化工原理第8章吸收作业传质速率方程.doc

化工原理姓名： ；学号： ；班级： 第8章 吸收（传质速率方程）一、填空题:1. 化工生产中吸收可应用在1、 ，2、_，3、。2. 吸收质是指；而吸收剂则是指_；惰性组分是指_。3. 图所示为同一温度下A.B.C三种气体在水中的溶解度曲线。由图可知， 它们溶解度大小的次序是；同一平衡分压下，它们的液相平衡浓度大小顺序是。4. 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_。5. 吸收中， 温度不变，压力增大，可使相平衡常数_（增大， 减小，不变），传质推动力_(增大，减小，不变)6.实验室用水逆流吸收空气中的CO2，当水量和空气量一定时，增加CO2，则入塔气体浓度_，出塔气体浓度_,出塔液体浓度_. 2.吸收总推动力用气相浓度差表示时，应等于_和_之差。7. 当平衡线为直线时，总传质系数与分传质系数之间的关系可以表示为，表示，当项可忽略时，表示该吸收过程为气膜控制。8. 对于难溶气体，吸收时属于控制的吸收，强化吸收的手段是_。二、计算题1某系统温度为10，总压101.3kPa，试求此条件下在与空气充分接触后的水中，每立方米水溶解了多少克氧气？（10时，氧气在水中的亨利系数E为3.31106kPa。）2在总压101.3kPa，温度30的条件下, SO2摩尔分率为0.3的混合气体与SO2摩尔分率为0.01的水溶液相接触，试问：从液相分析SO2的传质方向；从气相分析，其它条件不变，温度降到0时SO2的传质方向；其它条件不变，从气相分析，总压提高到202.6kPa时SO2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。3在温度为20、总压为101.3kPa的条件下，CO2与空气混合气缓慢地沿着Na2CO3溶液液面流过，空气不溶于Na2CO3溶液。CO2透过1mm厚的静止空气层扩散到Na2CO3溶液中，混合气体中CO2的摩尔分率为0.2，CO2到达Na2CO3溶液液面上立即被吸收，故相界面上CO2的浓度可忽略不计。已知温度20时，CO2在空气中的扩散系数为0.18cm2/s。试求CO2的传质速率为多少？4在总压为100kPa、温度为30时，用清水吸收混合气体中的氨，气相传质系数=3.8410-6 kmol/（m2skPa），液相传质系数=1.8310-4 m/s，假设此操作条件下的平衡关系服从亨利定律，测得液相溶质摩尔分率为0.05，其气相平衡分压为6.7kPa。求当塔内某截面上气、液组成分别为y=0.05，x=0.01时以、表示的传质总推动力及相应的传质速率、总传质系数；分析该过程的控制因素。一、填空题:1. 制取液体产品， 回收和分离有用组分， 净化气体。2. 被液体吸收的组分，用于吸收的液体，不被吸收剂吸收的组分。3. CBA； 在同一平衡分压下液相平衡浓度ABC4. 不变； 减少； 不变5. 减小 增大6 1.增加； 增加； 增加 2.气相主体摩尔浓度； 同液相主体浓度相平衡的气相浓度7. 液膜阻力， 气膜阻力 ，8. 液膜、 增大液相侧的传质分系数或液流湍动程度。二、计算题1解：空气按理想气体处理，由道尔顿分压定律可知，氧气在气相中的分压为：=101.30.21=21.27kPa 故 3.5710-4kmol/m3mA=3.5710-4321000=11.42g/m32解：(1)查得在总压101.3kPa，温度30条件下SO2在水中的亨利系数E=4850kPa 所以 47.88 从液相分析 x=0.01故SO2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，SO2在水中的亨利系数E=1670kPa =16.49从气相分析y*=mx=16.490.01=0.16y=0.3故SO2必然从气相转移到液相，进行吸收过程。（3）在总压202.6kPa，温度30条件下，SO2在水中的亨利系数E=4850kPa =23.94从气相分析y*=mx=23.940.01=0.24y=0.3故SO2必然从气相转移到液相，进行吸收过程。 以液相摩尔分数表示的吸收推动力为:x=x*x=0.01250.01=0.0025以气相摩尔分数表示的吸收推动力为:y= y y*=0.30.24=0.063解 : CO2通过静止空气层扩散到Na2CO3溶液液面属单向扩散，可用式（5-42）计算。已知：CO2在空气中的扩散系数D=0.18cm2/s=1.810-5m2/s扩散距离z=1mm=0.001m，气相总压p=101.3kPa气相主体中溶质CO2的分压pA1=pyA1=101.30.2=20.27kPa气液界面上CO2的分压pA2=0所以，气相主体中空气（惰性组分）的分压pB1=ppA1=101.320.27=81.06kPa气液界面上的空气（惰性组分）的分压pB2=ppA2=101.30=101.3kPa空气在气相主体和界面上分压的对数平均值为：=1.6710-4kmol/(m2s)4解：（1）根据亨利定律相平衡常数溶解度常数=1000.05-1340.01=3.66kPa= kmol/（m2s