化工原理答案-吸收习题参考答案-153
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第七章吸收习题解答
化工原理课后习题答案第七章吸收习题解答(总18页)-本页仅作为预览文档封面，使用时请删除本页-第七章 吸 收7-1 总压 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 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×105 Pa ，亨利系数E 为。
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 (摩尔分率)的水溶液和含NO 2 (摩尔分率) 的混合气接触，总压为，T=15℃，已知15℃时，NO 2水溶液的亨利系数E =×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：5131 1.6810Pa1.658101.310Pa E m P ⨯===⨯ *1 1.6580.0030.00498y m x ==⨯=由于 *y y >，所以该过程是吸收过程。
化工原理吸收习题及答案
吸收一章习题及答案一、填空题1、用气相浓度△y为推动力的传质速率方程有两种，以传质分系数表达的速率方程为____________________，以传质总系数表达的速率方程为___________________________。
N A = k y (y-y i) N A = K y (y-y e)2、吸收速度取决于_______________，因此，要提高气－液两流体相对运动速率，可以_______________来增大吸收速率。
双膜的扩散速率减少气膜、液膜厚度3、由于吸收过程气相中的溶质分压总_________ 液相中溶质的平衡分压，所以吸收操作线总是在平衡线的_________。
增加吸收剂用量，操作线的斜率_________，则操作线向_________平衡线的方向偏移，吸收过程推动力（y－y e）_________。
大于上方增大远离增大4、用清水吸收空气与A的混合气中的溶质A，物系的相平衡常数m=2，入塔气体浓度y = 0.06，要求出塔气体浓度y2 = 0.006，则最小液气比为_________。
1.805、在气体流量，气相进出口组成和液相进口组成不变时，若减少吸收剂用量，则传质推动力将_________，操作线将_________平衡线。
减少靠近6、某气体用水吸收时，在一定浓度范围内，其气液平衡线和操作线均为直线，其平衡线的斜率可用_________常数表示，而操作线的斜率可用_________表示。
相平衡液气比7、对一定操作条件下的填料吸收塔，如将塔料层增高一些，则塔的H OG将_________，N OG将_________ (增加，减少，不变)。
不变增加8、吸收剂用量增加，操作线斜率_________，吸收推动力_________。
（增大，减小，不变）增大增大9、计算吸收塔的填料层高度，必须运用如下三个方面的知识关联计算：_________、_________、_________。
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333333330.9870.00974101.331170.0105110017180.009740.9280.0105NH 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。
化工原理-吸收课后答案
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333333330.9870.00974101.331170.0105110017180.009740.9280.0105NH 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。
混合⽓体的温度为30℃,总压强为506.6kPa 。
化工原理吸收课后习题及答案
化工原理吸收课后习题及答案The latest revision on November 22, 2020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 。
化工原理_吸收习题与答案
吸收一章习题及答案一、填空题1、用气相浓度△y为推动力的传质速率方程有两种，以传质分系数表达的速率方程为____________________，以传质总系数表达的速率方程为___________________________。
N A = k y (y-y i) N A = K y (y-y e)2、吸收速度取决于_______________，因此，要提高气－液两流体相对运动速率，可以_______________来增大吸收速率。
