化工原理课后习题答案6气体吸收
化工原理(下册)第六章吸收习题答案解析
6-1 已知在101.3 kPa(绝对压力下)，100 g 水中含氨1 g 的溶液上方的平衡氨气分压为987 Pa 。
试求：(1) 溶解度系数H (kmol ·m -3·Pa -1)； (2) 亨利系数E(Pa)； (3) 相平衡常数m ；(4) 总压提高到200 kPa(表压)时的H ，E ，m 值。
（假设：在上述范围内气液平衡关系服从亨利定律，氨水密度均为10003/m kg ）解：（1）根据已知条件Pa p NH 987*3=3/5824.01000/10117/13m kmol c NH ==定义333*NH NH NH H c p =()Pa m kmol p c H NH NH NH ∙⨯==-34/109.5333（2）根据已知条件可知0105.018/10017/117/13=+=NH x根据定义式333*NH NH NH x E p =可得Pa E NH 41042.93⨯=（3）根据已知条件可知00974.0101325/987/**33===p p y NH NH于是得到928.0333*==NH NH NH x y m（4）由于H 和E 仅是温度的函数，故3NH H 和3NH E 不变；而p E px Ex px p x y m ====**，与T 和p 相关，故309.0928.031'3=⨯=NH m 。
分析（1）注意一些近似处理并分析其误差。
（2）注意E ，H 和m 的影响因素，这是本题练习的主要内容之一。
6-2 在25℃下，CO 2分压为50 kPa 的混合气分别与下述溶液接触：(1) 含CO 2为0.01 mol/L 的水溶液； (2) 含CO 2为0.05 mol/L 的水溶液。
试求这两种情况下CO 2的传质方向与推动力。
解： 由亨利定律得到*2250CO CO Ex kPa p == 根据《 化工原理》 教材中表 8-1 查出()kPa E CO 51066.1252⨯=℃ 所以可以得到4*1001.32-⨯=CO x 又因为()()34525/10347.3181066.11000222m kPa kmol EM H OH OH CO ∙⨯=⨯⨯=≈-ρ℃ 所以得34*/0167.05010347.3222m kmol p H c CO CO CO =⨯⨯==- 于是：（1）为吸收过程，3/0067.0m kmol c =∆。
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：_________、_________、_________。
化工原理第六章吸收习题答案解析
等于水扩散出管口的量，即
N A Ad
M
AdZ
则 dZ N AM 5.03 10 6 18 9.054 10 8 m / s
d
1000
在 0， Z 0 到 0， Z 2103m 之间积分，得
2 10-3 9.054 10-8
2.21104 s
6-6 含组分 A 为的混合气，用含 A 为（均为摩尔分数）的液体吸收其中的 A。
解
根据定义式 N A KG
pA p*A
K L c*A cA
和
p
* A
c*A H
，可知
KL
1 H
KG
所以只要求出 KG 即可。又
1 KG
1 kG
1 Hk L
1 5.67 10-5
1
1.98 10-3 0.075
17637
6734
24371
所以
KG 4.110-5 kmol / m2 • h • Pa
3.347104 kmol/
kPa• m3
所以得
c* CO2
HCO2
pCO2
3.347104 50 0.0167kmol/ m3
于是：（1）为吸收过程， c 0.0067kmol/ m3 。
（2）为解吸过程， c 0.0333kmol/ m3 。
分析 （1）推动力的表示方法可以有很多种，比如，用压力差表示时：
1000 kg / m3 ）
解：（1）根据已知条件
定义
p* NH3
987Pa
cNH 3
1/17 101/1000
0.5824kmol/ m3
p* NH 3
cNH3
H NH3
HNH3 cNH3 pNH3 5.9104 kmol/ m3 • Pa
气体吸收(化工原理)习题及答案
气体吸收（化工原理）习题及答案气液平衡1．在常压、室温条件下，含溶质的混合气的中，溶质的体积分率为10％，求混合气体中溶质的摩尔分率和摩尔比各为多少？解：当压力不太高，温度不太低时，体积分率等于分摩尔分率，即y=0.10根据 y-1y Y ＝，所以0.110.1-1 0.1Y =＝ 2．向盛有一定量水的鼓泡吸收器中通入纯的CO 2气体，经充分接触后，测得水中的CO 2平衡浓度为2.875×10－2kmol/m 3，鼓泡器内总压为101.3kPa ，水温30℃，溶液密度为1000 kg/m 3。
