A 的分压。
液膜吸收速率方程也不能落下：NA = kl（ci - c），NA 同样是溶质A 的吸收速率，kl 是液膜吸收系数，ci 是相界面处溶质 A 的浓度，c是液相主体中溶质 A 的浓度。
还有总吸收速率方程：NA = Ky（y - yi），Ky 是气相总吸收系数，y 是气相主体中溶质 A 的摩尔比，yi 是相界面处溶质 A 的摩尔比。
给您说个我曾经遇到的事儿，就和这吸收公式有关。
有一次在实验室做吸收实验，我们小组想要研究某种气体在特定溶液中的吸收情况。
一开始，大家都信心满满，觉得按照书上的步骤来肯定没问题。
结果呢，实验数据出来一分析，和预期的相差甚远。
我们几个那叫一个着急，赶紧从头开始排查问题。
最后发现，原来是在计算的时候，把气膜和液膜的吸收系数弄混了，导致整个计算结果都错了。
这可给我们上了深刻的一课，让我们明白了，这些公式可不是随便拿来用的，得搞清楚每个参数的含义和适用条件。
说完这些单个的公式，咱们再聊聊它们之间的关系。
在很多实际问题中，需要综合运用这些公式来求解。
比如说，要确定吸收塔的高度，就得先根据物料衡算求出塔底和塔顶的浓度，再结合吸收速率方程计算出传质单元数，最后才能得出塔高。
还有啊，在使用这些公式的时候，一定要注意单位的统一。
不然，一个不小心，就会得出错误的结果。
吸收例题
【例3-1】 在填料塔中用清水吸收氨与空气的混合气中的氨。
混合气流量为1500标13-⋅h m ，氨所占体积分率为5%，要求氨的回收率达95%。
已知塔内径为0.8m ，填料单位体积有效传质面积3293-⋅=mm a ，吸收系数1121.1---⋅⋅⋅=atmhmkmol K G 。
取吸收剂用量为最少用量的 1.5倍。
该塔在30℃和23.101-⋅m kN 压力下操作，在操作条件下的平衡关系为278.5-⋅=m kN C p e ，试求：（1） 出塔溶液浓度x 1 ；（2） 用平均推动力法求填料层高度Z ； （3） 用吸收因数法求Z 。
首先列出已知条件，并用公式符号和标准单位表达出来。
78.5/1 , m93 , 95.0 6722.41500 , 0.05 , 0 13-2112--⋅⋅=⋅==⋅====kmol kN m H ma hkmol V y x φ此题中：思路就是由所求目标推至已知条件。
（1）求x 1y y VL -=()121211 y y y y y φ-=-=或2121min/5.15.1x m y y y V L V --=⎪⎭⎫⎝⎛= PH M P E m ss⋅⋅==ρ解题过程是由已知到未知。
即求出12x y VL m →→→（2）求Z （平均推动力法）my y y y a K V Z ∆-⋅Ω⋅=21 P a Ka K Gy ⋅=⋅⋅⋅Ω∆∆221,,,,,y V m y y （3）求Z （吸收因数法）⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--⎪⎭⎫ ⎝⎛--⋅Ω⋅=L mV x x y y L mV LmV a K VZ y 21211ln 11按前述计算结果代入即可。
y 2y 11V L解题过程：()()()()()()0105.0025.005.052.41518.4017.305.00025.005.05.15.1 17.33.1011878.51000 0025.005.095.011 12112121211312=-=-==--=--==⋅⨯⋅⋅⋅⨯⋅=⋅⋅==⨯-=-=----y y LV x x m y y y VL mkN kmol kg kmolkN m mkg PH M m y y s sρφ()()mmhmkmol hkmol y y y a K V Z y mx y y y y mx y y y y hm kmol atmmmatm h mkmol P a K aK my m e e G y 29.800748.00025.005.08.043.10267 00748.00025.00167.0ln 0025.00167.0 0025.0 0167.00105.017.305.0 3.102 1931.1 2221312122222111111332112=-⨯⋅⨯⨯⋅⋅⋅=∆-⋅Ω⋅=∴=⎪⎭⎫ ⎝⎛-=∆=-=-=∆=⨯-=-=-=∆⋅⋅=⨯⋅⨯⋅⋅⋅=⋅⋅=---------π()()mL mV mx y mx y L mV L mV a K VZy 29.8897.1352.3304.1518.410025.005.0518.417.31ln 518.417.3118.043.102671ln 11 322221=⨯⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛--⨯⨯⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--⎪⎭⎫ ⎝⎛--⋅Ω⋅=π点评：此题是对吸收章节的全面复习，起码涉及到下面五个重要的知识点。