双膜的扩散速率减少气膜、液膜厚度3、由于吸收过程气相中的溶质分压总 _________ 液相中溶质的平衡分压，所以吸收操作线总是在平衡线的_________。
增加吸收剂用量，操作线的斜率_________，则操作线向_________平衡线的方向偏移，吸收过程推动力（y－y e）_________。
大于上方增大远离增大4、用清水吸收空气与A的混合气中的溶质A，物系的相平衡常数m=2，入塔气体浓度y =0.06，要求出塔气体浓度y2 = 0.006，则最小液气比为_________。
1.805、在气体流量，气相进出口组成和液相进口组成不变时，若减少吸收剂用量，则传质推动力将_________，操作线将_________平衡线。
减少靠近6、某气体用水吸收时，在一定浓度范围内，其气液平衡线和操作线均为直线，其平衡线的斜率可用_________常数表示，而操作线的斜率可用_________表示。
相平衡液气比7、对一定操作条件下的填料吸收塔，如将塔料层增高一些，则塔的H OG将_________，N OG 将_________ (增加，减少，不变)。
不变增加8、吸收剂用量增加，操作线斜率_________，吸收推动力_________。
（增大，减小，不变）增大增大9、计算吸收塔的填料层高度，必须运用如下三个方面的知识关联计算：_________、_________、_________。
化工原理吸收课后答案
化工原理吸收课后答案化工原理吸收是化学工程中的重要环节，它涉及到物质的传质和反应过程，对于理解和掌握吸收过程的基本原理是非常关键的。
在课后习题中，我们可以通过解答问题来加深对吸收原理的理解。
下面，我们将针对一些典型的吸收问题进行解答。
问题一：什么是吸收过程？吸收的基本原理是什么？吸收是指气体或溶质从气相或液相转移到液相或固相的过程。
吸收的基本原理是质量传递过程，即气体或溶质在液相中的传质过程。
在吸收过程中，质量传递是通过物质的扩散和对流来实现的。
扩散是指溶质分子由高浓度区域向低浓度区域的自发移动，而对流是指由于液相的流动而导致溶质分子的传输。
问题二：什么是传质系数？传质系数的大小受哪些因素影响？传质系数是描述溶质在液相中传质速率的参数，通常用D表示。
传质系数的大小受多种因素影响，包括物质的性质、液相的性质、温度、压力等。
物质的性质主要包括溶质的分子大小、溶质与溶剂之间的相互作用力等。
液相的性质主要包括溶剂的粘度、密度等。
温度的升高通常会增大传质系数，而压力的增加对传质系数的影响较小。
问题三：什么是气液平衡？气液平衡的条件是什么？气液平衡是指在吸收过程中，气相和液相之间达到稳定状态的状态。
在气液平衡状态下，气相和液相中溶质的浓度保持恒定，不再发生净传质。
气液平衡的条件是气相和液相之间的化学势相等。
化学势是描述物质自由能变化的物理量，当气相和液相中溶质的化学势相等时，达到气液平衡。
问题四：什么是塔板效应？塔板效应对吸收过程有何影响？塔板效应是指在吸收塔中，气相和液相在不同塔板之间的传质过程。
在吸收塔中，气相和液相通过塔板之间的接触来进行传质，而塔板效应会影响传质的效率。
塔板效应的主要影响因素包括塔板的布置形式、气液流动方式等。
合理设计和选择塔板的布置形式可以提高吸收过程的传质效率。
问题五：什么是溶液的浓度？如何计算溶液的浓度？溶液的浓度是指溶质在溶剂中的含量或浓度的度量。
常用的浓度单位有质量分数、摩尔分数、体积分数等。
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。
化工原理--吸收习题及答案
化工原理-- 吸收习题及答案吸收一章习题及答案一、填空题1 、用气相浓度△ y为推动力的传质速率方程有两种，以传质分系数表达的速率方程为______________________ ，以传质总系数表达的速率方程为N A = ky （y-yi ） N A = Ky （y-ye ）2 、吸收速度取决于________________ ，因此，要提高气－液两流体相对运动速率，可以_______________ 来增大吸收速率。
双膜的扩散速率减少气膜、液膜厚度3 、由于吸收过程气相中的溶质分压总____________ 液相中溶质的平衡分压，所以吸收操作线总是在平衡线的__________ 。
增加吸收剂用量，操作线的斜率___________ ，则操作线向_________ 平衡线的方向偏移，吸收过程推动力（y －y e ）_____________ 。
大于上方增大远离增大4 、用清水吸收空气与A的混合气中的溶质A，物系的相平衡常数m=2入塔气体浓度y = 0.06 ，要求出塔气体浓度y 2 = 0.006 ，则最小液气比为_____________ 。
1.805 、在气体流量，气相进出口组成和液相进口组成不变时，若减少吸收剂用量，则传质推动力将_________ 操作线将__________ 平衡线。