试求亨利系数E 、溶解度系数H 及相平衡常数m 。
解：查得30℃，水的kPa 2.4=s pkPa 1.972.43.101*=-=-=s A p p p稀溶液：3kmol/m 56.55181000==≈S M c ρ421017.556.5510875.2--⨯=⨯==c c x A kPa 10876.11017.51.9754*⨯=⨯==-x p E A )m kmol/(kPa 1096.21.9710875.2342*⋅⨯=⨯==--A Ap c H 18543.10110876.15=⨯==p E m 3．在压力为101.3kPa ，温度30℃下，含CO 2 20％（体积分率）空气－CO 2混合气与水充分接触，试求液相中CO 2的摩尔浓度、摩尔分率及摩尔比。
解：查得30℃下CO 2在水中的亨利系数E 为1.88×105kPaCO 2为难溶于水的气体，故溶液为稀溶液 kPa)kmol/(m 1096.2181088.11000345⋅⨯=⨯⨯==-S SEM H ρ kPa 3.2033.10120.0*A =⨯==yp p334*km ol/m 1001.63.201096.2--⨯=⨯⨯==A A Hp c 18523.1011088.15=⨯==p E m 4-101.0818520.20m y x ⨯=== 4-4--4101.08101.081101.08x -1x X ⨯=⨯⨯=－＝ 4．在压力为505kPa ，温度25℃下，含CO 220％（体积分率）空气－CO 2混合气，通入盛有1m 3水的2 m 3密闭贮槽，当混合气通入量为1 m 3时停止进气。
(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。
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 。
化工原理吸收习题及答案
化工原理吸收习题及答案化工原理吸收习题及答案化工原理是化学工程专业的一门基础课程，主要涉及化学反应原理、物质转化和传递过程等内容。
其中，吸收是一种常见的分离和纯化技术，在化工生产中起到重要作用。
为了帮助学生更好地理解和掌握吸收原理，以下将介绍一些化工原理吸收习题及答案。
习题一：某化工厂需要将氨气从废气中吸收出来，工艺流程如下：氨气从废气中通过气体吸收塔进入吸收液中，吸收液中的氨气通过反应与溶液中的酸发生反应生成盐类。
请回答以下问题：1. 吸收液中的酸应选择什么样的性质？2. 如何选择合适的吸收液浓度？3. 吸收液中酸的浓度越高，吸收效果会如何变化？答案一：1. 吸收液中的酸应选择具有较强酸性的物质，例如硫酸、盐酸等。
这样的酸性物质可以与氨气快速反应生成盐类，实现氨气的吸收。
2. 吸收液的浓度应根据氨气的浓度和吸收效果要求来选择。
一般来说，如果氨气浓度较高，吸收液的浓度也应相应提高，以增加吸收效果。
3. 吸收液中酸的浓度越高，吸收效果会更好。
因为酸浓度越高，氨气与酸反应生成盐类的速率越快，吸收效果也就越好。
习题二：某化工过程中，需要从气体混合物中吸收二氧化硫。
已知气体混合物中的二氧化硫浓度为10%，请回答以下问题：1. 选择合适的吸收液时，应考虑哪些因素？2. 如果吸收液中的溶剂选择不当，会对吸收效果产生什么影响？3. 吸收液中的溶剂浓度选择应如何确定？答案二：1. 在选择合适的吸收液时，应考虑溶剂与待吸收气体的亲和力、反应速率、溶解度等因素。
合适的吸收液应能够与二氧化硫发生反应生成稳定的产物，并且具有较高的溶解度。
2. 如果吸收液中的溶剂选择不当，可能会导致吸收效果不佳甚至无法吸收。
例如，如果溶剂与二氧化硫反应生成的产物不稳定，会导致产物再次分解释放出二氧化硫，从而无法实现吸收的目的。
3. 吸收液中的溶剂浓度选择应根据二氧化硫的浓度和吸收效果要求来确定。
一般来说，如果二氧化硫浓度较高，吸收液的溶剂浓度也应相应提高，以增加吸收效果。
化工原理-气体吸收作业(含答案)
气体吸收1.向盛有一定量水的鼓泡吸收器中通入纯的CO 2气体，经充分接触后，测得水中的CO 2平衡浓度为2.875×10－2kmol/m 3，鼓泡器内总压为101.3kPa ，水温30℃，溶液密度为1000 kg/m 3。
试求亨利系数E 、溶解度系数H 及相平衡常数m 。
解：查得u30℃，水的kPa 2.4=s p kPa 1.972.43.101*=-=-=s Ap p p稀溶液：3kmol/m 56.55181000==≈SM c ρ421017.556.5510875.2--⨯=⨯==c c x A kPa 10876.11017.51.9754*⨯=⨯==-x p E A )m kmol/(kPa 1096.21.9710875.2342*⋅⨯=⨯==--AA p c H18543.10110876.15=⨯==p E m 2．在总压101.3kPa ，温度30℃的条件下, SO 2摩尔分率为0.3的混合气体与SO 2摩尔分率为0.01的水溶液相接触，试问：（1） 从液相分析SO 2的传质方向；（2） 从气相分析，其他条件不变，温度降到0℃时SO 2的传质方向；（3） 其他条件不变，从气相分析，总压提高到202.6kPa 时SO 2的传质方向，并计算以液相摩尔分率差及气相摩尔率差表示的传质推动力。
