第9章 吸收
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1.已知在总压101.3kPa(绝)及温度25℃时，100g 水中含氨lg 的溶液上方，氨的平衡分压为986Pa ，在此浓度范围内溶液服从亨利定律，试求： (1)溶解度系数H[)/(3
a kp m
kmol ⋅]，
亨利系数E (kPa)及相平衡常数(m) (2)总压提高到202.6kPa(绝)时的H 、E 、m 值。
解：(1)01048.018
100171171
=+=x ，a e kp x p E 1.9401048.0986.0===
)/(59.01
.94181000
3a sm kp m kmol E C H ⋅===，93.03.1011.94==
=p E m (2)总压提高到202.6kPa(绝)时：a kp E 1.94= )/(59.03
a kp m kmol H ⋅=，465.06
.2021
.94===
p E m 2.已知总压l01.3kPa 及温度10℃时，氧在水中的溶解度可用下式表示： x p e
41027.3⨯=
式中：e p －氧在气相中的平衡分压，atm ；
x －氧在液相中的摩尔分率。
试求在此温度与压力下、空气与水充分接触后，水中氧的最大浓度(分别以
3/m g 及33/m Nm 表示)。氧在空气中的体积百分率为21％。注：1atm ＝
101.3kPa 。 解：6
4
41042.610
27.321.01027.3-⨯=⨯=⨯=
e p x
)/(1099.7104.2232
42.11)
/(42.11321042.6181010003333363m Nm m g ---⨯=⨯⨯==⨯⨯⨯⨯= 3.将含2CO 20％、惰性气体80％(体)的混合气，在体积为23
m 的密闭容器中，与l 3
m 的清水在25℃下长期充分接触。若刚开始接触时混合气的压力为101.3kPa(绝)，试求
(1)2CO 在水中的最终浓度及混合气的最终压力各为多少。
(2)刚开始接触时的总传质推动力，分别以分压差、摩尔分率差及液相浓度差表示。
解：(1)设2CO 在水中溶解了a mol ，查得，25℃时，2CO 在水中的亨利系数
a kp E 51066.1⨯=
由亨利定律：Ex V
aRT
p CO =-
2
代入数据
a
a
a +⨯⨯
⨯=+⨯⨯-⨯-18
1095.9961066.11
)2515.273(10314.82.03.101353 解得：mol a 7.3=
2CO 在水中的最终浓度=3/7.31
7
.3m mol =
混合气的最终压力为：
a kp 1.922
)
2515.273(10314.87.33.1013=+⨯⨯--
(2)刚开始接触时的总传质推动力为：
a e G kp p p 26.2002.03.101=-⨯=-
2.002.0=-=-e y y
4
5
1022.103
.1011066.12.0-⨯=-⨯=-=-=-x p E y x m
y x x e L M
L L e C p E
C C Hp C C -=
-=-
35
3
/76.602.03.10110
66.118101000m mol =-⨯⨯⨯⨯= 4.在填料塔中用清水吸收混于空气中的低浓度甲醇蒸气，操作温度27℃，压力101.3kPa 。甲醇在气液两相中的浓度都很低，平衡关系服从亨利定律，亨利系数E =28.4kPa 。若气相传质系数)/(1055.125a G kp s m kmol k ⋅⋅⨯=-，液
相传质系数s m k L
/1008.25-⨯=，试求
(1)气相总传质系数G K ，并算出气相阻力在总阻力中所占的百分数；
(2)x k 、y k 及x K 、y K 。
解：(1))/(956.14
.281810003
a sm kp m kmol E C H ⋅===
45
510909.810
08.2956.111055.11111⨯=⨯⨯+⨯=+=--L G G Hk k K
()
kPa S m kmol .K G ⋅⋅⨯=-25101221
气膜阻力：
6451610
5511
15=⨯=-.k G
1G (2))/(10156.11008.218
1000
235s m kmol k C k L sm x ⋅⨯=⨯⨯==--
)/(1057.11055.13.101235
s m kmol pk k G y ⋅⨯=⨯⨯==--
28.03
.1014.28===p E m
3
3310140.310
57.128.0110156.11111⨯=⨯⨯+⨯=+=--y x x mk k K ()S m kmol K x ⋅⨯=-2410185.3
87910
156.128.01057.111133=⨯+⨯=+=--x y y k m k K
()S m kmol K y ⋅⨯=-2310137.1
5.已知稳定操作情况下，上题吸收塔内某一截面处气相中甲醇的摩尔分率y ＝0.05、液相中甲醇的摩尔分率x ＝0.01。试根据上题中的有关数据计算该截面处的传质速率A N )/(2
s m kmol ⋅。
解：由传质速率方程式：
)(e y A y y K N -=
531037.5)01.028.005.0(10137.1--⨯=⨯-⨯⨯=()S m kmol ⋅2
6.在30℃，2CO 分压为5.06kPa 的混合气分别与(1)含2CO 0.00l 3
/m kmol 的水溶液接触；(2)含2CO 0.0033
/m kmol 的水溶液接触。已知30℃下2CO 水溶液的亨利系数a kp E 5
10
885.1⨯=试求上述两种情况下的传质方向和推动