吸收作業(yè)答案

1、6-3.進入吸收器的混合氣體中，NH3體積分數(shù)為10%吸收率為90%求離開吸收器時NH3的組成，以摩爾比 Y和摩爾分數(shù)y表示。吸收率的定義為被吸收的溶質(zhì)量原料氣中的溶質(zhì)量 -丫2728解:混合氣體中組分的摩爾分率=體積分率 Yiy10.10.1111沖 1-0.1=1 _Y Y 二(1-r) =0.111 (10.9)=0.0111丫21 丫20.01111 0.01117.溫度為20C，總壓為0.1 MPa時，co2水溶液的相干衡常數(shù)為m=166Q當(dāng)總壓為1 MPa時，相平衡常數(shù) m為多少？溫度為20C時的亨利系數(shù)E為多少MPa ?解： 口 = E (E在一定溫度下不變)P 20C，總壓為0

2、.1 MPa時E=mp=1660 0.1 =166 (MPa) 20C，總壓為1 MPa時m = E = 166 =166 (MPa)P 110.女口習(xí)題5-10附圖所示,在一細金屬管中的水保持25C，在管的上口有大量干空氣(溫度25C,總壓101.325 kPa )流過，管中的水汽化后在管中的空氣中擴散，擴散距離為100mm空氣(25 C, 101.325kPa )試計算在穩(wěn)定狀態(tài)下的汽化速率kmol/(m2 s。解：查表得：25 C時，水的飽和蒸氣壓 p： = 3.168 kPa水在空氣中的分子擴散系數(shù)D = 0.256 cm20.256 10f2/s擴散距離為Z= 100 mm = 0.

3、1 mDNa 二RTZP ( P A1 - P A2 )PBm25XPai = PaPai = PapB1 =p_pA =101.325 3.168 = 98.157 (kPa)pB2 - p = 101.325 (kPa)PB2 Pb1PBm In Pb2/ / pB1p -(p -p A) lnP/P- P A101.325- (101.325-3.168)In 101.325101.325- 3.168= 99.733 (kPa)NRTZ(Pa1 - Pa2 )pBm0.256 10 101.325c、(3.168-0) 8.315 298.15 0.1 99.733=3.32 10=

4、(kmol.(m2 s)12.水在吸收塔中吸收混合氣中的溶質(zhì)A,吸收塔某截面上，氣相主體中溶質(zhì) A的分壓為5kPa,液相中溶質(zhì) A的摩爾分數(shù)為0.015。氣膜傳質(zhì)系數(shù)kY =2.5 10kmol/(m2 s)，液 相傳質(zhì)系數(shù) kX = 3.5 10”kmol/(m2 s)。氣液相平衡可用亨利定律表示，相平衡常數(shù)m =0.7?？倝簽?01.25 kPa。試求：(1 )氣相總傳質(zhì)系數(shù) Ky，并分析吸收過程是氣膜控 制還是液膜控制；(2)試求吸收塔該截面上溶質(zhì)A的傳質(zhì)速率na。解：依題意得：(1)v _!1KykY kx1Ky丄十竺kYkx1-1+0.72.5 1053.5 10= 2.487 10

5、 kmol/(m2 s)t Ky : kY =2.5 10kmol/(m2 s)該吸收過程為氣膜控制(2). 丫 二 PaPPa101.325 5 = 。521 Xa0.01510.015= 0.0152Y JmX =0.7 0.0152 =0.011該截面溶質(zhì) A的傳質(zhì)速率為:Na =Ky(Y -Y )= 2.187 10(0.052 -0.011)6 2= 1.02 10 一 kmol/(m s14.從礦石焙燒爐送出的氣體，含體積分數(shù)9%的SO2，其余視為惰性氣體。冷卻后送入吸收塔，用水吸收其中所含SO2的95%吸收塔的操作溫度為 30C，壓力為lOOkPa。每小時處理的爐氣量為1000

6、m2 （30 C、lOOkPa時的體積流量），所用液一汽比為最小值的1.2倍.求每小時的用水量和出塔時水溶液組成。平衡關(guān)系數(shù)據(jù)為液相 中SQ溶解度/ kg(SQ) lOOkggO)二7.55.02.51.51.00.50.20.1氣相中sq平衡分壓/ kPa91.760.328.816.710.54.81.570.63解:依題意得:丫10.091-0.09-0.099丫1 二(1 - )丫2=(1 -095) 0.099=0.00495gh!000273.1522.4 173.15 30 101.325(1-0.09)= 36.13(kmol/h)進吸收塔時SO2的分壓為:ppy, =100

