化工原理习题课件

1、0156. 018/100017/1517/15BAAAnnnnnx022403251012662.Ppy*A*436. 10156. 00224. 0*xymE=Pm=101.3251.436=145.5kPa 3 .1450156. 0266. 2*xpEAkPa 溶剂水的密度s=1000kg/m3，摩尔质量Ms=18kg/kmol，计算H382. 0183 .1451000ssEMHkmol/（m3kPa） 2. 在压强为101.33Kpa,温度为25下,溶质组成为0.05(摩尔分数)的CO2-空气混合物与浓度为1.110-3Kmol的CO2水溶液接触,判断传质过程方向.已知在101.3

2、3Kpa,25下CO2在水中的亨利系数E为1.660105Kpa.3.含氨极少的空气于101.33kPa，20被水吸收。已知气膜传质系数kG=3.1510-6kmol/（m2skPa），液膜传质系数kL=1.8110-4kmol/（m2skmol/m3），溶解度系数H=1.5kmol/（m3kPa）。气液平衡关系服从亨利定律。求：气相总传质系数KG、KY；液相总传质系数KL、KX。5461024. 31081. 15 . 111015. 31111LGGHkkKsmkmol101331008933310146.PKKGY解：因为物系的气液平衡关系服从亨利定律，故 KG=3.08910-6kmo

3、l/（m2skPa）由计算结果可见 KGkG 此物系中氨极易溶于水，溶解度甚大，属“气膜控制”系统，吸收总阻力几乎全部集中于气膜，所以吸收总系 数与气膜吸收分系数极为接近。依题意此系统为低浓度气体的吸收，KY可按下式来计算。 56410815. 41015. 35 . 11081. 1111GLLkHkK6L1008. 2K3mkmol6 .55181000ssMc根据式求KL kmol/(m2s ) 同理，对于低浓度气体的吸收，可用式（6-36）求KX KX=KLc 由于溶液浓度极稀，c可按纯溶剂水来计算。 KX=KLc=2.0810-655.6=1.1610-4kmol/（m2s）kmol

4、/m3 由气液相平衡关系和物料衡算关系联立求解，可求出由气液相平衡关系和物料衡算关系联立求解，可求出CO2在水中的极限浓度和剩余气体总压。在水中的极限浓度和剩余气体总压。在常压在常压(101.3kPa)和和25下，下，1m3CO2 -空气混合气空气混合气体体(CO2体积分率为体积分率为20%)与与1m3清水在清水在2m3的密闭容的密闭容器中接触传质。假设空气不溶于水中，试求器中接触传质。假设空气不溶于水中，试求CO2在在水中的极限浓度水中的极限浓度(摩尔分率摩尔分率)及剩余气体的总压及剩余气体的总压。已知操作条件下气液平衡关系服从已知操作条件下气液平衡关系服从Henry定律，定律，Henry系

5、数系数E=1.662105kPa。解：解：气液平衡方程：气液平衡方程：p*=1.662105x 物料衡算：物料衡算：气相中失去的气相中失去的CO2为：为：)2 . 0(*1pPRTVn液相中获得液相中获得CO2为：为：xxxcVn56.551181000L2则则 0.00818-0.0000404p*=55.56x 联立、，可得：联立、，可得：x=6.6710-5(即为即为CO2在水中极限浓度在水中极限浓度) p*=11.1kPa剩余气体总压为：剩余气体总压为：p余=0.8P+p*=0.8101.33+11.1=92.16kPa*000404. 000818. 0)3 .1012 . 0(29

6、8314. 81pp讨论：讨论：p=p-p*=0.2101.33-0=20.3kPa随吸收过程进行，推动力减小，直至平衡时，液相达到最随吸收过程进行，推动力减小，直至平衡时，液相达到最大浓度，此时推动力为零。大浓度，此时推动力为零。气液开始接触时，吸收推动力最大，为：气液开始接触时，吸收推动力最大，为：6.在逆流操作的吸收塔内，于在逆流操作的吸收塔内，于1.013105Pa、24下用清水吸收混合气中的下用清水吸收混合气中的H2S，将其浓度由，将其浓度由2%降至降至0.1%（体积百分数）。该系统符合亨利定律（体积百分数）。该系统符合亨利定律，亨利系数，亨利系数E=5451.013105Pa。若取吸收剂用。若取吸收剂用量为理论最小用量的量为理论最小用量的1.2倍，试