化工原理答案第五章吸收

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化工原理第五章气体吸收

Y
*
mX 1 (1 m) X
当溶液浓度很低时,上式右端分母约等于1,于是上式可简化为:
Y*=mX
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三、相平衡关系在吸收中的应用
（一）判断过程进行的方向
* pA pA * pA pA * pA pA
A由气相向液相传质，吸收过程平衡状态
A由液相向气相传质，解吸过程
*或x* >x或 c * y
dc A —组分A在扩散方向z上的浓度梯度（kmol/m3）/m； dz
DAB——组分A在B组分中的扩散系数，m2/s。
负号：表示扩散方向与浓度梯度方向相反，扩散沿着浓度降低的方向进行
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理想气体：
pA cA RT
dc A 1 dp A = dz RT dz
DAB dpA JA RT dz
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吸收过程：（1）A由气相主体到相界面，气相内传递；（2）A在相界面上溶解，溶解过程；（3）A自相界面到液相主体，液相内传递。
单相内传递方式：分子扩散；对流扩散。
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一、分子扩散与菲克定律
分子扩散：在静止或滞流流体内部，若某一组分存在浓度差，则因分子无规则的热运动使
该组分由浓度较高处传递至浓度较低处，
物系一定， E T 2）E大的，溶解度小，难溶气体 E小的，溶解度大，易溶气体
3）E的来源：实验测得；查手册
对于理想溶液，亨利常数即为纯溶质的饱和蒸汽压。亨利常数E值较大表示溶解度较小。一般E值随温度的升高而增大，常压下压力对E值影响不大。
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（二）亨利定律其它形式
cA 1）p H
体主体浓度线相交于一点E，则厚度zG为E到相界
面的垂直距离。
（二）气相传质速率方程

化工原理第五章吸收题.

六吸收浓度换算2.1甲醇15%(质量)的水溶液, 其密度为970Kg/m3, 试计算该溶液中甲醇的:(1)摩尔分率; (2)摩尔比; (3)质量比; (4)质量浓度; (5)摩尔浓度。

分子扩散2.2 估算1atm及293K下氯化氢气体(HCl)在(1)空气,(2)水(极稀盐酸)中的扩散系数。

2.3一小管充以丙酮,液面距管口1.1cm,20℃空气以一定速度吹过管口,经5 小时后液面下降到离管口2.05cm,大气压为750[mmHg],丙酮的蒸汽压为180[mmHg] , 丙酮液密度为7900[kg/m3],计算丙酮蒸汽在空气中的扩散系数。

2.4 浅盘内盛水。

水深5mm,在1atm又298K下靠分子扩散逐渐蒸发到大气中。

假定传质阻力相当于3mm厚的静止气层,气层外的水蒸压可忽略,求蒸发完所需的时间。

2.5 一填料塔在常压和295K下操作，用水除去含氨混合气体中的氨。

在塔内某处，氨在气相中的组成y a=5%(摩尔百分率)。

液相氨的平衡分压P=660Pa,物质通量N A = 10 - 4[kmol/m2·S],气相扩散系数D G=0.24[cm2/s],求气膜的当量厚度。

相平衡与亨利定律2.6 温度为10℃的常压空气与水接触，氧在空气中的体积百分率为21%，求达到平衡时氧在水中的最大浓度, （以[g/m3]、摩尔分率表示）及溶解度系数。

以[g/m3·atm]及[kmol/m3·Pa]表示。

2.7 当系统服从亨利定律时，对同一温度和液相浓度，如果总压增大一倍则与之平衡的气相浓度(或分压) (A)Y增大一倍; (B)P增大一倍;(C)Y减小一倍; (D)P减小一倍。

2.8 25℃及1atm下,含CO220%,空气80%(体积%)的气体1m3，与1m3的清水在容积2m3的密闭容器中接触进行传质,试问气液达到平衡后,(1)CO2在水中的最终浓度及剩余气体的总压为多少?(2)刚开始接触时的总传质推动力ΔP,Δx各为多少？气液达到平衡时的总传质推动力又为多少？2.9 在填料塔中用清水吸收气体中所含的丙酮蒸气,操作温度20℃,压力1atm。