化工原理——吸收
第六章 吸收【例6-1】 总压为101.325kPa 、温度为20℃时，1000kg 水中溶解15kg NH 3，此时溶液上方气相中NH 3的平衡分压为2.266kPa 。
试求此时之溶解度系数H 、亨利系数E 、相平衡常数m 。
解：首先将此气液相组成换算为y 与x 。
NH 3的摩尔质量为17kg/kmol ，溶液的量为15kg NH 3与1000kg 水之和。
故0156.018/100017/1517/15=+=+==B A A A n n n n n x022403251012662...P p y *A *===436.10156.00224.0*===x y m由式（6-11） E =P ·m =101.325×1.436=145.5kPa或者由式（6-1） 3.1450156.0266.2*===x p E A kPa溶剂水的密度ρs =1000kg/m 3，摩尔质量M s =18kg/kmol ，由式（6-10）计算H382.0183.1451000=⨯=≈s s EM H ρkmol/（m 3·kPa ）H 值也可直接由式6-2算出，溶液中NH 3的浓度为()()869.01000/10001517/15//=+=+==s s A A A A A m m M m Vn c ρkmol/m 3所以 383.0266.2869.0*===A A p c H kmol/（m 3·kPa ）【例6-2】 在20℃及101.325kPa 下CO 2与空气的混合物缓慢地沿Na 2CO 3溶液液面流过，空气不溶于Na 2CO 3溶液。
CO 2透过厚1mm 的静止空气层扩散到Na 2CO 3溶液中。
气体中CO 2的摩尔分数为0.2。
在Na 2CO 3溶液面上，CO 2被迅速吸收，故相界面上CO 2的浓度极小，可忽略不计。
CO 2在空气中20℃时的扩散系数D 为0.18cm 2/s 。
化工原理第五章吸收课后习题及答案
第五章 吸收相组成的换算【5-1】 空气和CO 2的混合气体中，CO 2的体积分数为20%，求其摩尔分数y 和摩尔比Y 各为多少？ 解 因摩尔分数=体积分数，.02y =摩尔分数 摩尔比 ..020251102y Y y ===--． 【5-2】 20℃的l00g 水中溶解lgNH 3, NH 3在溶液中的组成用摩尔分数x 、浓度c 及摩尔比X 表示时，各为多少？解 摩尔分数//117=0．010*******／18x =+浓度c 的计算20℃，溶液的密度用水的密度./39982s kg m ρ=代替。
溶液中NH 3的量为 /311017n k m ol -=⨯ 溶液的体积 /.33101109982 V m -=⨯溶液中NH 3的浓度//.33311017==0．581／101109982n c kmol m V --⨯=⨯ 或 . 3998200105058218s sc x kmol m M ρ==⨯=．．／ NH 3与水的摩尔比的计算 或 ..00105001061100105x X x ===--． 【5-3】进入吸收器的混合气体中，NH 3的体积分数为10%，吸收率为90%，求离开吸收器时NH 3的组成，以摩尔比Y 和摩尔分数y 表示。
吸收率的定义为解 原料气中NH 3的摩尔分数0.1y = 摩尔比 (11101)01111101y Y y ===-- 吸收器出口混合气中NH 3的摩尔比为 摩尔分数 (22200111)=0010981100111Y y Y ==++ 气液相平衡【5-4】 l00g 水中溶解lg 3 NH ，查得20℃时溶液上方3NH 的平衡分压为798Pa 。
此稀溶液的气液相平衡关系服从亨利定律，试求亨利系数E(单位为kPa )、溶解度系数H[单位为/()3kmol m kPa ⋅]和相平衡常数m 。
总压为100kPa 。
