化工原理 吸收课后答案
化工原理-吸收课后答案
NA
DP RTZPBm
( PA1
PA2 )
DP RTZ
ln
PB 2 PB1
2.6105 101.33 8.314 293 5103
ln 101.33 101.33 2.3346
5.03106 kmol /(m2 s)
4
故液面下降速度:
d N A M A 5.03106 18 9.07 108 m / s
0.556 /1.2 0.463m2 塔径：
D 4 0.463 0.77m
又知：V 0.556 273 0.9 0.0195kmol / s 22.4 273 40
则：
HG
V KYa
0.0195 0.1112 0.463
0.38m
塔上填料层高度：
Z HG NG 0.3813.8 5.23m 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Y * 26.7 X 。试求:
(1)若取用水量为最小用量的 15 倍,用水量应为多少? (2)在上述条件下,用图解法求所需理论塔板数; (3)如仍用(2)中求出的理论板数,而要求回收率从 95%提高到 98%,用水量应
8
增加到多少?
解：
（1）求用水量：
Y1
0.10 1 0.10
0.1111
Y2 0.1111 (1 0.95) 0.00556
DNH3
17 29 101.33 (25.8)1/3 (29.9)1/3
10614 105 m2 / s
(2)同理求得
化工原理课后习题答案6气体吸收
第6章气体吸收1）总压100 ，温度25C 的空气与水长时间接触，水中的’的浓度为多少?分别用摩尔浓度和摩尔分率表示。
空气中的体积百分率为0.79。
解：将空气看作理想气体：y=0.79 p*=yp=79kPa 查表得 E=8.76X i05kPa6x p*/E 10H= /(EMS) 1000/(8.76 105 18)6.342 10 6kmoL/(kN.m)C=p*H=79 0.342 X0-5=5.01 X0-4kmol/m 32）已知常压、25T 下某体系的平衡关系符合亨利定律， 亨利系数E 为」… 大气压，溶质A 的分压为0.54大气压的混合气体分别与三种溶液接触： ①溶 质A 浓度为'：，f的水溶液；②溶质A 浓度为门八的水溶液； ③溶质A 浓度为的水溶液。
试求上述三种情况下溶质 A 在二相 间的转移方向。
0.001 x2 ------------ 31 10180.003x 3---- 31 10 "8解: E=0.15X 104atm ，p=0.054atm ， E015 P0.021 103/18X 1 104 3.6 10 • y 1 mx 1 0.054 P=1atm, y=p/P=0.054y 1 •••平衡 18 10 0.027y 2•••气相转移至液相54 10• y 3 mx30.08 1 y3P=3atm y=0.054 … yE=0.15X 104atm•••液相转移至气相4m=E/P=0.05X 10X4=X3=5.4X 10-5• y 4 mx4 0.027 • y y y4 0 •••气相转移至液相3）某气、液逆流的吸收塔，以清水吸收空气〜硫化氢混合气中的硫化氢。
总压为1大气压。
已知塔底气相中含 "一「- 1.5% （摩尔分率），水中含 "八的浓度为-- !.■（摩尔分率）。
试求塔底温度分别为5C及30E时的吸收过程推动力。
化工原理吸收课后习题及答案
相组成的换算【5-1】 空气和CQ 的混合气体中，CQ 的体积分数为20%求其摩尔分数y 和摩尔比Y 各为多解 因摩尔分数=体积分数，y 0.2摩尔分数x 0.0105或 X 021061 x 1 0.0105【5-3】进入吸收器的混合气体中， NH 的体积分数为10%吸收率为 90%求离开吸收器时 NH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 的摩尔分数y 0.1 W 0.1 Y 1 1 0.1111 y 1 0.1吸收器出口混合气中 NH 的摩尔比为少？时, 摩尔比 丫 —1 y 【5-2 】20 C 的 l00g 0251 0.2水中溶解IgNH s NH 在溶液中的组成用摩尔分数 x 、浓度c 及摩尔比X 表示各为多少?解摩尔分数x 1/17 1/17 100/18=0'0105浓度c 的计算20C, 溶液的密度用水的密度998.2 kg / m 3 代替。
溶液中NH 的量为 31 10 /17kmol 溶液的体积 101 10 3 / 998.2 m 33 1 10 /1733 ----------------- =0 281kmol/ mV 101 10 3/ 998.2［、. s998 23或 c -x .02105 0.582kmoJ/m 3M s18NH 与水的摩尔比的计算溶液中NH 的浓度c 摩尔比 摩尔分数y 2 ~^= 0.01110.010981 Y2 1 0.0111【5-4】l00g 水中溶解lg NH 3，查得 气液相平衡20C 时溶液上方 NH 3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kmol/(m 3 kPa)]和相平衡常数总压为100kPa 。
1/17解液相中NH 3的摩尔分数x 1/17 100/18-溶解多少克氧？已知 10C 时氧在水中的溶解度表达式为 衡分压，单位为kPa ; x 为溶液中氧的摩尔分数。
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()()6.4310321.141011.4118()()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。
化工原理答案第五章吸收