化工原理第五章(吸收塔的计算)

F A N A A K YA (Y Y * )
式中 FA——单位时间溶质的吸收量，mol/s； A——气液相接触面积，m2。
2020/5/7
a
12
【特点】操作线与平衡线相交或相切。【问题】如果进一步减小液气比，将会出现什么状况？
Y1－Y1*=0
2020/5/7
Y1*
Y－Y*=0
最小液气比下的操作线
2020/5/7
a
14
（2）减少吸收剂用量对吸收操作的影响【设备费用增加】减少吸收剂用量，操作线的斜率变小，操作线往下压。在此情况下，操作线靠近平衡线，吸收的推动力减小，若欲达到一定吸收效果，则所需的塔高将增大，设备费用会增加。【操作费用降低】随着吸收剂用量的减少，吸收后所获得的吸收液浓度会增大，降低了解吸工段的难度；同时吸收剂消耗量也会较少，输送及吸收剂再生等操作费用减少。
——全塔的物料衡算式
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a
4
G, Y 1
L, X1
物料衡算示意图
【有关计算】
【吸收液的浓度】
G X1X2L(Y1Y2)
【溶质的回收率】

G, Y2
L, X2
【定义】
被吸收的溶质量
进塔气体中的溶质量
【计算公式】 G(Y1Y2)Y1Y2
G1Y
Y1
Y2Y1(1)
G, Y 1
L, X1
——塔底、塔顶组成与回收率物之料间衡算的示关意系图
第五章
吸收
第四节吸收塔的计算
一、物料衡算与操作线方程二、吸收剂用量的确定三、填料层高度的计算
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a
1
【吸收塔的计算内容】 1、设计型计算（1）吸收塔的塔径；（2）吸收塔的塔高等。 2、操作型计算（1）吸收剂的用量；（2）吸收液的浓度；（3）在物系、塔设备一定的情况下，对指定的生产任务，核算塔设备是否合用。

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。

(完整word版)“化工原理”第5章《吸收》复习题

《化工原理》第五章“吸收”复习题一、填空题1。

质量传递包括有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿______＿＿＿等过程。

＊＊＊答案＊＊＊吸收、蒸馏、萃取、吸附、干燥。

2. 吸收是指＿＿＿__＿＿的过程,解吸是指＿＿＿＿＿的过程。

***答案＊＊＊用液体吸收剂吸收气体，液相中的吸收质向气相扩散.3. 对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统，当总压增加时，亨利系数E＿＿＿＿，相平衡常数m＿＿＿＿，溶解度系数H＿＿_＿。

***答案*** 不变; 减少; 不变4. 指出下列组分，哪个是吸收质，哪个是吸收剂。

（1) 用水吸收HCl生产盐酸，H2O是＿_＿＿，HCｌ是＿___＿.(2）用98。

3％H2SO4吸收SO3生产H2SO4，SO3,是＿＿＿；H2SO4是＿＿＿。

（3)用水吸收甲醛生产福尔马林,H2O是＿＿＿＿；甲醛是＿＿＿。

＊**答案＊＊＊（1）吸收剂，吸收质。

（2）吸收质，吸收剂.（3）吸收剂,吸收质。

5. 吸收一般按有无化学反应分为＿＿＿＿＿，其吸收方法分为＿＿＿＿＿＿＿。

＊**答案**＊物理吸收和化学吸收；喷淋吸收、鼓泡吸收、膜式吸收。

6。

传质的基本方式有：__________和_________.＊*＊答案*** 分子扩散，涡流扩散。

7。

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。

*＊答案＊＊＊双膜的扩散速率，减少气膜、液膜厚度。

8。

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*）＿＿＿＿。

＊**答案*＊＊大于上方增大远离增大9。

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。

**＊答案*** 减少; 靠近；10。

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）。

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。

化工原理第五章(吸收过程的传质速率)