7、0.09 =9 (kPa)由平衡關(guān)系內(nèi)插得溶液可求得平衡溶度1.0 - 0.5 _ 1.0 - A10.5 4.810.5-9A =0.868 10 - kg SO2/100kg H 20換算為摩爾比得：X1 嚴8 18 =2.44 10 衛(wèi)100640.099 -0.0049532.44 10 一= 38.55(g)=1.2 (G)min=1.2 38.55 =46.26每小時用水量為:LL = G 1.2()minG=36.13 46.26= 1671.38 (kmol /h)=1671.38 18(kg/h)= 30084 (kg/h)L（6） -丫2X!出塔時水溶液組成為:X1_丫2_

8、 L0.099 -0.0049546.26= 2.03 1015.在一吸收塔中，用清水在總壓0.1 MPa、溫度20C條件下混合氣體中的 CO2，將其組成從2%降至0.2 % （摩爾分數(shù)）。20 C時CO2水溶液的亨利系數(shù)E =144MPa 。吸收劑用量為最小用量的1.2倍試求： 液-汽比L/G及溶液出口組成 X,; （2）總壓改為1 MPa 時的L/G及X1。解:（1）總壓力=0.1MPa時yi1yi0.02= 0.020410.02丫2y 0.01% 一1 -y2 一 1 -0.01%=0.001x2 = 0144 =14400.1二（min_丫2 m - X2.204 一.01 =164

9、3.30.0204 1140 -0Y1 一丫2X1 X2- X!L G0.0204 -0.0011643.3= 1.18 10,（2）總壓 p =1MPa =10p時由（1）中可得以下關(guān)系：LL（）=10（）GGFX, =10X10 1.18 10*18.氣體混合物中溶質(zhì)的組成Y, =0.02（摩爾比），要在吸收塔中用吸收劑回收。氣液相平衡關(guān)系為Y” =1.0X。試求：（1）下列3種情況下的液相出口組成 X.與氣相總傳質(zhì)單 元數(shù)Nog （利用圖5-23 ）并進行比較，用推動力分析Ng的改變（3種情況的溶質(zhì)回收率均為 99%）。 入塔液體為純吸收劑，液 -氣比L / G = 2 ; 入塔液體為純

10、吸收劑，液-氣比L / G =1.2;入塔液體中含溶質(zhì)的組成X2 =0.0001 （摩爾比）。液-氣比L/G =1.2。（1）入塔液體為純吸收劑，液-氣比L/G =0.8，溶質(zhì)的回收率最大可達多少?解：注：圖解法略。依題意得：（1 ）求液相出口組成X1與氣相總傳質(zhì)單元數(shù) Nog X2 =0 ,m=1Y =0.02筆二丫1(1 一 )=0.02 (1 0.99)=0.0002 .G Y 筆 二L X1 -X2- X1丫1 -丫2G L0.02-0.0002T2= 0.0396丫1 - mX2丫2 - m X2丫20.020.0002=100心丄0.52Nog亠嚳冊）晉L-A1-0.5) 100

11、0.0.51= 7.83,m =1丫 =0.02丫 二丫1(1 - )=0.02 (1 -0.99) = 0.0002X1丫 -丫2G L0.02-0.00021 1.2-0.0238YiE 一丫1 一 0.0200Y2 -mX2%0.0002mG10.8331.2Nog1InmG1 -LmG mX2mG I川? L_1 In（1 -0.833） 100 0.833 1-0.833= 17.15 X2 =0.0001 ,m=1Y1 =0.02Y2 = Y （1 ） = 0.02 匯（1 0.99） = 0.0002X!Y -丫2GL0.02-0.00021 1.2Y1 -mX2Y2 mX20.

12、02 -0.00010.0002 0.0001= 199mG0.8331.2N ogmG1 -L1In（1_W）（丫應(yīng)IL L Y2 - mX2 L*0.833（i833）便。曲= 21.13（2）求溶質(zhì)的最大回收率X2 =0氣體達到平衡時： Xi = 丫1mL _ 丫1 -匕G 丫 m-X2Y -Y l1 - 0.8 100% = 80%Y1mG22.由某種碳氫化合物（摩爾質(zhì)量為113kg./kmol）與另一種不揮發(fā)性有機化合物 為135 kg./kmol）組成的溶液中碳氫化合物占8% （質(zhì)量分數(shù)）。要在100 C、101.（摩爾質(zhì)量325kPa （絕對壓力）下，用過熱水蒸氣進行解吸，使溶液中碳氫化合物殘留量在0.2%（質(zhì)量分數(shù)）以內(nèi),8% 1138% 113 1-8% 135二 0.094水蒸氣用量為最小用量的2倍。氣液相平衡常數(shù) m =0.526，填料塔的液相總傳質(zhì)單元高度解：依題意得：水蒸氣中不含溶質(zhì)，故丫2 =0Hol -0.5m。試求解吸塔的填料層高度。XiXi2% 1132% 113 1-2% 13