第三章吸收练习题及答案教材

作业题P107

1题

解：(1)已知CO 2在水中溶解度0.878m 3（标米）/ m 3即0.0392kmol/ m 3。 CO 2在水中溶解符合亨利定律：p A *=Ex A

对CO 2：p A *=0.1013MPa ；00071.06.55/0392.018/10000392.00392.0==+=A x 代入上式：亨利系数E= p A */x A =0.1013/0.00071=142.68MPa 溶解度系数13389.068

.142181000.--⋅⋅=⨯==Pa m kmol E Ms H ρ 相平衡常数m=E/p=142.68/0.1013=1408.5

(2) 因为 p A *=Ex A

故此条件下CO 2平衡浓度x A = p A */ E=(0.1013x30%)/142.68=0.0002 而体系浓度为：0.66kg/m 3即x A =(0.66/44)/( 0.66/44+1000/18)=0.00027

体系不能进行吸收过程。

2题

解：已知环氧乙烷—水体系 E=453.82kPa ；p A *=101.3x0.738%=0.748 kPa 平衡浓度x A = p A */ E=0.748/453.82=0.00165

18

/100m +=m x A 解得m=0.0092mol ；(或)=0.404g

3题

解：氨—水体系

已知可依据双膜理论得：N A =k y A(y-y i ) (1)

N A =k x A(x i -x) (2)

y *=mx (3)

由H=640.7kmol ·m -3·MPa -1 得MPa H Ms E 0867.07

.640181000.=⨯==ρ m=E/p=0.0867/0.1=0.867

令N A =k x A(y i /m-y/m) (4)

(1) 与（4）联立得

N A =(x

y k m +k 11

) A (y-y *) 令x y k m +k 11=K y

则K y =12mol 268.0165

.057.3125.5867.00.2811

--⋅⋅=+=+s m 液膜阻力/总阻力=0.165/(0.165+3.57)=4.42%;

气膜阻力/总阻力=3.57/(0.165+3.57)=95.58%

4题

解依题意: 1364.012

.0112.01111=-=-=y y Y 3121045.5)96.01(1364.0)1(-⨯=-⨯=-=ϕY Y

混合气体流量=360m 3(标准)/h=360/(3600x22.4)=0.00446kmol/s

惰性气体流量=0.00446x(1-12%)kmol/s=0.00393kmol/s

02=X

由H=11.45kmol ·m -3·MPa -1

得MPa H Ms E 852.445

.11181000.=⨯==ρ m=E/p=4.852/0.1013=47.9

最小液气比469.471364.000545.01364.02121=-=--=X m

Y Y Y V L M 适宜液气比

000545.01364.05.14612121--=--=⨯=X X X Y Y V L 由此解得塔底水溶液浓度X 1=0.0019

实际水用量L=69x0.00393kmol/s=0.271kmol/s

5题

解 丙酮-空气体系

依题意: 064.006

.0106.01111=-=-=y y Y 3121028.1)98.01(064.0)1(-⨯=-⨯=-=ϕY Y

02=X

0234.01=X

混合气体流量=1400m 3(标准)/h=1400/(3600x22.4)=0.0174kmol/s

惰性气体流量=0.0174x(1-6%)kmol/s=0.01632kmol/s

液气比68.20

0234.000128.0064.02121=--=--=X X Y Y V L

L=2.68x0.01632kmol/s=0.0437kmol/s

气液平衡关系Y *=mX 即Y *=1.68X

则

0393.00234.068.111=⨯==*mX Y

022==*mX Y

平均推动力

()()()()0079.000128.00393.0064.0ln 000128.00393.0064.0ln 22112211=----=-----=∆*

***Y Y Y Y Y Y Y Y Y m 气相传质单元数94.700795.000128.0064.021=-=∆-=

m OG Y Y Y N 6题

解：三乙醇胺水溶液—H 2S 体系

03.01=Y

312103)9.01(03.0)1(-⨯=-⨯=-=ϕY Y

气液平衡关系Y *=mX 即Y *=2X

02=X

013.01=X

则

026.0013.0211=⨯==*mX Y

022==*mX Y

惰性气体流量=40kmol/h=0.011kmol/s

空塔气速v=0.34m/s ；K Y a=0.036 kmol ·m -3·s -1

混合气体可按标气处理V 混=（0.011 x 22.4）/（1-0.03/(1+0.03)）=0.2538m 3/s

(1)塔径：m v V D 975.034

.014.32538.044=⨯⨯==

π (2) 平均推动力 ()()

()()00347.0003.0026.003.0ln 0003.0026.003.0ln 22112211=----=-----=∆****Y Y Y Y Y Y Y Y Y m