化工原理(管国锋主编 第三版)课后习题答案6 气体吸收

第6章 气体吸收

1)总压100

,温度25℃的空气与水长时间接触,水中的

的浓度为多少?

分别用摩尔浓度和摩尔分率表示。空气中 解:将空气看作理想气体:y=0.79 p*=yp=79kPa

查表得 E=8.76×105kPa

的体积百分率为0.79。

x?p*/E?10?6

H=?/(EMS)?1000/(8.76?105?18)?6.342?10?6kmoL/(kN.m) C=p*.H=79×6.342×10-5=5.01×10-4kmol/m3

2)已知常压、25℃下某体系的平衡关系符合亨利定律,亨利系数E为

大气压,溶质A的分压为0.54大气压的混合气体分别与三种溶液接触:①溶质A浓度为 ③溶质A浓度为 间的转移方向。

的水溶液;②溶质A浓度为

的水溶液;

的水溶液。试求上述三种情况下溶质A在二相

解: E=0.15×104atm,p=0.054atm,P=1atm,y=p/P=0.054

E.?104 ① m??015P0.02?3.6?10?5 x1?31?1018** ∴y1?mx1?0.054 ∴?y?y?y1?0 ∴平衡

② x2?0.001?5?18.?10 31?1018 ∴y* ∴?y?y?y*.2?mx2?00272?0 ∴气相转移至液相 ③ x3?0.003?5?5.4?10 31?1018* ∴y*3?mx3?0.081 ∴?y?y?y3?0 ∴液相转移至气相

④ P=3atm y=0.054 E=0.15×104atm

∴m=E/P=0.05×104 x4=x3=5.4×10-5

∴y* ∴?y?y?y*.4?mx4?00274?0 ∴气相转移至液相 3)某气、液逆流的吸收塔,以清水吸收空气~硫化氢混合气中的硫化氢。总压为1大气压。已知塔底气相中含

1.5%(摩尔分率),水中含

的浓

度为 (摩尔分率)。试求塔底温程推动力。

5℃及30℃时的吸收过

解:查表得(50C) E1=3.19×104kpa m1=E1/P=315 p*1=Ex=0.319?105?1.8?10?5?0.5724KPa

y*1?p*1/P?0.5742/101.33?0.0057y.1?0.015气相推动力:?y1?y1?y*1?0.0093液相推动力:?x1?x*1?x1?y1/m?x1?2.96?10?5查表得(300C):E2?6.17?104KPa,m2?E2/p?609p*2?E2x?6.17?104?1.8?10?5?1.1106kpay*2?p*2/P?1.1106/101.33?0.011气相推动力:?y2?y2?y*2?0.0040液相推动力:?x2?x*2?x2?y2/m2?x2?6.63?10?6

4)总压为100 ,温度为15℃时 的亨利系数E为

。试计

算:①H、m的值(对稀水溶液密度为 );②若空气中 的分压为50 ,试求与其相平衡的水溶液浓度,分别以摩尔分率和摩尔浓度表示。

解:1)H?EMs/?g?1.22?105?18/(103)?2196kN.m/KmoLm?E/P?1.22?105/100?12202)p?Ex50?1.22?105xx?4.10?10p?HC50?2196CC?0.023kmol/m3?4

5)在总压为100

测得水中 为

解: p*=100KPa

、水温为30℃鼓泡吸收器中,通入纯 的平衡溶解度为 ,试求亨利系数。

,经充分接触后

溶液,溶液的密度可近似取

C2.857?10?2H?*??2.857?10?4 (mol/L)/kP

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