内通过垂直于传递方向的单位面积传递的物质的量，以符号N表示，单位为kmol/(m2· s)。【表达式】在等分子反向扩散中，物质的传递方式
仅为分子扩散，组分A的传质速率等于其扩散速率即
：
dc A N A J A D dz
2013-9-19
边界条件：z=0，cA=cA1；z=Z，cA=cA2；
J A J B
将以上关系式代入菲克定律式，得到：
组分A在组分B中的扩散系数
DAB=DBA=D
组分B在组分A中的扩散系数
【结论】在双组分混合物中，组分A在组分B中的扩
散系数等于组分B在组分A中的扩散系数。
2013-9-19
（4）等分子反向扩散的传质速率
【传质速率】在任一固定的空间位置上，单位时间
流体的湍动程度有关，也与流体质点的位置有关，
既不能使用公式计算，也难于用试验的方法测定。
（2）NA的表达式形式好看但不好用，并不能将NA的
表达式积分求出对流传质速率NA。
2013-9-19
4、有效层流膜模型（1）对流传质的传质阻力全部集中在一层虚拟的层流膜层内，膜层内的传质形式仅为分子扩散。（2）层流膜外流体高度湍流，无浓度差（没有推动力），故没有质量传递过程。（3）层流膜的厚度ZL 层流内层分压梯度线延长线与液相主体浓度线cA相交于一点L，L到相界面的垂
2013-9-19
整体流动
（5）单向扩散的传质速率方程 ①单向扩散的传质速率方程基本计算式
cA NA JA NA c
式中
JA——分子扩散（扩散流）所传递的量；
NAcA/c——主体流动所传递的量。
2013-9-19
②单向扩散传质速率方程的积分式对于气相可推得：

化工原理王志魁第五版习题解答：第五章吸收

第五章吸收气液相平衡【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。

解总压.101325 p kPa=空气中2O 的压力分数.021A p p ==／体积分数空气中2O 的分压*..021101325 A p kPa =⨯亨利系数 .6331310E kPa=⨯(1)利用亨利定律*A p Ex =计算与气相分压..021101325A p kPa =⨯相平衡的液相组成为*. ..A p x kmol O kmol E ⨯===⨯⨯-6260．2110132564210 ／331310溶液此为1kmol 水溶液中最大可能溶解.6264210kmol O -⨯因为溶液很稀，其中溶质很少1kmol 水溶液≈1kmol 水=18kg 水10℃，水的密度.39997kg m ρ=／故1kmol 水溶液≈.3189997m ／水即.3189997m 水中最大可能溶解.664210kmol -⨯氧故31m 水中最大可能溶解的氧量为 (6426421099973571018)kmol O --⨯⨯=⨯ (4222)357103211410O 114O kg g --⨯⨯=⨯=(2)利用亨利定律*A A c p H =计算()...5369997== 167610／33131018s s H kmol m kPa EM ρ-≈⨯⋅⨯⨯31m 水中最大可能溶解的氧量为*(..)(.).5432021101325 16761035710A A c p H kmol O m --==⨯⨯=⨯／溶液 (4222)357103211410114kg O g O --⨯⨯=⨯=【5-9】CO 2分压力为50kPa 的混合气体，分别与CO 2浓度为./3001kmol m 的水溶液和CO 2浓度为.3005kmol m ／的水溶液接触。

化工原理第五章吸收

化⼯原理第五章吸收第五章吸收第⼀节概述当⽓体混合物与适当的液体接触，⽓体中的⼀个或⼏个组分溶解于液体中，⽽不能溶解的组分仍留在⽓体中，使⽓体混合物得到了分离，吸收( absorption)操作就是利⽤⽓体混合物中各组分在液体中的溶解度不同束分离⽓体混合物的。

吸收操作所⽤的液体称为吸收剂或溶剂( solvcnt)；混合⽓中，被溶解的组分称为溶质( solute)或吸收质；不被溶解的组分称为惰性⽓体(inert gas)或载体；所得到的溶液称为吸收液，其成分⾜溶剂与溶质；排出的⽓体称为吸收尾⽓，如果吸收剂的挥发度很⼩，则其中主要成分为惰性⽓体以及残留的溶质。