解：(1)查得在总压101.3kPa ，温度30℃条件下SO 2在水中的亨利系数E =4850kPa 所以 ==p E m =3.1014850 47.88 从液相分析00627.088.473.0*===m y x < x =0.01 故SO 2必然从液相转移到气相，进行解吸过程。
（2）查得在总压101.3kPa ，温度0℃的条件下，SO 2在水中的亨利系数E =1670kPa==p E m 3.1011670 =16.49 从气相分析y *=mx=16.49×0.01=0.16<y=0.3故SO 2必然从气相转移到液相，进行吸收过程。
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：_________、_________、_________。
气体吸收(化工原理)习题及答案
气体吸收（化工原理）习题及答案气液平衡1．在常压、室温条件下，含溶质的混合气的中，溶质的体积分率为10％，求混合气体中溶质的摩尔分率和摩尔比各为多少？解：当压力不太高，温度不太低时，体积分率等于分摩尔分率，即y=0.10根据 y-1y Y ＝，所以0.110.1-1 0.1Y =＝ 2．向盛有一定量水的鼓泡吸收器中通入纯的CO 2气体，经充分接触后，测得水中的CO 2平衡浓度为2.875×10－2kmol/m 3，鼓泡器内总压为101.3kPa ，水温30℃，溶液密度为1000 kg/m 3。
试求亨利系数E 、溶解度系数H 及相平衡常数m 。
解：查得30℃，水的kPa 2.4=s pkPa 1.972.43.101*=-=-=s A p p p稀溶液：3kmol/m 56.55181000==≈S M c ρ421017.556.5510875.2--⨯=⨯==c c x A kPa 10876.11017.51.9754*⨯=⨯==-x p E A )m kmol/(kPa 1096.21.9710875.2342*⋅⨯=⨯==--A Ap c H 18543.10110876.15=⨯==p E m 3．在压力为101.3kPa ，温度30℃下，含CO 2 20％（体积分率）空气－CO 2混合气与水充分接触，试求液相中CO 2的摩尔浓度、摩尔分率及摩尔比。
解：查得30℃下CO 2在水中的亨利系数E 为1.88×105kPaCO 2为难溶于水的气体，故溶液为稀溶液 kPa)kmol/(m 1096.2181088.11000345⋅⨯=⨯⨯==-S SEM H ρ kPa 3.2033.10120.0*A =⨯==yp p334*km ol/m 1001.63.201096.2--⨯=⨯⨯==A A Hp c 18523.1011088.15=⨯==p E m 4-101.0818520.20m y x ⨯=== 4-4--4101.08101.081101.08x -1x X ⨯=⨯⨯=－＝ 4．在压力为505kPa ，温度25℃下，含CO 220％（体积分率）空气－CO 2混合气，通入盛有1m 3水的2 m 3密闭贮槽，当混合气通入量为1 m 3时停止进气。
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-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。
化学反应工程课后习题答案 吴元欣
第二节 气-液反应历程
3. 准数M的判据
准数M表示了液膜中反应速率与传递速率之比值。由M数值的大 小，可以决定反应相对于传递速率的类别，这一情况列于下表。
准数M的判别条件
条件 M << l M >> l
反应类别 缓慢反应过程 快速反应过程
反应进行情况 反应在液流主体中进行
反应在膜中进行完毕
第二节 气-液反应历程
DD的斜率大于 DE 的斜率(以绝对值而言)，这表明液膜 中进行的化学反应将使吸收速率较纯物理吸收大为 增加，若以 表 示吸收速率增强因子，则
DD的斜率 DE的斜率
1
第二节 气-液反应历程
如果化学反应进行得很快，则被吸收组分浓度 在液膜中的变化曲线将变得更向下弯曲一些，此时 增强因子将会提高；反之，化学反应进行得慢，浓 度曲线将更直一些，增强因子将会降低。
溶解热高达数万焦耳每摩尔，因此，温度改变对化学吸收平 衡的影响较物理吸收时更为强烈。
