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)/kPa
100p?1035 kPa E???1945.?10?4HMs2.857?10?186）组分A通过另一停滞组分B进行扩散，若总压为
的分压分别为23.2
和6.5
，扩散两端组分A
为
。实验测得的传质系数
。若在相同的操作条件和组分浓度下，组分A和B
进行等分子扩散，试分别求传质系数
和传质速率
。
解：pA1=23.2KPa pA2=6.5KPa pB1=P－pA1=78.1KPa pB2=94.8KPa
kG?D?P?DP????RT??pBm?RT??pB1?pB2?ln?141.?10?5mol/(m2?s?Pa) pB2pB1D?12.?10?5mol/(m2?s?Pa) RT?D??12.?10?5mol/(m2?s?Pa) ∴kG?RT?∴
??∴NA?kG?pA1?pA2??2.0?10?4kmol/(m2?s)
7）已知：柏油路面积水 ，水温20℃，空气总压100 ，空气中水汽分压1.5 ，设路面积水上方始终有 厚的静止空气层。问柏油路面积水吹干需多长时间？ 解：该过程可看作一组分通过另一停滞组分的扩散过程 查表得 200C时 水的饱和蒸汽压为P=1.5kPa 依题意 pA1=2.3346kPa pA2=1.5kPa