化工原理吸收课后问题详解
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2.71 10 5( kmol / m2 s)
（ 2） O2 通过停滞 CO 的扩散速率
NA
DP RTZPBm
( PA1
PA2 )
3.01 10 5 kmol / m2 s
DP ln PB2 RTZ PB1
1.85 8.314
因 xO2 值甚小 ,故可以认为 X x
即 : XO2 xO2 6.43 10 6
所以 :溶解度
6.43 10 6 32 1 18
1.14 10 5 kg(O2 ) kg(H 2O)
11.4
g(O2 ) m3(H 2O)
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 C02 在水中的亨利系数 E=1.88x105KPa,试求 溶解度系数 H(kmol/ （m3·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 CO2。
(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
7
增加到多少 ?
解：
（ 1）求用水量：
0.10
Y1
0.1111
1 0.10
Y2 0.1111 (1 0.95) 0.00556
已知 : PNH3 0.987kPa .相应的溶液浓度 CNH3 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
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。
化工原理第五章吸收课后习题及答案.doc
化⼯原理第五章吸收课后习题及答案.doc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， y0.2 摩尔分数y 0 2摩尔⽐Y.025．1y 1 0 2.【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 x 1 / 17=0．01051 / 17100／18浓度 c 的计算 20℃，溶液的密度⽤⽔的密度s998 .2kg / m 3 代替。
3n 1 10 3/ 17kmol溶液中 NH 的量为溶液的体积 V101 10 3 / 998.2 m 3溶液中 NH 3 的浓度n 1 10 3 /173=0．581／mV101 103998 2kmol/.s998 23或c x.0 0105 0 582M s 18．． kmol ／mNH 3 与⽔的摩尔⽐的计算1 /17 X0．0106100 / 18x 0 0105或 X. 0．01061 x 1 0 0105 .【 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。
吸收率的定义为被吸收的溶质量Y 1 Y 21 Y 2原料⽓中溶质量摩尔⽐ 1y . 0 111 11 0 1Y1y .吸收器出⼝混合⽓中 NH 3 的摩尔⽐为Y1 Y （1 09）0111 0 0111 2() 1.. . 摩尔分数Y 2 = 0 01110 01098 y 21 1 .Y 2 0 0111 ..⽓液相平衡【 5-4 】 l00g ⽔中溶解 lg NH 3 ，查得 20℃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3kPa) ] 和相平衡常数 m 。
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解析
化工原理吸收课后答案解析吸收是一种常见的化工过程，用于从气体或液体混合物中分离出所需的组分。
在化工原理吸收的课程中，学生通常需要完成一些课后习题，以加深对吸收原理和操作的理解。
以下是对一些常见吸收问题的解析和答案。
1. 什么是吸收过程？吸收过程的基本原理是什么？吸收过程是指将气体或液体混合物中的某个组分转移到另一个相中的过程。
在吸收过程中，通过将气体或液体混合物与溶剂接触，目标组分会从气相或液相转移到溶剂相中。
吸收过程的基本原理是利用物质在不同相之间的分配系数差异。
吸收剂（溶剂）的选择是关键，因为目标组分在吸收剂中的溶解度应该较高。
吸收剂通常是液体，可以是水、有机溶剂或离子液体等。
2. 描述吸收过程的传质机制。
吸收过程的传质机制包括质量传递和能量传递。
质量传递是指目标组分从气相或液相传递到吸收剂相中的过程。
这可以通过扩散、对流或化学反应来实现。
扩散是最常见的质量传递机制，它基于组分在不同相中的分配系数差异。
对流是指由于流体的运动而导致的质量传递，它可以通过搅拌、气体吹扫或液体循环来实现。
化学反应是指目标组分在吸收剂中发生化学反应，并转化为其他物质的过程。
能量传递是指吸收过程中伴随的热量交换。
吸收过程通常是一个放热过程，因为目标组分从气相或液相转移到吸收剂相中，释放出热量。
3. 列举常见的吸收设备和吸收剂。
常见的吸收设备包括填料塔和板塔。
填料塔是由填料填充而成的柱状容器，填料可以提供大量的表面积，增加质量传递效率。
板塔是由多个水平平板组成的容器，通过在板间引入气体和液体流动，实现质量传递。
常见的吸收剂包括水、有机溶剂（如乙醇、丙酮）和离子液体。
吸收剂的选择取决于目标组分的溶解度和选择性。
4. 描述气体吸收过程中的平衡曲线。
气体吸收过程中的平衡曲线描述了吸收剂中目标组分的溶解度随气体相中组分浓度的变化。
平衡曲线通常是一条曲线，呈现出随着气体相中组分浓度的增加，溶解度逐渐增加的趋势。
平衡曲线的形状取决于吸收剂和目标组分的性质。
化工原理吸收课后问题详解
化工原理吸收课后问题详解一、吸收的基本概念和原理吸收是化工过程中一种常用的物质分离技术，它通过将气体或液体溶质溶解到溶剂中，从而实现对溶质的分离和回收。
吸收过程中，溶剂与溶质之间发生物质传递和质量转移，达到了分离和纯化的目的。
吸收过程中存在一些重要的基本概念和原理，包括以下几个方面：1. 吸收剂：吸收剂是指用于吸收过程中溶解溶质的溶剂。
吸收剂的选择应根据溶质的性质、吸收过程的要求以及经济因素等综合考虑。
2. 溶质：溶质是指需要被吸收的气体或液体物质。
溶质的选择应根据吸收过程的目的和要求来确定。
3. 吸收塔：吸收塔是吸收过程中的主要设备，它通常由填料或板式结构构成，用于增加吸收剂与溶质之间的接触面积，促进质量传递和物质转移。
4. 质量传递：质量传递是指吸收过程中溶质从气相或液相传递到吸收剂中的过程。
质量传递的速率受到多种因素的影响，包括质量传递系数、液相浓度、气相浓度、温度等。
5. 质量传递系数：质量传递系数是衡量吸收过程中质量传递速率的重要参数，它表示单位时间内单位面积的质量传递量。
质量传递系数受到吸收剂和溶质性质、温度、压力等因素的影响。
6. 质量平衡：质量平衡是吸收过程中的重要原理之一，它描述了吸收剂和溶质之间质量传递的平衡状态。
质量平衡方程可以通过质量传递系数、液相浓度、气相浓度等参数来表示。
二、吸收过程中的影响因素吸收过程中存在许多影响因素，这些因素会对吸收效果和过程性能产生重要影响。
以下是吸收过程中常见的影响因素：1. 吸收剂的选择：吸收剂的选择应根据溶质的性质、吸收过程的要求以及经济因素等综合考虑。
吸收剂的选择应具有良好的溶解性能、较低的蒸汽压、稳定性好等特点。
2. 溶质的性质：溶质的性质对吸收过程有重要影响。
溶质的溶解度、相对挥发性、稳定性等特性会影响吸收过程的效果和稳定性。
3. 温度：温度是影响吸收过程的重要因素之一。
温度的升高可以增加溶质的溶解度和质量传递速率，但同时也会增加能耗和操作难度。
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
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。
化工原理习题第四部分吸收答案解析
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。
15．吸收因数A在Y-X图上的几何意义是操作线斜率与平衡线斜率之比。
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：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：''41212'1()0(0.02040.001) 3.121062.2V X X Y Y L -=+-=+⨯-=⨯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%。