第二节 气-液反应历程
一、气—液相间物质传递
描述气-液相间物质传递有各种不同的传质模型 ，例如双膜论、Higbie渗透论、Danckwerts表面更 新论和湍流传质论等，其中以双膜论最为简便。
双膜论是假定在气-液相界面两侧各存在一个静
第二节 气-液反应历程
相界面上各种参数不随时 间而改变。
pAi = cAi / H
传质只发生在 气、液膜内。
膜内的传质方 式仅为分子扩
散。
ZG
ZL
第二节 气-液反应历程
若吸收系统服从亨利定律或平衡关系在计算范围 为直线，则：
cA HpA*
根据双膜理论，界面无阻力，即界面上气液两相平 衡，则：
cAi HpAi
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。
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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。
解：查表得（50C）E仁3.19 x 104kpa m i=E/P=315p*i=Ex=0.319 105 1.8 10 50.5724KPay*1 p*1 /P 0.5742/101.33 0.0057y, 0.015气相推动力：y1 y1 y*1 0.0093液相推动力：X1 x* 1X1 5y1 / m x1 2.96 10查表得（30 0C）: E2 6.17 410 KPa, m2 E2/ p 609p*2 E2x 6J 17 104 1.8 510 5 1.1106kpay*2 p*2 /P 1. 1106 /101.3B 0.011气相推动力：y2 y2 y*2 0.0040液相推动力：X2 x* 2 X2 6y2 /m2 X2 6.63 104）总压为100匕十，温度为15C时的亨利系数E为1二工；:二。
试计算：①H、m 的值（对稀水溶液密度为）;②若空气中- -亠的分压为50匕十,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。
解:1) H EMs/ g 1.2251.22 10 /1005 3105 18/(103) 2196kN.m/KmoL 1220m E /P2)p Ex50 1.22 105xX 4.10 10 4P HC50 2196CC 0.023kmol/m35）在总压为100「；厂，、水温为30C 鼓泡吸收器中，通入纯,经充分接触后 测得水中一'〔的平衡溶解度为1 ■■■' ‘ ：山二溶液，溶液的密度可近似取为汀，试求亨利系数。
解：p *=100KPa6）组分A 通过另一停滞组分B 进行扩散，若总压为…LH.&,扩散两端组分A 的分压分别为23.2 和6.5。
实验测得的传质系数"「为 、=」J-'■■■■'。
若在相同的操作条件和组分浓度下，组分 A和B进行等分子扩散，试分别求传质系数 '「和传质速率’。
p A2=6.5KPa p B1=P — p A1=78.1KPa p B2=94.8KPa5 212 10 mol /(m s Pa) D 52亍 12 10 mol/(m sPa)二 N A k G p A1 p A2 2.0 10 4kmol/(m 2s)7）已知：柏油路面积水 r •:，水温20r ，空气总压100 :代’，空气中水汽分 压1.5，设路面积水上方始终有厚的静止空气层。
问柏油路面积水吹干需多长时间？解：该过程可看作一组分通过另一停滞组分的扩散过程查表得20 °C 时水的饱和蒸汽压为P=1.5kPaHM s2857 10 21002.857 10 4(mol/L)/kPa1032857 10 4__181945 105kPa解：p A1 =23.2KPa k GD ___ P_ RT P BmD RT141 10 5mol/(m 2s Pa)p A1 =2.3346kPa p A2 =1.5kPa 依题意P BI 100 2.3346 97.6654kPa P B 2 100 1.5 98.5kPaP Bm (P BI P B 2)/L n(p Bi /p B2)98.08kPa 由表得：00C 水的扩散系数D 0.22 10 4m 2 /s 200C 水的扩散系数D 0.248 10 4m 2/s N A D P (P A 1 P A 2)/(RTZ PBm )0.248 10 4 100 (2.2346 1.5) /(8.314 293 0.25 10 3 98.08) 3.46 10 5 KmoL/(m 2 ?s)以为扩散为稳定扩散，所以 N A h/(M A )h/(M A N A )1000 3 10 3/(18 3.46 10 5)4.808 103s8) 试分别计算0C 及101.3拧二下在空气中的扩散系数，并与实验 值进行比较分析。