⼀、吸收操作的应⽤吸收操作在⼯业⽣产中得到⼴泛应⽤，其⽬的有下列⼏项。

①制取液体产品。

例如⽤⽔吸收⼆氧化氮，制取硝酸；⽤硫酸吸收SO3，制取发烟硫酸等。

②回收混合⽓中有⽤组分。

例如⽤液态烃吸收⽯油裂解⽓中的⼄烯和丙烯；⽤硫酸吸收焦炉⽓中的氨。

③除去⼯艺⽓体中有害组分，以净化⽓体。

例如⽤⽔或⼄醇胺除去合成氨原料⽓中的C02。

④除去⼯业放卒尾⽓rti的有害组分。

例如除去尾⽓中的H2S、SO2等，以免⼤⽓污染。

随着⼯业的发展，要求⼯业尾⽓中有害组分的含量越来越少。

⼆、吸收设备吸收设备有多种类型，最常⽤的有填料塔与板式塔，如图5-1所⽰。

填料塔中装有诸如瓷环之类的填料，⽓液接触在填料中进⾏。

板式塔中安装有筛孔塔板，⽓液两相在塔板⼀E⿎泡进⾏接触。

混合⽓体从塔底引⼊吸收塔，向1流动；吸收剂从塔顶引⼊，向下流动。

吸收液从塔底引⼩，吸收尾⽓从塔顶引出。

填料塔与板式塔的计算⽅法不同，本章将介绍填料塔的计算。

板式塔的计算⽅法将在下⼀章介绍。

三、吸收过程的分类(1)物理吸收与化学吸收若溶质与吸收剂之间没有化学反应，⽽只靠溶质在吸收剂中的物理溶解度，则被吸收时称为物理吸收。

若溶质靠化学反应与吸收剂相结合，则被吸收时称为化学吸收。

物理吸收时，溶质在溶液上⽅的分压⼒较⼤，⽽且吸收过程最后只能进⾏到溶质在⽓相的分压，⼒略⾼于溶质在溶液上⽅的平衡分压为⽌化学吸收时，若为不可逆反腑，溶液上⽅的溶质平衡分压⼒极⼩，可以充分吸收；若为可逆反应⼀溶液上⽅存在明挂的溶质平衡分压⼒，但⽐物理吸收时⼩很多。

化工原理第五章吸收(传质理论之一)超详细讲解

上例用比摩尔分率计算： VNH3＝VB(YA1-YA2) 吸收前： YA1= yA1/yB2=yA1/(1-yA1 )=0.2/0.8=0.25 吸收后：YA2=yA2/yB2=yA2/(1-yA2)=0.05/0.95=0.053
被吸收NH3的体积： VNH3＝80*(0.25-0.053) =15.8 m3
传热过程
吸收过程
理论将对流给热视为壁实质附近滞流层的热传
导过程—付立叶定
将吸收视为A穿过相界面附近滞流双膜的分子扩散过程—费克定律
At
T
T
t
t
A1 (T tw1 ) A2 (tw2 t )
N
DAC
DgP
RTpBg
A(
Dl (CA CS
CSl
p )
pi) A(Ci C)
作业： P185 7
§5-3 吸收速率
吸收速率决定吸收达到平衡的时间，决定吸收操作的生产强度，是吸收设备选型和设备设计的重要依据。
一、吸收速率定义：NA= dnA/dτ 对于稳定吸收过程：NA=nA/τ mol(A)/s 吸收过程是物质的相转移过程，通过扩散方式进行。
二、扩散 1、分子扩散：物质以分子热运动方式穿过静止或滞流流体的传递过程——特点：传递速率慢。 2 、对流扩散：物质以相对运动方式穿过湍流流体的传递过程——特点：传递速率快。
A(Ci
C) =klA(Ci-C)
kl
DlCT
lCS
所以，可用界面附近气膜中的扩散速率：
NA=kgA(p-pi) 或液膜中的扩散速率：
计算吸收速率。
NA=klA(Ci-C)
作业： P185 12、13
六、吸收速率方程 1 气膜吸收分速率方程

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。

化工原理答案第五章吸收

第五章吸收相组成的换算[5-1] 空气和CCh 的混合气体中，CO?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，y = 0.2摩尔分数摩尔比 r = —^- = -^- = 0251-y 1-0.2【5-2】 20°C 的100g 水中溶解lgNH 3. 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？浓度C 的计算20C,溶液的密度用水的密度R =998.2焙/亦代替。