解 液相中3NH 的摩尔分数/.//1170010511710018x ==+气相中3NH 的平衡分压 *.0798 P k P a＝亨利系数 *./.0798*******E p x ===／ 液相中3NH 的浓度 /./.333110170581 101109982n c kmol m V --⨯===⨯／ 溶解度系数 /*./../(3058107980728H c p k m o l m kP a ===⋅液相中3NH 的摩尔分数 //1170010511710018x ==+．／气相的平衡摩尔分数 **.0798100y p p ==／／ 相平衡常数 * (079807610000105)y m x ===⨯ 或 //.76100076m E p === 【5-5】空气中氧的体积分数为21%，试求总压为.101325kPa ，温度为10℃时，31m 水中最大可能溶解多少克氧？已知10℃时氧在水中的溶解度表达式为*.6331310p x =⨯，式中*p 为氧在气相中的平衡分压，单位为kPa x ；为溶液中氧的摩尔分数。
化工原理吸收课后答案解析
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/ (m 3·kPa))及相平衡常数m 。
解: (1) 求H 由33NH NH C P H*=.求算.已知:30.987NH a P kP *=.相应的溶液浓度3NH C 可用如下方法算出:以100g 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31000/kg m .则:333331170.582/100110000.5820.590/()0.987NH NH a NH C kmol m C H kmol m kP P *==+∴===⋅ (2).求m .由333333330.9870.00974101.331170.0105110017180.009740.9280.0105NH NH NH NH NH NH NH NH y m x P y Px y m x ****======+===2: 101.33kpa 、1O ℃时,氧气在水中的溶解度可用p o2=3.31×106x 表示。
式中:P o2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0.21.故222266101.330.2121.2821.28 6.43103.31106 3.3110O O a O O P Py kP P x -==⨯====⨯⨯⨯ 因2O x 值甚小,故可以认为X x ≈ 即:2266.4310O O X x -≈=⨯所以:溶解度6522322()()6.431032 1.141011.4118()()kg O g O kg H O m H O --⎡⎤⨯⨯==⨯=⎢⎥⨯⎣⎦3. 某混合气体中含有2%(体积)CO 2,其余为空气。
吸收作业解答讲诉
第七章吸收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。
已知在此浓度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：液相摩尔分数x = （1/17）/[（1/17）+（100/18）= 0.0105 气相摩尔分数y = 0.987/101.33 = 0.00974由亨利定律y = mx 得m = y/x = 0.00974/0.0105 =0.928液相体积摩尔分数 C = （1/17）/（101×10-3/103）= 0.5824×103 mol/m3由亨利定律P = C/H 得H = C/P =0.5824/0.987= 0.590 kmol/(m3·kPa)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CO2在水中的亨利系数E = 1.88×105 kPa，试求溶解度系数H kmol/(m3·kPa) 及相平衡常数m，并计算每100g与该气体相平衡的水中溶有多少gCO2。
解：H =ρ/18E = 103/（18×1.88×105）= 2.955×10-4kmol/(m3·kPa) 由题意y = 0.02，m = E/P总= 1.88×105/506.6 = 0.37×103根据亨利定律y = mx 得x = y/m = 0.02/0.37×103 = 0.000054即每100g与该气体相平衡的水中溶有CO20.000054×44×100/18 = 0.0132 g7.在101.33kPa，27℃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，平衡关系服从亨利定律。