解：(1) A: CO 2, B:空气，M A =44, M B =29V B =29.9, V A =34.0, P=101.3KPa, t = 273.2K15151 1 "4.36 10 5TM A M B1 ■2 V B 39) 试计算三二在35C 水中的扩散系数，并与实验值进行比较分析。
解： A : HCl , B: H 2O, M B =18,a =2.6V A =3.7+21.6=25.3, T=308.2K,80.57.4 10 8M B T1P V A '3(2)A : S02, V B =29.9, B:空气, V A =44.8, 4.36 105T 1.5M A =64, M B =29P=101.3KPa, t = 273.2K1 21 1MA MB 「 1# 2PV A '3 V B 3卩=0.7225cp51.155 109822 10 6D 旷311V A10） 某传质过程的总压为300门七,吸收过程传质系数分别为紡二L07七加”阡・h ｝、匕二22咖创叶・月），气液相平衡关系符合亨利定 律，亨利系数E 为•，试求：①吸收过程传质总系数’丄和匚；②液相中的传质阻力为气相的多少倍。
3E解：10.⑴E = 10.67X 103kPa, P = 300kPa m —3557P11）在填料塔内以水吸收空气〜氨混合气中的氨。
已知：总压 P 为1大气压，温度t 为20C,亨利系数E 为’::-，气相体积传质分系数为，液相体积传质分系数 〔■为〔二。
气相 中含氨5.4% （体积），液相中含氨0.062 （摩尔分率），液相可按稀溶液处理。
试求气、液界面处平衡的浓度以及气相传质阻力占总阻力的分率。
解：m=E/P=76.6/101.33=0.756y=0.054 x=0.062 c=1000/18=55.56kmoL/m43k ym p?k am 101.33 4.25 100.0431kmoL/(m ?s)33k xm C?k Lm 5.82 1055.56 0.323kmoL/(m ?s)在界面处：y 1 mx 1k ym (y yj k xm (x 1 X 2) y 1 0.756x 14.31 10 2 (0.054 y 1)0.323(x 1 0.062)得： x 10.0629y 1 0.04751 1 1 11 K xmk yk x3557 10722••• K x = 13.941 1 m 1 3557 K y k y k x107 22••• K y = 0.3919 173mk y11/k ym 1/k ym m/k xm 1/0.0431 0.756/0.323 25.54 12）若某组分在气相中的摩尔分率保持不变，将其总压增大一倍，但其质量流速 不变，试分析】和…-的变化情况？38.462x解：k g D RTIn 陛P DP P B 1 RT pB2 pB1pBm■/ PT , DP 不变，(P B2 — p B1) =2(p B2 — p B1)•- k g 2kgT k y =Pk g ••• k y k y N A =k y (y 1 — y 2) • N A N A 13）用填料塔进行逆流吸收操作，在操作条件下，气相、液相传质系数分别为 ］和 I I ：• .： ： •「叮•， 。
试分别计算相平衡常数 w 为0.1和100时，吸收传质过程的传质阻力分配情况。
若气相传质分系数 ■■' 流量G 增加一倍时，试分别计算上述两种情况下总传质系数增大的倍数。
，当气相 解：① k y = 0.013 kmol/(m 2s), m = 0.1 时，1k 76.92k x = 0.026 kmol/(m 2 s) 3846丄丄耳80.769K y k y k x k y1K 0.952495.24%K y 0.01238 mk x ：1K y4・76%'k x ：1K0.9804 ②G ， =2G ， ky' = 20.8k m = 0.1时， 11 1 1K y k ym = 100 时，1 1丄98.04%1.96%xmQ 48.027 K y ' a 。
20821.784y38.904 K x '0.0257mk y气相阻力占总阻力分率为:1/(0.0431 25.54) 90.8°。
1 K xm = 100时,0.769 ,14)对低浓度气体吸收，当平衡关系为直线时，试证明:式中分别为塔底与塔顶两端面上的气相吸收推动力N OG (y i y2)/ y m证明：(y i y2)(Ln y i / y2)/[(y i mx2) (y2 mx?)](Ln y i / y2)/[1 m(X i X2)/(y i y?)]Ln( y i / y2)/(1 mG/L)15)用纯溶剂对低浓度气体作逆流吸收，可溶组分的回收率为咛，实际液气比为最小液气比的「倍。