溶液中NHs 的量为 H = 1X 10-3/17^/溶液的体积 V = 101X10-3/998.2 m z溶液中NH3的浓度c 亠 "IO 「17二0.581如刃/亦V 101X 10-3/998.2Q QQO 9或 C =竺 X = X 0.0105 = 0.582如?o// m 3 M 、 18NH3与水的摩尔比的讣算X=1^T1F =0-0106或 X = —= ° 010° = 0.0106 1-x 1-0.0105[5-3]进入吸收器的混合气体中，NHs 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。

吸收率的泄义为彼吸收的溶质量K-K K原料气中溶质量=飞一=飞解原料气中NH3的摩尔分数y = 0.1摩尔比｝； =」_ =丄L = o.iii 1 1 一儿 1-0.1吸收器出口混合气中NHs 的摩尔比为K =（1-；；）K =（1-0.9）x0.111 = 0.0111 摩尔分数巧占T 脇1皿°98气液相平衡摩尔分数兀= 1/17 1/17 + 100/18=0.0105【54】 100g 水中溶解lg NH“查得20°C 时溶液上方N/的平衡分压为798Pa.此稀溶液的气液相平衡关系服从亨利左律,试求亨利系数E (单位为kPa)、溶解度系数H [单位为kmol/(m z kPa)] 和相平衡常数nn 总压为100«巾o解液相中N 比的摩尔分数x = ————— =0.0105 1/17 + 100/18气相中NH 〈的平衡分压P* =0.798 kPa 亨利系数£ = p*/x = 0.798/0.0105 = 76 溶解度系数 H =c/p* = 0.581/0.798 = 0.728^//(m z • kPa)液相中勺摩尔分数x = ----------------- = 0.0105 1/17 + 100/18 气相的平衡摩尔分数 y*=p*/p = 0.798/100相平衡常数加=工二 X 0.798 八” = -------------- =0.16 100x0.0105或 /H = £/p = 76/100 = 0.76[5 5]空气中氧的体积分数为21%,试求总压为101.325^ ,温度为10°C 时，1"卢水中最大可能溶解多少克氧？已知10°C 时氧在水中的溶解度表达式为P * = 3.313X 106X ,式中卩*为氧在气相中的平衡分压，单位为好“ x 为溶液中氧的摩尔分数。

化工原理第五章吸收题

精心整理六吸收浓度换算2.1甲醇15%(质量)的水溶液,其密度为970Kg/m3,试计算该溶液中甲醇的:(1)摩尔分率;(2)摩尔比;(3)质量比;(4)质量浓度;(5)摩尔浓度。

分子扩散2.2估算1atm及293K下氯化氢气体(HCl)在(1)空气,(2)水(极稀盐酸)中的扩散系数。

2.3一小管充以丙酮,液面距管口1.1cm,20℃空气以一定速度吹过管口,经5小时后液面下降到离管口2.05cm,2.4于3mm2.5组成y aD G2.62.7(或分压2.825(1)CO2(2)2.9,2.10x=0.05(均为摩尔分率)。

气相传质系数k y=3.84×10-4[kmol/(m2.s.Δy)],液相传质系数k x=1.02×10-2[kmol/(m2.s.Δx)],操作条件下的平衡关系为y=1.34x,求该截面上的:(1)总传质系数K y,[kmol/(m2.s.Δy)];(2)总推动力Δy;(3)气相传质阻力占总阻力的比例;(4)气液介面的气相、液相浓度y i和x i。

操作线作法2.11根据以下双塔吸收的四个流程,分别作出每个流程的平衡线（设为一直线）和操作线的示意图。

2.12示意画出下列吸收塔的操作线。

（图中y b1>y b2，x a2>x a1；y b2气体和x a2液体均在塔内与其气、液相浓度相同的地方加入）2.13, 2.142.15用填料塔以清水吸收空气中的丙酮，入塔混合气量为1400[Nm3/h]，其中含丙酮4%(体积%),要求丙酮回收率为99%,吸收塔常压逆流操作，操作液气比取最小液气比的 1.2倍,平衡关系为y=1.68x,气相总传质单元高度H OG=0.5m求:(1)用水量及水溶液的出口浓度x b(2)填料层高度Z(用对数平均推动力法计算N OG)。