化工原理吸收课后答案
化工原理吸收课后答案一、简答题1. 请简要说明吸收的定义和作用。
吸收是指气体或液体通过接触物质表面，被物质吸附或溶解的过程。
在化工领域中，吸收主要用于分离和回收有害气体、液体或固体颗粒，以及用于提纯和浓缩溶液。
2. 请列举吸收的主要应用领域。
吸收在化工工艺中具有广泛的应用，主要包括以下领域：- 烟气脱硫：用于去除燃煤电厂和工业炉窑排放的二氧化硫；- 气体分离：用于分离和回收石油、天然气中的有害气体，如二氧化碳和硫化氢；- 溶剂回收：用于回收有机溶剂，减少废物产生和环境污染；- 污水处理：用于去除废水中的有害物质，如重金属离子和有机污染物；- 酸碱中和：用于调节溶液的酸碱性质，实现中和反应。
3. 请简述吸收过程的基本原理。
吸收过程的基本原理可以归纳为质量传递和相互作用两个方面：- 质量传递：指气体或液体在吸收剂中的传质过程。
质量传递可以通过对流、扩散和反应等方式进行，其中扩散是主要的传质机制。
- 相互作用：指吸收剂与被吸收物质之间的相互作用。
这些相互作用包括物理吸附、化学吸附、化学反应等，根据吸附剂和被吸附物质的性质不同，相互作用方式也有所不同。
4. 请简述吸收塔的基本构造和工作原理。
吸收塔是用于进行气体吸收的设备，其基本构造包括塔壳、填料层和进出口管道等部分。
工作原理如下：- 气体从塔底进入吸收塔，并通过填料层。
填料层的作用是增加气液接触面积，促进质量传递和相互作用。
- 吸收剂从塔顶部分布到填料层上，并与气体接触。
在接触过程中，气体中的有害成分被吸收剂吸附或溶解。
- 吸收后的气体从塔顶部排出，经过处理后得到净化的气体。
- 吸收剂从塔底部收集，经过再生处理后重新循环使用。
5. 请简述吸收过程中的影响因素。
吸收过程中的影响因素主要包括以下几个方面：- 温度：温度的升高可以增加吸收速率，但也可能导致吸收剂的挥发和降低吸附效果。
- 压力：压力的升高可以提高吸收速率，但过高的压力可能导致设备成本增加和操作困难。
化工原理吸收课后答案解析
第二章 吸收习题解答1从手册中查得、25℃时,若100g 水中含氨1g,则此溶液上方的氨气平衡分压为。
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/ (m 3·kPa))及相平衡常数m 。
解: (1)求H 由33NH NH C P H*=.求算.已知:30.987NH a P kP *=.相应的溶液浓度3NH C 可用如下方法算出:以100g 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31000/kg m .则:333331170.582/100110000.5820.590/()0.987NH NH a NH C kmol m C H kmol m kP P *==+∴===⋅ (2).求m .由333333330.9870.00974101.331170.0105110017180.009740.9280.0105NH NH NH NH NH NH NH NH y m x P y Px y m x ****======+===2: 、1O℃时,氧气在水中的溶解度可用p o2=×106x 表示。
式中:P o2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0.21.故222266101.330.2121.2821.28 6.43103.31106 3.3110O O a O O P Py kP P x -==⨯====⨯⨯⨯ 因2O x 值甚小,故可以认为X x ≈ 即:2266.4310O O X x -≈=⨯所以:溶解度6522322()()6.4310321.141011.4118()()kg O g O kg H O m H O --⎡⎤⨯⨯==⨯=⎢⎥⨯⎣⎦3. 某混合气体中含有2%(体积)CO 2,其余为空气。
混合气体的温度为30℃,总压强为。
化工原理气体吸收题目
一．考察传质的推动力（较易）1在一吸收塔内，用含苯为0.5%（摩尔分数，下同）的再生循环洗油逆流吸收煤气中的苯。
进塔煤气中含苯2.5%，要求出塔煤气中含苯不超过0.1%，已知气液平衡方程为x y 065.0*=。
试计算：（1）塔顶处的推动力△y 2和△x 2；（2）塔顶排出煤气中苯的含量最低可降到多少；（3）塔低排出洗油中苯的含量最高可达到多少。