第五章 吸收相组成的换算【5-1】 空气与2的混合气体中，2的体积分数为20%，求其摩尔分数y 与摩尔比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3, 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3的量为/311017n kmol -=⨯溶液的体积 /.33101109982 V m -=⨯ 溶液中3的浓度//.33311017==0．581／101109982n c kmol m V --⨯=⨯ 或. 3998200105058218s sc x kmol m M ρ==⨯=．．／ 3及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，3的体积分数为10%，吸收率为90%，求离开吸收器时3的组成，以摩尔比Y 与摩尔分数y 表示。
吸收率的定义为解 原料气中3的摩尔分数0.1y = 摩尔比 (11101)01111101y Y y ===-- 吸收器出口混合气中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798。
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 ⋅]与相平衡常数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 kPa ＝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 kmol m kPa ===⋅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？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。
化工原理课后习题答案6气体吸收
第6章气体吸收1）总压100 ，温度25C 的空气与水长时间接触，水中的’的浓度为多少?分别用摩尔浓度和摩尔分率表示。
空气中的体积百分率为0.79。
解：将空气看作理想气体：y=0.79 p*=yp=79kPa 查表得 E=8.76X i05kPa6x p*/E 10H= /(EMS) 1000/(8.76 105 18)6.342 10 6kmoL/(kN.m)C=p*H=79 0.342 X0-5=5.01 X0-4kmol/m 32）已知常压、25T 下某体系的平衡关系符合亨利定律， 亨利系数E 为」… 大气压，溶质A 的分压为0.54大气压的混合气体分别与三种溶液接触： ①溶 质A 浓度为'：，f的水溶液；②溶质A 浓度为门八的水溶液； ③溶质A 浓度为的水溶液。
试求上述三种情况下溶质 A 在二相 间的转移方向。
0.001 x2 ------------ 31 10180.003x 3---- 31 10 "8解: E=0.15X 104atm ，p=0.054atm ， E015 P0.021 103/18X 1 104 3.6 10 • y 1 mx 1 0.054 P=1atm, y=p/P=0.054y 1 •••平衡 18 10 0.027y 2•••气相转移至液相54 10• y 3 mx30.08 1 y3P=3atm y=0.054 … yE=0.15X 104atm•••液相转移至气相4m=E/P=0.05X 10X4=X3=5.4X 10-5• y 4 mx4 0.027 • y y y4 0 •••气相转移至液相3）某气、液逆流的吸收塔，以清水吸收空气〜硫化氢混合气中的硫化氢。
总压为1大气压。
已知塔底气相中含 "一「- 1.5% （摩尔分率），水中含 "八的浓度为-- !.■（摩尔分率）。
试求塔底温度分别为5C及30E时的吸收过程推动力。
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 kmol -=⨯ 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 kPa ＝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 kmol m kPa ===⋅ 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
化工原理吸收课后答案一、选择题1. 在化工原理中，吸收是指将气体或溶质从气体或液体中分离出来的过程。
以下哪个选项是吸收的基本原理？A. 溶解B. 沉淀C. 蒸馏D. 转化答案：A. 溶解2. 吸收塔是吸收操作的主要设备，以下哪个选项不是吸收塔的主要结构？A. 塔体B. 进口管道C. 出口管道D. 冷却器答案：D. 冷却器3. 吸收剂是吸收操作中用于吸收溶质的物质。
以下哪个选项不是常用的吸收剂？A. 水B. 酒精C. 硫酸答案：C. 硫酸4. 在吸收操作中，溶质的传质速率是影响吸收效果的重要因素。
以下哪个选项不是影响溶质传质速率的因素？A. 温度B. 压力C. 浓度差D. 塔体高度答案：D. 塔体高度5. 吸收操作中，溶质的平均传质系数是描述溶质传质速率的重要参数。
以下哪个选项不是影响平均传质系数的因素？A. 溶质的性质B. 吸收剂的性质C. 温度D. 塔体直径答案：D. 塔体直径二、填空题1. 吸收操作中，溶质的传质速率可以通过__________来表征。
答案：传质通量2. 吸收塔的进口管道通常设置在塔的__________。
3. 吸收操作中，溶质的平均传质系数通常用单位时间内溶质传递的__________来表示。
答案：摩尔数4. 吸收操作中，溶质的传质速率与溶质的浓度差呈__________关系。
答案：正比5. 吸收操作中，增加塔体的高度可以__________溶质的传质速率。
答案：提高三、简答题1. 请简要描述吸收操作的基本原理。
答案：吸收是指将气体或溶质从气体或液体中分离出来的过程。
在吸收操作中，通过将气体或溶质与吸收剂接触，使其发生溶解，从而实现分离的目的。
吸收的基本原理是溶解，即气体或溶质在吸收剂中发生溶解，形成溶液。
溶解的过程是一个物质从一种相转移到另一种相的过程，通过溶解，气体或溶质的分子与吸收剂的分子发生相互作用，从而实现吸收分离。