2.16某工厂拟用清水吸收混合气体中的溶质A,清水用量为4500[kg/h],混合气体量为2240[Nm3/h],其中溶质A的含量为5%(体积%),要求吸收后气体中溶质含量为0.3%,上述任务用填料塔来完成,已知体积总传质系数K Y a为307[kmol/m3.h],平衡关系为y=2x,如塔径已确定为1m,求填料层高度为多少m?(N OG用吸收因数法)2.17用填料塔从一混合气体中吸收所含苯。

南工大化工原理第五章习题解答

第五章习题解答1）总压100，温度25℃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=0.79p*=yp=79kPa查表得E=8.76×kPaH=C=p*.H=79×6.342×10-5=5.01×10-4kmol/m32）已知常压、25℃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浓度为的水溶液；②溶质A浓度为的水溶液；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。

解： E=0.15×104atm，p=0.054atm，P=1atm，y=p/P=0.054①∴∴∴平衡②∴∴∴气相转移至液相③∴∴∴液相转移至气相④ P=3atm y=0.054 E=0.15×104atm∴m=E/P=0.05×104x4=x3=5.4×10-5∴∴∴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 1.5%（摩尔分率），水中含的浓度为（摩尔分率）。

试求塔底温度分别为5℃及30℃时的吸收过程推动力。

解：查表得（50C）E1=3.19×104kpa m1=E1/P=315p*1=Ex=0.3194）总压为100，温度为15℃时的亨利系数E为。

试计算：①H、m的值（对稀水溶液密度为）；②若空气中的分压为50，试求与其相平衡的水溶液浓度，分别以摩尔分率和摩尔浓度表示。

5）在总压为100、水温为30℃鼓泡吸收器中，通入纯，经充分接触后测得水中的平衡溶解度为溶液，溶液的密度可近似取为，试求亨利系数。

解： p*=100KPa(mol/L)/kPakPa6）组分A通过另一停滞组分B进行扩散，若总压为，扩散两端组分A的分压分别为23.2和 6.5。

化工原理第五章(吸收塔的计算)

2020/4/3
【解】已知 y1＝0.09 η＝95％＝0.95
∴
Y1
y1 1 y1
0.09 1 0.09
0.099
Y2＝(1－η)Y1＝(1－0.95)×0.099＝0.00495
据 Y*＝31.13X 知： m＝31.13
据
L (G )min
Y1 Y2 Y1 / m X 2
∴
L
0.099 0.00495
2020/4/3
2、填料层高度的基本计算式【计算依据】（1）物料衡算式；（2）传质速率方程式。【操作特点】在填料塔内任一截面上的吸收的推动力（Y－Y*）均沿塔高连续变化，所以不同截面上的传质速率各不相同。【处理方法】不能对全塔进行计算，只可首先对一微分段计算，得到微分式，然后得到积分式运用于全塔。
质的摩尔比。
物料衡算示意图
逆流吸收操作线推导示意图
2020/4/3
【假设】溶剂不挥发，惰性气体不溶于溶剂（即操作
过程中L、G为常数）。以单位时间为基准，在全塔
范围内，对溶质A作物料衡算得： G, Y2
L, X2
GY1 LX2 GY2 LX1
（进入量＝引出量）
或 G(Y1 Y2 ) L(X1 X2 )
2020/4/3
Y Y1 Y Y2 Y*
0
2020/4/3
NA KY (Y Y *) NA KX ( X * X )
Y=f(X)
吸收推动力 X*－X
吸收推动力 Y－Y*
X2
X
X1
X*
X
吸收推动力
二、吸收剂用量与最小液气比
1、最小液气比【定义】对于一定的分离任务、操作条件和吸收物系，当塔内某截面吸收推动力为零时（气液两相平衡Y－Y*＝0），达到分离要求所需塔高为无穷大时的液气比称为最小液气比，以（L/G）min表示。