减少靠近6 、某气体用水吸收时，在一定浓度范围内，其气液平衡线和操作线均为直线，其平衡线的斜率可用_________ 常数表示，而操作线的斜率可用___________ 表示。
相平衡液气比7 、对一定操作条件下的填料吸收塔，如将塔料层增高一些，则塔的H OG 将________ N OG 将__________ （增加，减少，不变）。
不变增加8 ____________________________________ 、吸收剂用量增加，操作线斜率吸收推动力。
（增大，减小，不变）增大增大9 、计算吸收塔的填料层高度，必须运用如下三个方面的知识关联计算： ______________ 、________ 、________ 。
化工原理--吸收习题及答案
化工原理--吸收习题及答案吸收一章习题及答案一、填空题1、用气相浓度△y 为推动力的传质速率方程有两种，以传质分系数表达的速率方程为____________________，以传质总系数表达的速率方程为___________________________。
N A = ky (y-yi ) N A = Ky (y-ye )2、吸收速度取决于_______________，因此，要提高气－液两流体相对运动速率，可以_______________来增大吸收速率。
双膜的扩散速率减少气膜、液膜厚度3、由于吸收过程气相中的溶质分压总 _________ 液相中溶质的平衡分压，所以吸收操作线总是在平衡线的_________。
增加吸收剂用量，操作线的斜率_________，则操作线向_________平衡线的方向偏移，吸收过程推动力（y －y e ）_________。
大于上方增大远离增大4、用清水吸收空气与A 的混合气中的溶质A ，物系的相平衡常数m=2，入塔气体浓度y = 0.06，要求出塔气体浓度y 2 = 0.006，则最小液气比为_________。
1.805、在气体流量，气相进出口组成和液相进口组成不变时，若减少吸收剂用量，则传质推动力将_________，操作线将_________平衡线。
减少靠近6、某气体用水吸收时，在一定浓度范围内，其气液平衡线和操作线均为直线，其平衡线的斜率可用_________常数表示，而操作线的斜率可用_________表示。
相平衡液气比7、对一定操作条件下的填料吸收塔，如将塔料层增高一些，则塔的H OG 将_________，N OG 将_________ (增加，减少，不变) 。
不变增加8、吸收剂用量增加，操作线斜率_________，吸收推动力_________。
（增大，减小，不变）增大增大9、计算吸收塔的填料层高度，必须运用如下三个方面的知识关联计算：_________、_________、_________。
化工原理吸收习题答案
题1. 已知在0.1MPa（绝压）、温度为30℃时用清水吸收空气中的SO2，其平衡关系为y A*= 26.7x A。
如果在吸收塔内某截面测得气相中SO2的分压4133Pa，液相中SO2浓度为C A = 0.05kmol·m-3，气相传质分系数为k g = 4.11×10-9kmol·(m2·s·Pa)-1，液相传质分系数k L=1.08×10-4m·s-1，且溶液的密度等于水的密度。
试求在塔内该截面上：（1）气－液相界面上的浓度C A,i和p A,i; （2）K G和K L及相应的推动力；（3）本题计算方法的基础是什么？解：（1）求p A,i和C A,i查30℃, ρ水= 995.7kg·m-3E = mP = 26.7 ⨯ 101325 = 2.71 ⨯ 106Pa对定常吸收过程，k g(p A - p A,i) = k L(C A,i- C A)以C A,i = p A,i H代入解得：p A,i = 3546.38PaC A,i = p A,i H = 3546.38 ⨯ 2.04 × 10-5 =0.0724kmol·m-3（2）求K G、K L及相应的推动力。
= + = +K G = 1.43×10-9kmol·(m2·s·Pa)-1C A* - C A = 0.084 -0.05 = 0.034kmol·m-3（3）本题计算方法的基础是双膜理论。
题2. 在填料层高为6m的塔内用洗油吸收煤气中的苯蒸汽。
混合气流速为200kmol·(m2·h)-1,其初始苯体积含量为2％，入口洗油中不含苯，流量为40kmol·(m2·h)-1。
操作条件下相平衡关系为Y A*=0.13X A，气相体积传质系数K Y a近似与液量无关，为0.05kmol·(m3·s)-1。
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。
（完整版）化工原理习题第四部分吸收答案