解：（1）△y 2=y 2-y *2=y 2-mx 2=0.001-0.065⨯0.005=0.000675△x 2=222*2x my x x -=- =0104.0005.0065.0001.0=- （2）22*min ,2mx y y ===000325.0005.0065.0=⨯（3）my x x 1*1max ,1== =385.0065.0025.0= 二．亨利定律等的应用（较易）2.在温度为40 ℃、压力为101.3 kPa 的条件下，测得溶液上方氨的平衡分压为15.0 kPa 时，氨在水中的溶解度为76.6 g (NH 3)/1 000 g(H 2O)。
试求在此温度和压力下的亨利系数E 、相平衡常数m 及溶解度系数H 。
解：水溶液中氨的摩尔分数为76.6170.07576.610001718x ==+ 由 *p Ex =亨利系数为*15.0kPa 200.00.075p E x ===kPa 相平衡常数为t 200.0 1.974101.3E m p === 由于氨水的浓度较低，溶液的密度可按纯水的密度计算。
40 ℃时水的密度为992.2ρ=kg/m 3溶解度系数为kPa)kmol/(m 276.0kPa)kmol/(m 180.2002.99233S ⋅=⋅⨯==EM H ρ 三吸收系数的综合应用（中等难度）3. 在某填料塔中用清水逆流吸收混于空气中的甲醇蒸汽。
操作压力为105.0 kPa ，操作温度为25 ℃。
在操作条件下平衡关系符合亨利定律，甲醇在水中的溶解度系数为2.126kmol/(m 3·kPa)。
初一下册,生物书吸收的概念公式
6CO2+6H2O( 光照、酶、叶绿体)→C6H12O6(CH2O)+6O2，二氧化碳+水→(光能，叶绿体)有机物(储存能量)+氧气。
呼吸作用：有机物（储存能量）+氧气——→二氧化碳+水+能量线粒体
蒸腾作用：就是吸了水后蒸发光合作用：
光反应
H20→2H+ 1/2O2（水的光解）
NADP+ + 2e- + H+ → NADPH（递氢）
ADP+Pi→ATP （递能）
暗反应
CO2+C5化合物→C3化合物（二氧化碳的固定）
C3化合物→（CH2O）+ C5化合物（有机物的生成或称为C3的还原）
ATP→ADP+PI（耗能）
呼吸作用
有氧呼吸
有机物（C6H12O6）→2C2H5OH+2CO2+能量 C2H5OH+O2 →（条件：酶）CO2+H2O+能量
无氧呼吸
有机物（C6H12O6）→2C2H5OH+2CO2+能量 2C2H5OH→
2C2H5OH(酒精）+能量（酒精呼吸）
（C6H12O6）→2C3H6O3(乳酸）+能量(乳酸呼吸）
1.光反应阶段：光合作用第一个阶段中的化学反应，必须有光能才能进行，这个阶段叫做光反应阶段。
光反应阶段的化学反应是在叶绿体内的类囊体上进行的。
2.暗反应阶段：光合作用第二个阶段中的化学反应，没有光能也可以进行，这个阶段叫做暗反应阶段。
暗反应阶段中的化学反应是在叶绿体内的基质中进行的。
光反应阶段和暗反应阶段是一个整体，在光合作用的过程中，二者是紧密联系、缺一不可的。
化工原理下2-4吸收计算
Z＝H OG N OG
设填料高度恰等于一个传质单元高度
Z＝H OG
dY 即 NOG＝ 1 过程推动力（Y Y *） Y2 Y Y * 平均推动力（Y Y *）代入 m Y1 dY 则：N OG＝ 1 * Y2 (Y Y ) m Y1 Y1 Y2 1 即：N OG＝ * Y2 dY (Y Y * )m ＝1 (Y Y ) m
dY 令NOG＝ Y2 Y Y *
Y1
——气相总传质单元数
Z＝H OG N OG
X1 L dX Z K X a X 2 X * X L 令H OL＝ ， K X a
——液相总传质单元高度
令NOL＝
X1
X2
dX * X X
——液相总传质单元数
Z＝H OL N OL
填料高度＝传质单元高度×传质单元数
HOG 一定 NOG
～ Z ～ 吸收分离的难度
NOG 是反映吸收分离难易程度的因数，NOG 越 大，吸收分离的难度越大。
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（3）传质单元高度的影响因素
V H OG＝ K Y a
与 V/ Ω、KYa（反映传质阻力、填料性能、润 湿情况等）有关
对每种填料而言，传质单元高度变化不大，查有 关资料或经验公式计算
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对微元作物料衡算，单位时间内传质的量为:
VdY=LdX (Kmol/s)
V,Y2