2. 请简要介绍吸收塔的主要结构。
答案：吸收塔是吸收操作的主要设备，其主要结构包括塔体、进口管道和出口管道。
化工原理吸收课后答案解析
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2226101.330.2121.2821.28 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。
完整版化工原理习题第四部分吸收答案
第四部分气体吸收一、填空题I •物理吸收操作属于传质过程。
理吸收操作是一组分通过另一停滞组分的单向扩散。
2•操作中的吸收塔，若使用液气比小于设计时的最小液气比，则其操作结果是达不到要求的吸收分离效果。
15•吸收因数A在丫-X图上的几何意义是操作线斜率与平衡线斜率之比 ___________ 。
16. 脱吸因数S可表示为mV / L ,吸收因数A可表示为L/ mV ___________ 。
17•脱吸因数S在丫-X图上的几何意义是平衡线斜率与操作线斜率之比。
18. 在逆流解吸塔操作时，若气液入口组成及温度、压力均不变，而气量与液量同比例减少，对液膜控制系统，气体出口组成将增加______________ 。
19. 在逆流解吸塔操作时，若气液入口组成及温度、压力均不变，而气量与液量同比例减少，对液膜控制系统，液体出口组成将 _________ 减少__________ 。
20. 吸收过程物料衡算时的基本假定是：（1）气相中惰性气体不溶于液相；（2）吸收剂不挥发_____________ 。
21. 在气体流量、气体进出口压力和组成不变时，若减少吸收剂用量，则传质推动力将 _______ 减小___________。
22. 在气体流量、气体进出口压力和组成不变时，若减少吸收剂用量，则操作线将靠近平衡线。
23. 在气体流量、气体进出口压力和组成不变时，若减少吸收剂用量，则设备费用将_________ 。
24. 对一定操作条件下的填料塔，如将填料层增高一些，则塔的H OG将不变。
25•对一定操作条件下的填料塔，如将填料层增高一些，则塔的N OG将增加。
26. ______________________________________________________________ 如果一个低浓度气体吸收塔的气相总传质单元数N OG=1，则此塔的进出口浓度差（丫1-丫2）将等于塔内按气相组成表示的平均推动力_____________________________ 。
化工原理答案第五章吸收
第五章 吸收相组成的换算【5-1】 空气和2的混合气体中，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3, 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./39982skg m ρ=代替。
溶液中3的量为 /311017n kmol -=⨯溶液的体积 /.33101109982 V m -=⨯溶液中3的浓度//.33311017==0．581／101109982n c kmol m V --⨯=⨯ 或 . 3998200105058218s sc x kmol m M ρ==⨯=．．／ 3及水的摩尔比的计算//1170010610018X ==． 或 ..00105001061100105x X x ===--． 【5-3】进入吸收器的混合气体中，3的体积分数为10%，吸收率为90%，求离开吸收器时3的组成，以摩尔比Y 和摩尔分数y 表示。
吸收率的定义为122111Y Y Y Y Y η-===-被吸收的溶质量原料气中溶质量解 原料气中3的摩尔分数0.1y = 摩尔比 (11)10101111101y Yy ===-- 吸收器出口混合气中3的摩尔比为 () (2)11109011100111Y Y η=-=-⨯=（）摩尔分数 (22)200111=0010981100111Y yY ==++ 气液相平衡【5-4】 l00g 水中溶解lg 3NH ，查得20℃时溶液上方3NH 的平衡分压为798。
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 。
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。
化工原理答案 第五章 吸收
化工原理答案第五章吸收化工原理答案-第五章--吸收第五章吸收相组成的换算[5-1]在空气和二氧化碳的混合物中，二氧化碳的体积分数为20%。
摩尔分数和摩尔比是多少？解因摩尔分数=体积分数，y?0.2摩尔分数摩尔比y?y0.2??0．251?y1?0.2【5-2】20℃的l00g水中溶解lgnh3,nh3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？溶液摩尔分数x？1/17=0．01051/17?100／18浓度c的计算20℃，溶液的密度用水的密度?s?998.2kg/m3代替。
溶液中nh3的量为n?1?10?3/17kmol溶液的体积v?101?10?3/998.2m3n1？10? 3/17溶液中的NH3浓度C==0.581kmol／m3？3v101？10/998.2或C？？smsx？99.82? 0．010? 计算5.0kmol582/m318nh3与水的摩尔比x？1/17? 0．0106100/18x0.0105??0．01061?x1?0.0105或x?【5-3】进入吸收器的混合气体中，nh3的体积分数为10%，吸收率为90%，求离开吸收器时nh3的组成，以摩尔比y和摩尔分数y表示。
吸收率定义为y被吸收的溶质量y1?y2??1?2原料气中的溶解质量Y10 1？？0.1111? y11？0.1?? 原料气中NH3的摩尔分数y？0.1摩尔比Y1？吸收器出口处混合物中NH3的摩尔比为Y2？(1??) y1？（1?0.9）? 0.111? 零点零一一一摩尔分数y2?y20.0111=?0.010981?y21?0.0111气液相平衡63【5-4】l00g水中溶解lgnh3，查得20℃时溶液上方nh3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kmol/(m3?kpa)]和相平衡常数m。