（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1．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。
3．若吸收剂入塔浓度X2降低，其它操作条件不变，吸收结果将使吸收率增大。
4．若吸收剂入塔浓度X2降低，其它操作条件不变，则出口气体浓度降低。
5．含SO2为10%(体积)的气体混合物与浓度c 为0.02 kmol/m3的SO2水溶液在一个大气压下相接触。
操作条件下两相的平衡关系为p*=1.62c （大气压），则SO2将从气相向液相转移。
6．含SO2为10%(体积)的气体混合物与浓度c为0.02 kmol/m3的SO2水溶液在一个大气压下相接触。
操作条件下两相的平衡关系为p*=1.62c (大气压)，以气相组成表示的传质总推动力为0.0676 atm 大气压。
7．总传质系数与分传质系数之间的关系为l/K L=l/k L+H/k G，其中l/k L为液膜阻力。
8．总传质系数与分传质系数之间的关系为l/K L=l/k L+H/k G，当气膜阻力H/k G 项可忽略时，表示该吸收过程为液膜控制。
9．亨利定律的表达式之一为p*=Ex，若某气体在水中的亨利系数E值很大，说明该气体为难溶气体。
10．亨利定律的表达式之一为p*=Ex，若某气体在水中的亨利系数E值很小，说明该气体为易溶气体。
11．低浓度气体吸收中，已知平衡关系y*=2x，k x a=0.2 kmol/m3.s，k y a =2 l0-4 kmol/m3.s，则此体系属气膜控制。
12．压力增高，温度降低，将有利于吸收的进行。
13．某操作中的吸收塔，用清水逆流吸收气体混合物中A组分。
若y1下降，L、V、P、T等不变，则回收率减小。
14．某操作中的吸收塔，用清水逆流吸收气体混合物中A组分。
若L增加，其余操作条件不变，则出塔液体浓度降低。
化工原理： 吸收习题答案
一、选择
1 吸收的基本依据是利用气体混合物中各个组分在液体吸收剂的（D）不同来分离的。
A.密度 B.比热容 C.挥发度 D.溶解度
2 在含有丙酮的空气中，含丙酮的体积分数是 0.04，丙酮的比摩尔分数是（D）kmol（丙酮）/kmol
（空气）。
A.0.072 B.0.062
(A) x1↑, ↑；(B) y2 ↑, x1 不变； (C) y2 ↑, x1 ↑ (D)在塔下部发生解吸现象
答案： C
25 某吸收过程,气相传质分系数 ky 0.0004kmol/(m2 s) ,液相传质分系数
k x 0.0006 kmol /(m2 s) ,由此可知方该过程为( )。
(C) H OG ↑, y2 ↓, x1 ↓ ； (D) H OG ↓, y2 ↑, x1 ↓
答案： A
19．在常压下，通过测定得知稀水溶液中溶质A的摩尔浓度为 0.56kmol/ m3 ，此时气相中A的平
衡摩尔分率为0.02，则此物系的相平衡常数m = __________。 (A) 0.01；(B) 2；(C) 0.2；(D) 0.28 答案： B
（6）当气体溶解度很大时，吸收过程属于液膜控制。（ˇ）
（7）在吸收操作中，吸收剂是从塔底部进入吸收塔中。（×）
（8）在吸收过程中，随着过程的进行，不溶性气体和吸收剂的量是不变的。（ˇ）
三、填空题
1、对低浓度溶质的气液相平衡系统，当总压降低时，亨利系数 E 将（不变 ），相平衡常数 m 将（增
大），溶解度系数 H 将（ 不变 ）。
8 双组分气体（A、B）进行稳定分子扩散， J A 及 N A 分别表示在传质方向上某截面处溶质 A
的分子扩散速率与传质速率，当系统的漂流因数大于 1 时， J A ____ J B ； N A ____ N B
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吸收习题参考答案（注：红色字体标注部分对教材所给答案进行了修正，请核查）【6-1】 含有8%（体积分数）22C H 的某种混合气体与水充分接触，系统温度为20℃，总压为101.3kPa 。
试求达平衡时液相中22C H 的物质的量浓度。
解：混合气体按理想气体处理，则22C H 在气相中的分压为101.30.088.104p p y kPa kPa ==⨯=总22C H 为难溶于水的气体，故气液平衡关系符合亨利定律，并且溶液的密度可按纯水的密度计算。
查得20℃水的密度为ρ=998.23/kg m 。
由 *A c Hp =， SH EM ρ=故 *A Spc EM ρ=查表8-1可知，20℃时22C H 在水中的亨利系数E=1.23⨯510kPa ， 故 *333A 5998.28.104/ 3.65410/1.231018c kmol m kmol m -⨯==⨯⨯⨯ 【6-2】 总压为101.3 kPa ，温度为20 ℃的条件下，使含二氧化硫为3.0％（体积分数）的混合空气与含二氧化硫为3503/g m 的水溶液接触。