L,X2
微元内，认为NA(Kmol.m-2.s-1) 不变（沿塔高，浓度变化，NA 变化），由传质速率计算单位 时间内微元传质的量为:
NA dA = NA(aΩdZ) 其中 NA＝KY(Y-Y*)＝KX(X*-X)
Y
（4）传质单元数的影响因素
反应吸收过程的难易程度： • 任务所要求的气体浓度变化（Y1-Y2） • 过程的推动力（Y-Y*)
吸收例题
吸收：例1、在 20℃，1atm 下，用清水分离氨-空气的混合气体，混合气体中氨的分压为 1330Pa ，经吸收后氨的分压降为 7 Pa ，混合气体的处理量为 1020 kg/h ，操作条件下平衡关系为 Y = 0.755X 。
若适宜的吸收剂用量为最小用量的2倍，求所需吸收剂用量及离塔氨水的浓度。
解：q nG q nG =?min nGnLnG nL e5)q q 2(q q 0.755X,Y 1020kg/h,Q 7Pa,p 1330Pa,p Pa,101.013P 0,x =====⨯==m 2125222111221110910.610133.01--⨯=-==-=⨯=⨯===⨯==∴y y Y y y Y 555106.910101.0137P p y 0.01313101.0131330P p y kg/h 9kmol/h 5)1.502 1.5020106.9100.01332 Y m Y Y Y 2X Y Y 2)2(kmol/h 34.900.01313)(1290.01313171020)y 1M y M Q M Q L 5e ,min L L 11vm,v m,G 96.3072.11(502.1q q 755.0/0133.0q q q q q 1nG n 21212121nG n nG n n ==-⨯==∴=-⨯-⋅=--⋅=--⋅==∴=-⨯+⨯=-+==-y G X (空气氨33-s s 35L L kmol/m 0.4842108.809118998.2X 1X M x c 108.80901.502106.9100.0133X )Y (Y X )X (X )Y (Y =⨯+⨯⋅=+⋅=⋅=⨯=+⨯-=+-=∴-=---- 31111221n nG121n 21nG 10809.8ρq q q q M c例2、含苯2%（摩尔分率，下同）的煤气用平均分子量为260的洗油在一填料塔中做逆流吸收以回收其中的苯，要求苯的回收率达到95％，煤气的流率为1200kmol/h 。
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一、气体吸收过程的数学描述（一）摩尔比与摩尔分率的变换xx X X X x yy Y Y Y y -=+=-=+=1111 （二）气体溶解与亨利定律混合气体在吸收剂中的溶解度与吸收的温度、压力和混合气体的组成有关，对于难溶气体或低浓度气对于难溶气体或低浓度气体，各系数之间存在如下关系：（三）分子扩散的传质速率方程1. 等摩尔相互扩散 气相内 )(21A A G ABA p p RT D N -=δ 液相内 )(21A A LABA c c D N -=δ2. 一组分通过另一停滞组分的扩散 气相内 )/l n ()]/()ln[()()()(12121212B 21B B B B B A t A t A t A t m A A mtG AB A p p p p p p p p p p p p p p p p p RT D N -=-----=-=δ液相内 )/l n ()]/()ln[()()()(12121212B 21B B B B B A t A t A t A t m A A mtL AB A c c c c c C c C c C c C c c c c C D N -=-----=-=δ（四）定态下的对流传质速率方程气相内 )(i tG A p p p D N -'=（六）吸收塔的操作线方程全塔物料衡算 )()(2121X X L Y Y G -'=-' （G ’、L ’分别为惰性气体和吸收剂的摩尔流率，kmol/h ） 吸收率 121211)(Y YY G Y Y G -='-'=φ逆流吸收操作线 22)(Y X X G L Y +-''=并流吸收操作线 11)(Y X X G L Y +-''-=吸收操作的最小液气比 2*121m i n X X Y Y G L --=⎪⎭⎫⎝⎛'' 适宜的液气比 min)0.2~1.1(L L '=' （七）填料层高度计算的通用表达式⎰⎰⎰⎰--'-=--'-=--'-=--'-=**12121212))(1()1())(1()1())(1()1())(1()1(x x i xm y y i y m x x xm y y y m x x x a k dxx G H y y y a k dyy G H x x x a K dxx G H y y y a K dyy G H式中：y k '和xk '为等摩尔相互扩散（即漂流因数等于1）时的膜传质系数。