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。

化工原理第五章(吸收塔的计算)

X
X
吸收推动力
2019/1/16
二、吸收剂用量与最小液气比
1、最小液气比
【定义】对于一定的分离任务、操作条件和吸收物
系，当塔内某截面吸收推动力为零时（气液两相平
衡Y－Y*＝0），达到分离要求所需塔高为无穷大时
的液气比称为最小液气比，以（L/G）min表示。
FA N A A KY A(Y Y )
逆流吸收塔内的吸收推动力
2019/1/16
【逆流吸收操作线方程的有关讨论】
L L L L Y X (Y1 X 1 ) Y X (Y2 X 2 ) G G G G
G, Y2 L, X2
（1）【作用】表明了塔内任
一截面上气相组成Y与液相组
成X之间的关系。【问题】与Y*=mX有何不同？
G,
Y
m
L, X
1m3/s。要求SO2的回收率为95%，吸收剂用量
为最小吸收剂用量的120%。求吸收后吸收液
的浓度和吸收用水*=31.13X
2019/1/16
【解】已知 y1＝0.09 η＝95％＝0.95
∴
y1 0.09 Y1 0.099 1 y1 1 0.09
Y2＝(1－η)Y1＝(1－0.95)×0.099＝0.00495
据 Y*＝31.13X 知： m＝31.13
据
Y1 Y2 L ( ) min G Y1 / m X 2
L 0.099 0.00495 ( ) min 29.6 0.099 G 0 31.13
∴
2019/1/16
（4）吸收操作时，Y > Y*或X* > X，故吸收操作线在
平衡线Y*＝f(X)的上方，操作线离平衡线愈远吸收的

化工原理第五章吸收题

六吸收浓度换算甲醇15%(质量)的水溶液, 其密度为970Kg/m3, 试计算该溶液中甲醇的:(1)摩尔分率; (2)摩尔比; (3)质量比; (4)质量浓度; (5)摩尔浓度。

分子扩散估算1atm及293K下氯化氢气体(HCl)在(1)空气,(2)水(极稀盐酸)中的扩散系数。

一小管充以丙酮,液面距管口1.1cm,20℃空气以一定速度吹过管口,经5 小时后液面下降到离管口2.05cm,大气压为750[mmHg],丙酮的蒸汽压为180[mmHg] , 丙酮液密度为 7900[kg/m3],计算丙酮蒸汽在空气中的扩散系数。

浅盘内盛水。

水深5mm,在1atm又298K下靠分子扩散逐渐蒸发到大气中。

假定传质阻力相当于3mm厚的静止气层,气层外的水蒸压可忽略,求蒸发完所需的时间。

一填料塔在常压和295K下操作，用水除去含氨混合气体中的氨。

在塔内某处，氨在气相中的组成y a=5%(摩尔百分率)。

液相氨的平衡分压P=660Pa,物质通量N A = 10 - 4[kmol/m2·S],气相扩散系数D G=[cm2/s],求气膜的当量厚度。

相平衡与亨利定律温度为10℃的常压空气与水接触，氧在空气中的体积百分率为21%，求达到平衡时氧在水中的最大浓度, （以[g/m3]、摩尔分率表示）及溶解度系数。

以[g/m3·atm]及 [kmol/m3·Pa]表示。

当系统服从亨利定律时，对同一温度和液相浓度，如果总压增大一倍则与之平衡的气相浓度(或分压) (A)Y增大一倍; (B)P增大一倍;(C)Y减小一倍; (D)P减小一倍。

25℃及1atm下,含CO220%,空气80%(体积%)的气体1m3，与1m3的清水在容积2m3的密闭容器中接触进行传质,试问气液达到平衡后,(1)CO2在水中的最终浓度及剩余气体的总压为多少(2)刚开始接触时的总传质推动力ΔP,Δx各为多少气液达到平衡时的总传质推动力又为多少在填料塔中用清水吸收气体中所含的丙酮蒸气,操作温度20℃,压力1atm。

化工原理答案第五章吸收

化工原理 第五章 气体吸收

化工原理第五章 吸收 题.

化工原理第五章(吸收塔的计算)

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