试判断二氧化硫的传递方向，并计算以二氧化硫的分压和液相摩尔分数表示的总传质推动力。
已知操作条件下，亨利系数E=3.55310⨯kPa ，水溶液的密度为998.2kg/3m 。
解：由道尔顿分压定律101.30.03 3.039p p y kPa kPa ==⨯=总 液相摩尔分数为（溶液近似按纯水计算）：0.35640.0000986998.218x ==稀溶液符合亨利定律，所以：*33.55100.00009860.35p Ex kPa ==⨯⨯=p ＞p *，二氧化硫由气相向液相传递，进行吸收过程。
用气相分压表示的总推动力为：3.0390.35 2.689p p kPa *-=-=与气相浓度相平衡的液相平衡浓度：33.0390.0008563.5510p x E *===⨯ 用液相摩尔分数表示的总推动力为：0.0008560.00009860.0007574x x *-=-=【6-3】 在某填料塔中用清水逆流吸收混于空气的2CO ，空气中2CO 的体积分数为8.5%，操作条件为15℃、405.3kPa ，15℃时2CO 在水中的亨利系数为1.24510⨯kPa ，吸收液中2CO 的组成为41 1.6510x -=⨯。
试求塔底处吸收总推动力y ∆、x ∆、p ∆、c ∆、X ∆和Y ∆。
解：相平衡常数为51.2410=305.9405.3E m p ⨯==总由亨利定律 *4211305.9 1.6510 5.04710y mx --==⨯⨯=⨯ *4110.0852.77910305.9y x m -===⨯ 由道尔顿分压定律11405.30.08534.45p p y kPa kPa ==⨯=总由亨利定律*5411 1.2410 1.651020.46p Ex kPa kPa -==⨯⨯⨯= 吸收液的密度可近似按纯水计算，查手册得，15℃水的密度为998.953/kg m则 433311 1.6510998.95/9.15710/18s s x c kmol m kmol m M ρ--⨯⨯===⨯*4*323112.77910998.95/ 1.54210/18s s x c kmol m kmol m M ρ--⨯⨯===⨯吸收液的摩尔比为41111***4111*11.651012.779101x X x x x X x x --=≈=⨯-=≈=⨯-混合气的摩尔比为 1110.0850.0929110.085y Y y ===-- *2*11*21 5.047100.053211 5.04710y Y y --⨯===--⨯ 塔底处吸收总推动力为*22110.085 5.04710 3.45310y y y --∆=-=-⨯=⨯ *44411*11*23333114*11 2.77910 1.6510 1.12910(34.4520.46)13.99(1.542109.15710)/ 6.26310/1.129100.09290.05320.0397x x x p p p kPa kPac c c kmol m kmol m X x Y Y Y -------∆=-=⨯-⨯=⨯∆=-=-=∆=-=⨯-⨯=⨯∆≈∆=⨯∆=-=-=【6-4】 在填料吸收塔内用水吸收混合于空气中的甲醇，已知某截面上的气液两相组成为35,2/A A p kPa c kmol m ==，设在一定的操作温度、压力下，甲醇在水中的溶解度系数H 为0.53/()kmol m kPa ⋅，液膜吸收系数为5210/L k m s -=⨯，气膜吸收系数为521.5510/()G k kmol m s kPa -=⨯⋅⋅。
试求以分压表示吸收总推动力、总阻力、总传质速率并分析阻力的分配情况。
解：以分压表示吸收总推动力**240.5541A A A A A c p kPaH p p p kPa ===∆=-=-= 总阻力111G L GK Hk k =+ 555452110.5210 1.5510110 6.45101.64510()/m s kPa kmol--=+⨯⨯⨯=⨯+⨯=⨯⋅⋅总传质速率*6251()1 6.0810/()1.64510A G A A N K p p kmol m s -=-=⨯=⨯⋅⨯ 液相阻力的分配5511100.60860.8%1 1.64510L GHk K ⨯===⨯ 由计算结果可以看出此吸收过程为液相传质阻力控制过程。
【6-5】 用填料塔在101.3kPa 及20℃下，以清水吸收混合于空气中的甲醇蒸气。
若在操作条件下平衡关系符合亨利定律，甲醇在水中的亨利系数为27.8kPa 。
测得塔内某截面处甲醇的气相分压为6.5 kPa ，液相组成为2.6153kmol/m ，液膜吸收系数5L 2.1210m/sk -=⨯，气相总吸收系数-52G K =1.12510kmol/(m s kPa)⨯⋅⋅。