（八）低浓度气体吸收的传质单元高度、传质单元数与填料层高度表达式因 11≈-y ，1)1(≈-m y ，G y G G '≈-'=)1(，L x L L '≈-'=)1(，漂流因子1≈，吸收传质系数近似为常数，且相平衡关系满足亨利定律，所以有：OLOL OG OG x x OLx OLx x Xy y OG y OG y y y N H N H H xx dxN a K L H xx dx a K L H y y dy N a K G H y y dy a K G H ==-='=⇒-'=-='=⇒-'=⎰⎰⎰⎰****12121212ΩΩΩΩL L G G x x i Lx L x x i xy y i G y G y y i y N H N H H xx dxN a k L H xx dx a k L H y y dy N a k G H y y dy a k G H ==-='=⇒-'=-='=⇒-'=⎰⎰⎰⎰12121212ΩΩΩΩ⎩⎨⎧=+=H LmG S SH H H OL L G OG /⎧=OL OG SH H ⎧=OLOG AN N （九）高浓度气体吸收的填料层高度表达式⎰⎰--'-=--'-=1212))(1()1())(1()1(x x ix m y y i y m x x x a k dxx G H y y y a k dyy G H⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=='-'=-==t G GG t y mym G G m t G G y p RT D k p k y k y RT D p p RT D k δδδ)1()1(1B⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=='-'=-==t L L L t x mx m L L m t L L x C D k C k x k x D C C D k δδδ)1()1(1B 对于高浓度气体吸收，其相平衡关系一般不服从亨利定律，吸收过程的热效应也常常不能被忽略，且传质系数随气液相组成的变化而沿塔截面变化，因此其填料层高度的计算，一般采用数值积分法，亦可近似采用传质单元数的简化计算方法计算，在作积分时，常用到辛普森（Simpson ）公式[])(4)(2)(313124202112--*+++++++++-=-⎰n n n Y Y f f f f f f f f n Y Y Y Y dY（十）传质单元数的计算传质单元数的计算方法有对数平均推动力法、数学解析法（或吸收因素法）、数值积分法和梯级图解（十一）低浓度气体吸收与解析的理论板数的计算操作线和平衡线均为直线时 吸收板式塔的理论级数 ⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎪⎭⎫ ⎝⎛---=A A mX Y mX Y A N T 111ln ln 12221 解吸塔的传质单元数 ()⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛----=A m Y X m Y X A A N OL //1ln 111112 解吸塔的理论塔板数 ()⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛----=A m Y X m Y X A A N T //1ln )1ln(11112 （十二）吸收传质系数准数关联式的计算二、吸收例题解析[例一] 相平衡对传质推动力的影响吸收塔某截面的气、液两相浓度各为01.0,05.0==x y （皆为摩尔分数），在一定温度下，气、液平衡关系为x y 2=*，已知气、液两侧的体积传质系数s)6kmol/(m 02.03⋅==a k a k x y ，试求： （1）该截面的两相传质总推动力，传质总阻力，传质速率及推动力在气液两侧的分配；（2）若降低吸收剂的温度，使相平衡关系变为x y 4.0=*，假设两相浓度及传质系数保持不变，传质总推动力，传质总阻力，传质速率及推动力在气液两侧的分配有何变化？ [解]：（1）传质总推动力以气相浓度差表示：03.001.0205.0=⨯-=-=mx y y ∆ 以液相浓度差表示：015.001.02/05.0=-=-=*x x x ∆ 或者： 015.02/03.0/===m y x ∆∆ 传质总阻力与总传质系数 与气相总推动力对应：s/kmol .4m 115026.02026.01113⋅=+=+=a k m a k a K x y y s)7kmol/(m 0086.03⋅=a K y与液相总推动力对应：s /k m o l 57.7m 2026.01026.011113⋅=⨯+=+=am k a k a K y x x s)73kmol/(m 01.03⋅=a K x或者 s)/(m 0.0173kmol 200867.03⋅=⨯==am K a K y x 传质速率)s kmol/(m 102.6003.000867.034⋅⨯=⨯==-y a K N y A ∆或者 s)kmol/(m 1060.2015.00173.034⋅⨯=⨯==-x a K N x A ∆推动力与阻力的分配5.0026.0/2026.0/1//1===--*a k m a k y y y y x y i i5.0026.0/1)2026.0/(1/1/1=⨯==--*a k am k x x x x x y i i 计算结果表明：当平衡常数0.2=m 时，液相阻力占总阻力的2/3，相应地，总阻力的2/3用于液相传质。
（2）传质总阻力以气相浓度差表示：046.001.04.005.0=⨯-=-=mx y y ∆ 以液相浓度差表示：115.001.04.0/05.0=-=-=*x x x ∆ 或者： 115.04.0/046.0/===m y x ∆∆ 传质总阻力与总传质系数 与气相总推动力对应：s/kmol 53.8m 026.04.0026.01113⋅=+=+=a k m a k a K x y ys)6kmol/(m 018.03⋅=a K y与液相总推动力对应：s/kmol 134.6m 4.0026.01026.011113⋅=⨯+=+=am k a k a K y x x s)3kmol/(m 0074.03⋅=a K x或者 )s m 0743kmol/(0.04.000186.03⋅=⨯==am K a K y x 传质速率)s kmol/(m 1055.8046.00186.034⋅⨯=⨯==-y a K N y A ∆或者 s)kmol/(m 108.55115.000743.034⋅⨯=⨯==-x a K N x A ∆ 推动力与阻力的分配5.2026.0/4.0026.0/1//1===--*a k m a k y y y y x y i i5.2026.0/1)4.0026.0/(1/1/1=⨯==--*a k am k x x x x x y i i 显然，当吸收剂温度降低后，液相阻力大幅度减小，气相阻力a k y /1的绝对值虽未改变，但在总阻力中所占比例相对增大而成为主要阻力。
相应地，总推动力的大部分用于气相传质。
可以看出，相平衡关系对传质总推动力、传质总阻力及其分配有重要影响，这一点是吸收过程与传热过程的重要不同之处，应引起重视。
[例二] 吸收剂用量对吸收效果的影响用纯水逆流吸收气体混合物中的SO 2（其余组分可视为惰性组分），混合物中SO 2的初始浓度为5%（体积%），在操作条件下相平衡关系为x y 0.5=，试分别计算液气比为4与6时气体的极限出口浓度。
[解]：当填料塔为无限高时，气体出口浓度达极限值，此时操作线与平衡线相交。
对于逆流操作，操作线与平衡线交点位置取决于液气比与相平衡常数m 的相对大小。
当4/=G L （即m G L </）时，操作线与平衡线相交于塔底，由相平衡关系可计算液体出口的最大浓度：01.05/05.0/1max 1===m y x由物料衡算关系可以求得气体的极限出口浓度： ()()01.0)001.0(405.0/211max 2=--=--=x x G L y y 当6/=G L （即m G L >/）时，操作线与平衡线相交于塔顶，由相平衡关系可计算气体极限出口浓度： 02max 2==mx y由物料衡算关系可以求得液体的出口浓度： ()00833.06/05.0/max 2121==-+=y y L G x x从以上计算结果可知：当m G L </时，气体的极限浓度随G L /增大而减小；当m G L >/时，气体的极限浓度只决定于吸收剂初始浓度而与吸收剂用量无关。