总压为100kpa。
水解液相中NH3的摩尔分数X？1/17? 零点零一零五1/17?100/18气相中nh3的平衡分压p*＝0.798kpa亨利系数e?p*／x?0.798/0.0105?76n1？10? 3/17液相C中的NH3浓度0.581kmol／m3？3v101？10/998.2溶解度系数h？c/p*？05.81/0.79? 8.0k7m28ol3/（M？液相NH3摩尔分数x？1/17？0.0105）1／17?100/18pak气相的平衡摩尔分数y*?p*／p?07.9／8100相平衡常数m?y*0.798??0.76x100?0.0105或m?e/p?76/100?.076【5-5】空气中氧的体积分数为21%，试求总压为101.325kpa，温度为10℃时，1m3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p*?3.313?106x，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
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333333330.9870.00974101.331170.010*********0.009740.9280.0105NH 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 aO 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。
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。
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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333333330.9870.00974101.331170.010*********0.009740.9280.0105NH 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 aO 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。
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/（m 3·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CO 2。
解:(1).求H 由2H O H EM ρ=求算24351000 2.95510/()1.881018a H O H kmol m kP EM ρ-===⨯⋅⨯⨯ (2)求m51.8810371506.6Em ρ⨯=== (2) 当0.02y =时.100g 水溶解的2CO(3) 2255506.60.0210.1310.13 5.39101.8810CO aCO P kP P x E **-=⨯====⨯⨯ 因x 很小,故可近似认为X x ≈552222422()()445.3910 5.3910()()18()()1.31810()kmol CO kg CO X kmol H O kg H O kg CO kg H O ---⎡⎤⎡⎤=⨯=⨯⨯⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎡⎤=⨯⎢⎥⎣⎦故100克水中溶有220.01318CO gCO4．.在101.33kPa 、0℃下的O 2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O 2的分压分别为13.33kPa 和6.67kPa,又知扩散系数为0.185cm 2/s,试计算下列两种情况下O 2的传递速率,kmol/(m 2·s):(1) O 2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2O 的传递速率122523125523()0.185/ 1.8510/.273101.325.0.221013.33. 6.671.8510(13.33 6.67) 2.7110(/)8.314273210A A A a A a A aA D N P P RTZD cm s m s T K P kP Z cm mP kP P kP N kmol m s -----=-==⨯====⨯==⨯∴=⨯-=⨯⋅⨯⨯⨯（2）2O 通过停滞CO 的扩散速率52123152 1.8510101.33101.33 6.67()ln ln 8.314273210101.3313.333.0110/B A A A Bm B P DP DP N P P RTZP RTZ P kmol m s---⨯⨯-=-==⨯⨯⨯-=⨯⋅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2.60×10-5m 2/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()A 通过停滞组分的扩散。
