化工原理吸收习题答案.doc

题1. 已知在0.1MPa（绝压）、温度为30时用清水吸收空气中的SO2， 其平衡关系为yA*= 26.7xA。如果在吸收塔内某截面测得气相中SO2的分压4133Pa， 液相中SO2浓度为CA = 0.05kmolm-3，气相传质分系数为kg = 4.1110-9kmol(m2sPa)-1，液相传质分系数kL=1.0810-4ms-1，且溶液的密度等于水的密度。试求在塔内该截面上：（1）气液相界面上的浓度CA,i和pA,i; （2）KG和KL及相应的推动力；（3）本题计算方法的基础是什么？解：（1）求pA,i和CA,i 查 30, r水= 995.7kgm-3 E = mP = 26.7 101325 = 2.71 106Pa 对定常吸收过程， kg(pA - p A,i) = kL(C A,i- CA) 以 C A,i = p A,i H 代入解得： pA,i = 3546.38Pa CA,i = pA,iH = 3546.38 2.04 10-5 = 0.0724kmolm-3 （2）求KG、KL及相应的推动力。 = + = + KG = 1.4310-9kmol(m2sPa)-1 CA* - CA = 0.084 -0.05 = 0.034kmolm-3（3）本题计算方法的基础是双膜理论。题2. 在填料层高为6m的塔内用洗油吸收煤气中的苯蒸汽。混合气流速为200kmol(m2h)-1,其初始苯体积含量为2，入口洗油中不含苯，流量为40kmol(m2h)-1。操作条件下相平衡关系为YA*=0.13XA，气相体积传质系数KYa近似与液量无关，为0.05kmol(m3s)-1。若希望苯的吸收率不低于95，问能否满足要求？解: 要核算一个填料塔能否完成吸收任务，只要求出完成该任务所需的填料层高H需，与现有的填料层高度h比较，若H需 H，则该塔能满足要求。解： YA,2 = 0.0204 (1 - 0.95) = 1.02 10-3 qn,B/S = 200 (1-0.2) =196kmol(m2h)-1 XA,2 = 0 塔顶：YA,2 = YA,2 -YA,2* = 1.0210-3塔底：YA,1 = Y A,1 -Y A,1* = 0.0204 - 0.13 0.095 = 8.05 10-3 该塔不能满足要求。3. （16分）解：已知：D=0.8m , LS =1200kg.h-1, G=1000Nm3.h-1 y1=0.013 =0.995 x2=0 y*=0.75x K ya = 0.055kmol.m-3.s-1 Ls =1200/(360018)=0.0185 kmol/s （1分） G =1000/(22.43600)=0.0124kmol/s （1分） 为低浓度吸收 (L/G)=0.0185/0.0124=1.49 x1=(G/L)(y1-y2)+x2=(0.013-0.000065)/1.49=0.00868 （2分）y2=y1(1-)=0.013(1-0.995)=0.000065 （2分） ZHOGNOG （1分）而NOG =(y1-y2)/ym （1分） y1=y1-y1*=0.013-0.750.00868=0.006490 （1分） y2=y2-y2*=0.000065-0=0.000065 （1分）ym=(y1-y2)/ln(y1/y2) （2分） =(0.006490-0.000065)/ln(0.006490/0.000065) =0.001396 NOG=(0.013-0.000065)/0.001396=9.266 （1分） HOG /（ya） （2分） 0.0124/(0.7850.80.80.055)=0.449(m) Z9.2660.449=4.2m （1分）题4 在一塔径为0.8m的填料塔内，用清水逆流吸收空气中的氨，要求氨的吸收率为99.5%。已知空气和氨的混合气质量流量为1400kg/h，气体总压为101.3kPa，其中氨的分压为1.333 kPa。若实际吸收剂用量为最小用量的1.4倍，操作温度（293K）下的气液相平衡关系为Y*=0.75X，气相总体积吸收系数为0.088kmol/m3s，试求（1）每小时用水量；（2）用平均推动力法或解吸因数法求出所需填料层高度。解(1) 因混