化工原理吸收计算题及答案.docxVIP

PAGE PAGE 24 5.5 吸收习题精选 5-26. 在25℃下，用CO2浓度为0.01kmol/m3和0.05kmol/m3的CO2水溶液分别与CO2分压为50.65kPa的混合气接触，操作条件下相平衡关系为pA*=1.66×105x(kPa),试说明上述两种情况下的传质方向，并用气相分压差和液相摩尔浓度差分别表示两种情况下的传质推动力。 解： pA*=1.66×105×1.8×10-4=29.9(kPa) pA=50.65 kPa> pA* 所以传质方向为溶质由气相到液相（吸收过程） 以气相分压差表示的传质推动力为 与CO2分压为50.65kPa的气相呈相平衡的液相摩尔浓度 以液相摩尔浓度差表示的传质推动力为 P’A*=1.66×105×9.0×10-4=149.4(kPa) pA=50.65 kPa< pA* 所以传质方向为溶质由液相到气相（解吸过程） 以气相分压差表示的传质推动力为 以液相摩尔浓度差表示的传质推动力为 5-27.在一填料塔内用清水逆流吸收某二元混合气体中的溶质A。已知进塔气体中溶质的浓度为0.03（摩尔比，下同），出塔液体浓度为0.0003，总压为101kPa，温度为 40℃，问: （1）压力不变，温度降为20℃时，塔底推动力（Y-Y*）变为原来的多少倍？ （2）温度不变，压力达到202 kPa，塔底推动力（Y-Y*）变为原来的多少倍？ 已知：总压为101kPa，温度为 40℃时，物系气液相平衡关系为Y*=50X。总压为101kPa，温度为 20℃时，物系气液相平衡关系为Y*=20X。 解： 总压为101kPa，温度为 40℃时 所以 （1）压力不变，温度降为20?C时 所以 (2) 压力达到202 kPa，温度为 40?C 所以 5-28.在一填料塔中进行吸收操作，原操作条件下，kYa=kXa=0.026kmol/m3.s，已知液相体积传质系数kXa?L0.66。试分别对m=0.1及m=5.0两种情况，计算当液体流量增加一倍时，总传质阻力减少的百分数。 解： (1) 时 时 所以，阻力减少： (2) 时 时 所以，阻力减少： 5-29. 用清水在填料吸收塔中逆流吸收含有溶质A的气体混合物。进塔气体浓度为0.05（摩尔分率），在操作条件下相平衡关系为Y*=5X，试分别计算液气比为6、5和4时，出塔气体的极限浓度和液体出口浓度。 解 (1) ，当填料层高度为无穷时，操作线ab与平衡线交于塔顶。 Xb' X b' Y*=5X Y Y1 a' a b 习题5-29附图 由物料衡算： 其中 (2) ，操作线ab与平衡线重叠 ， (3) ，操作线a’b’与平衡线交于塔底。 由物料衡算： 5-30.在填料塔中用清水吸收混合气体中的溶质，混合气中溶质的初始组成为0.05（摩尔分率），操作液气比为3，在操作条件下，相平衡关系为Y*=5X，通过计算比较逆流和并流吸收操作时溶质的最大吸收率。 解：(1) 逆流时 在塔底达平衡 (2) 并流时 在塔底达平衡， 逆流时溶质吸收率高 5-31.在101.3kPa、35℃的操作条件下，在吸收塔中用清水逆流吸收混合气中的溶质A，欲将溶质A的浓度由0.02（摩尔分率，下同）降至0.001，该系统符合亨利定律，操作条件下的亨利系数为5.52?104kPa。若操作时吸收剂用量为最小用量的1.2倍， （1）试计算操作液气比L/V及出塔液相组成X1。 （2）其它条件不变，操作温度降为15℃，此时亨利系数为1.2?104kPa， 定量计算L/V及X1如何变化。 解： (1) 101.3kPa、35℃下 ， (2) 温度降为15?C时 5-12X2X 1 2 X2 X11 X12 Y1 Y3 Y2 （2） X2 1 2 X3 X1 Y1 Y3 Y2 （1） X1X2 上 下下下下下Y1X X1 X2 上 下 下下下 下 Y1 X3 （4） Y2 1 2 X2 X3 X1 Y1 Y21 Y22 （3） （习题5-32附图） Y Y Y1bb Y3 Y2 X2 X3 X1 X (2) (1) E （ （1） （2 （2） (2) Y Y1 Y3 Y2 X2 X12 X11 X E (1) （3 （3） (2) (1) Y Y1 Y211 Y22 X2 X X1 X3 E （4 （4） Y Y1 Y2 X1 X2 X3 X E 上 下 5-33.用纯溶剂逆流吸收低浓度气体中的溶