求该截面处:（1）膜吸收系数Gk 、yk 及xk ；[321.17610kmol/(m s)x k -=⨯⋅；321.55310kmol/(m s kPa)G k -=⨯⋅⋅；321.55310kmol/(m s)y k -=⨯⋅]（2）总吸收系数LK 、x K 、y K 、XK 及YK ；[65.6410m/sL K -=⨯321.1410kmol/(m s)y K -=⨯⋅423.12410kmol/(m s)x K -=⨯⋅；423.12810kmol/(m s)X K -=⨯⋅；321.1410kmol/(m s)Y K -=⨯⋅]（3）吸收速率。
[526.32710kmol/(m s)A N -=⨯⋅]解：（1）溶液中溶质含量很低，近似以纯水的密度代替溶液的密度，查附录得，20℃时水的密度为998.2kg/m 3。
5-32L 998.22.1210=1.17610kmol/m s 18x k ck -==⨯⨯⨯ 溶解度系数 3998.2 1.995kmol/m kPa 27.818S H EM ρ≈==⋅⨯554211111()1.12510 1.995 2.12106.52410(m s kPa)/kmolG G Lk K Hk --=-=-⨯⨯⨯=⨯⋅⋅ -5241=1.53310kmol/(m s kPa)6.52410G k =⨯⋅⋅⨯ -5-32101.3 1.53310=1.53310kmol/(m s)y G k p k ==⨯⨯⨯⋅总（2）11L L G H K k k =+5551 1.995()2.1210 1.533101.77310s/m --=+⨯⨯=⨯65.6410m/sL K -=⨯相平衡常数27.8==0.274101.3E m p =总 33221110.274()1.53310 1.176108.76910m s/kmoly y xmK k k --=+=+⨯⨯=⨯⋅ 32211.1410kmol/m s 8.76910y K -==⨯⋅⨯ 3420.274 1.1410=3.12410kmol/m sx y K mK --==⨯⨯⨯⋅62998.25.6410kmol/m s18X L K c K -==⨯⨯⋅总 532101.3 1.12510=1.1410kmol/m s Y G K p K --==⨯⨯⨯⋅总（3）36.5 1.995kmol/m c pH *==⨯6-53() 5.6410(12.97 2.615) 5.8410kmol/m A L N K c c *-=-=⨯⨯-=⨯【6-6】 用清水除去2SO 与空气混合气中的2SO 。
操作条件20℃，101.3kPa 下，混合气的流量为10003/m h ，其中含2SO 体积分数为9%，要求2SO 的回收率为90%。
若吸收剂用量为理论最小用量的1.5倍，试计算：（1）吸收剂用量及塔底吸收液的组成；（2）当用含0.0003（物质的量比）2SO 的水溶液作为吸收剂时，欲保持二氧化硫回收率不变，吸收剂用量有何变化？塔底吸收液组成变为多少？101.3kPa ，20℃条件下2SO 在水中的平衡数据见下表。
2SO 汽-液平衡组成解 按题意进行组成换算： 进塔气体中2SO 的组成为 1110.090.099110.09y Y y ===-- 出塔气体中2SO 的组成为 21(1)0.099(10.9)0.0099Y Y η=-=⨯-= 进吸收塔惰性气体的摩尔流量为 1000273(10.09)37.85/22.427320V kmol h =⨯⨯-=+ 由表中X-Y 数据，采用内插法得到与气相进口组成1Y 相平衡的液相组成*10.0032X =。
（1）12min *1237.85(0.0990.0099)1054/0.0032Y Y L Vkmol h X X --===-实际吸收剂用量 min 1.2 1.210541265/L L kmol h ==⨯= 塔底吸收液的组成1X 由全塔物料衡算求得 121237.85(0.0990.0099)()/00.002671265X X V Y Y L -=+-=+=（2）吸收率不变，即出塔气体中2SO 的组成2Y =0.0099，而2X =0.0003 所以 12min *1237.85(0.0990.0099)1163/0.00320.0003Y Y L Vkmol h X X --===-- 实际纯吸收剂用量 min 1.2 1.211631395/L L kmol h ==⨯= 塔底吸收液的组成1X 由全塔物料衡算求得 121237.85(0.0990.0099)()/0.00030.00271395X X V Y Y L -=+-=+=含0.0003（物质的量比）2SO 的水溶液用量为：113951399/110.0027L L kmol h x '===-- 其中1110.00270.0027110.0027X x X ==≈++ 【6-7】 在填料塔中用循环溶剂吸收混合气中的溶质。