石油化学工程基础习题8答案

第八章 吸 收

8-1 100克纯水中含有2克2SO ，试以摩尔比表示该水溶液中2SO 的组成。

解：水的摩尔数：

mol . 5556518

100

=

2SO 的摩尔数：

mol . 10125364

2

2-⨯= 摩尔比：22

1062555556

5101253--⨯=⨯=

...X 8-2 含

3NH 3%（体积）的混合气体，在填料塔中为水所吸收。试求氨溶液的最

大浓度。塔内绝对压力为

26202m kN .。在操作条件下，气液平衡关系为

x p 267=，式中：p —气相中的氨的分压，2m kN ；x —液相中氨的摩尔分率。

解：2m kN 07860306202...y P p =⨯==总

x p 267= 则 022760267

0782267..p *x ===

3

kmol 2641181000022760m ..C A =⎪⎭

⎫ ⎝⎛⨯=

8-3 于23101m kN

.、27℃下用混于空气中的甲醇蒸汽。甲醇在气液两相中的浓

度很低，平衡关系服从亨利定律。已知溶解度系数()2

39551m kN m kmol .H ⋅=，

气

膜

吸

收

系

数

()

kPa

S m kmol .k G ⋅⋅=2551，液膜吸收系

数

()[]2

2510082m kmol S m kmol .k L ⋅⋅⨯=-。试求吸收总系数G K

和气膜阻力在总阻

力中所占的分率。

解：

4

5510911810

08295511105511111⨯=⨯⨯+⨯=+=--....Hk k K L G G

()kPa

S m kmol .K G ⋅⋅⨯=-25101221

气膜阻力：

6451610

5511

15=⨯=-.k G 气膜阻力所占分率：%..K k G G 407210

911864516

114

=⨯=

8-4 20℃的水与氮气逆流接触以脱除水中的氧气。塔底入口的氮气中含氧0.1%（体积），设气液两相在塔底达到平衡，平衡关系服从亨利定律。求下列两种情况下水离开塔底时的最低含氧量。以3m mg 水表示。

⑴操作压强为kPa .3101（绝压）；⑵操作压强为

kPa .540（绝压）。

解：20℃时氧溶于水时的亨利系数kPa .atm .E 641006410014⨯=⨯=

⑴

kPa .%..p e 10130103101=⨯= 根据Ex p e =

得：8

61049210

06410130-⨯=⨯==...E p x e

8

8

10492110492181000321--⨯-⨯==-=..a x x X 33534410434m mg .m kg .a =⨯=-

⑵

kPa .%..p e 0405010540=⨯= 根据Ex p e =

得：9

610975910

06404050-⨯=⨯==...E p x e

9

9

1097591109759181000321--⨯-⨯=

=-=..a x x X

3357317107731m mg .m kg .a =⨯=-

8-5 某逆流吸收塔塔底排出液中含溶质

4102-⨯=x （摩尔分率），进口气体中

含溶质2.5%（体积），操作压强为kPa .3101。气液平衡关系为x y 50=。现将操

作压强由kPa .3101增至kPa .6202，试问塔底推动力()e y y -及()x x e -各增加至

原来的多少倍？ 解：由x y 50=，则在kPa .3101下

010********.x y e =⨯⨯==- 则推动力01500100250...y y e =-=-

410550

025

050-⨯===.y x e 则推动力444103102105---⨯=⨯-⨯=-x x e

当压力增大时，m 发生变化 25506

2021013P'P m' =⨯=⋅=∴=

.m P E m Θ 气液平衡关系改变为x y 25=

005010225254.x 'y e =⨯⨯==- 则推动力020********...'y y e =-=-

001025

025

025..y 'x e === 则推动力441081020010--⨯=⨯-=-.x 'x e

8-6 在逆流操作的吸收塔中，kPa .3101、24℃下用清水吸收混合气中的

S H 2，

将其浓度由2%降至0.1%（体积百分数）。该系统符合亨利定律，亨利系数

kPa .E 41055⨯=。若取吸收剂用量为理论最小用量的

1.2倍，试计算操作液气

比

V L 及出口液相组成。

解：由于气体浓度较低，因此用X 、Y 近似取代x 、y 。 因此认为：0201

.Y = 00102.Y = 02=X

945423

10110554...P E m =⨯==

51110684394

542020-⨯===...m Y *X