已知扩散距离（静止空气膜厚度）为3510Z m -=⨯.水层表面的水蒸气分压(20)C 的饱和水蒸气压力为1 2.3346A a P kP =静止空气膜层以外;水蒸气分压为20A P =522.610/.101.33.27320293a D m s P kP T K -=⨯==+=单位面积上单位时间的水分蒸发量为52123162 2.610101.33101.33()ln ln 8.314293510101.33 2.33465.0310/()B A A A Bm B P DP DP N P P RTZP RTZ P kmol m s ---⨯⨯=-==⨯⨯⨯-=⨯⋅故液面下降速度:685.0310189.0710/998.2A A L d N M m s d δθρ--⋅⨯⨯===⨯ 水层蒸干的时间:348510 2.20510 6.125/9.0710h h s h d d θθ--⨯===⨯=⨯ 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(m 2/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2.4知道,空气的分子体积:329.9/B V cm mol =氨的分子体积:325.8/A V cm mol =又知29/.17/B A M g mol M g mol ==则0.101.33a C kP 时,氨在空气中的扩散系数可由Maxwea Gilliland 式计算. 353/21/2521/31/3114.3610(273)()17291061410/101.33(25.8)(29.9)NH D m s --⨯⨯⨯+==⨯⎡⎤⨯+⎣⎦(2)同理求得521.32310/HCl D m s -=⨯7.在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/(m 3·kPa),气膜吸收系数k G =1.55×10-5kmol/(m 2·s·kPa),液膜吸收系数k L =2.08×10-5kmol/(m 2·kmol/m 3)。
试求总吸收系数K G ,并算出气膜阻力在总阻力中所占百分数。
.解:总吸收系数525511 1.12210/()11111.5510 1.955 2.0810G a G C K kmol m s kP k Hk ---===⨯⋅⋅++⨯⨯⨯气膜P 助在点P 助中所占百分数.1/ 1.12272.31/1/ 1.55G G C k k Hk ==+ 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/m 3。
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()A G A A N K P P *=-由上题已求出521.12210/()G a k kmol m s kP -=⨯⋅⋅又知：31.955/()a H kmol m kP =⋅则该截面上气相甲醇的平衡分压为/ 2.11/1.955 1.08.5.A a A a P C H kP P kP *====则55221.12210(5 1.08) 4.410/()0.1583/()A N kmol m s kmol m h --=⨯⨯-=⨯⋅=⋅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H 2S,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VL 及出口液相组成1X 若压强改为1013kPa,其他条件不变,再求VL 手及1X 。
解：（1）求101.33a kP 下，操作液气比及出口液相组成。
41112222 5.5210545101.330.020.0204110.020.0010.001110.001E m P y Y y y Y y X ⨯======--===--= 最小液气比12min 120.02040.001()5180.0204/545Y Y L Y V X m--===- 操作液气比为min 1.2() 1.2518622L L V V=⨯=⨯=出口液相浓度12125()10(0.02040.001) 3.1210622V X X Y Y L-=+-=+⨯-=⨯（2）：求1013a kP 下的操作液气比及出口液组成45.52105451013E m P ⨯=== 则：'12min 120.02040.0001()51.80.0204/5451.251.862.2Y Y L Y V X mL V--===-=⨯= 出口液相组成：11，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0.556m 3/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Ya K 的平均值为0.1112s)kmol/(m 3⋅。
在操作条件下的气液平衡关系为X Y 6.2*=,试求塔径及填料层高度。
解：''41212'1()0(0.02040.001) 3.121062.2V X X Y Y L -=+-=+⨯-=⨯121212min 1211220.10.111110.1(1)0.1111(10.95)0.0055550.0.11110.005555() 2.470.11112.61.1 2.47 2.721()(0.11110.005555)00.03882.722.60.9562.721ln 1G Y Y Y X Y Y L Y V X mL VV X Y Y X L mV S L N S ϕ==-=-=⨯-==--===-=⨯==-+=⨯-+=====- 122210.1111[(1)]ln[(10.956)0.956]13.810.9560.005555Y Y S S Y Y **--+=-⨯+=-- 塔截面积：20.556/1.20.463m Ω==塔径：0.77D m == 又知：0.5562730.90.0195/22.427340V kmol s =⨯⨯=+ 则：0.01950.380.11120.463G Ya V H m K ===Ω⨯ 塔上填料层高度：0.3813.8 5.23G G Z H N m =⋅=⨯=12．在吸收塔中用清水吸收混合气中的SO 2,气体流量为5000m 3(标准)/h,其中SO 2占10%,要求SO 2回收率为95%。