第七章 吸 收
7-1 总压101.3 kPa，温度25℃时，1000克水中含二氧化硫50克，在此浓度范围内亨利定律适用，
通过实验测定其亨利系数E为4.13 MPa， 试求该溶液上方二氧化硫的平衡分压和相平衡常数m。（溶液密度近似取为1000kg/m3）
5064解：溶质在液相中的摩尔分数：x??0.0139 100050?1864 二氧化硫的平衡分压：p?Ex?4.13?10?0.0139kPa=57.41kPa
*3E4.13?106Pa?40.77 相平衡常数：m??P101.3?103Pa
7-2 在逆流喷淋填料塔中用水进行硫化氢气体的吸收，含硫化氢的混合气进口浓度为5%（质量分数），
求填料塔出口水溶液中硫化氢的最大浓度。已知塔内温度为20℃，压强为1.52×105 Pa，亨利系数E为48.9MPa。
E48.9?106?321.71 解：相平衡常数为：m??5P1.52?10硫化氢的混合气进口摩尔浓度：y1?595?3429534?0.0430
若填料塔出口水溶液中硫化氢达最大浓度，在出口处气液相达平衡，即：
xmax?
y10.0430??1.34?10?4 m321.717-3 分析下列过程是吸收过程还是解吸过程，计算其推动力的大小，并在x - y 图上表示。 （1）含
NO2 0.003(摩尔分率)的水溶液和含NO2 0.06 (摩尔分率) 的混合气接触，总压为101.3kPa，T=15℃，已知15℃时，NO2水溶液的亨利系数E=1.68×102 kPa；（2）气液组成及温度同（1），总压达200kPa（绝对压强）。
E1.68?105Pa解：（1）相平衡常数为：m1???1.658 3P101.3?10Pa1*?0.00?3 y?m1x?1.6580. 00498 由于 y?y，所以该过程是吸收过程。 气相推动力为：y?y?0.06?0.00498?0.0550 液相推动力为：x?x?
0.000.000.06?x=0.0332***y0.06?x??0.003?0.0332 m11.6580.08y0.04?y=0.0550y*=1.658x0.020.010.02x0.030.04E1.68?105Pa（2）相平衡常数为：m2???0.84 3P2200?10Pa* y?m1x?0.84?0.003?0.00252
由于 y?y，所以该过程仍是吸收过程。
气相推动力为：y?y?0.06?0.00252?0.0575
液相推动力为：x?x?
0.060.08?x=0.0684***y0.06?x??0.003?0.0684 m20.84
y0.04?y=0.0575y*=0.84x0.020.000.000.020.04x2
0.060.08
7-4 在某操作条件下用填料塔清水逆流洗涤混合气体，清水物理吸收混合气中的某一组分，测得某
截面上该组分在气、液相中的浓度分别为 y = 0.014，x = 0.02。在该吸收系统中，平衡关系为y = 0.5x ，气膜吸收分系数ky = 1.8×10-4 kmol / (m2·s)，液膜吸收分系数kx = 2.1×10-5 kmol / (m2.s)，试求：（1）界面浓度yi、xi分别为多少？（2）指出该吸收过程中的控制因素，并计算气相推动力在总推动力中所占的百分数。
解：（1）对于稳定吸收过程，气、液两相内传质速率应相等，有： ky(y?yi)?kx(xi?x)
?4?5 1.8?10?(0.014?yi)?2.1?10?(xi?0.02) （1）
在界面处气液两相达平衡，有：
yi?0.5xi （2）
联立方程（1）、（2）得 xi?0.0265，yi?0.0132
（2）气相传质阻力：
1132??5.556?10s?m/kmol ?4ky1.8?10m0.5??2.381?104s?m2/kmol ?5kx2.1?10 以气相为基准的液相传质阻力：
因此，吸收过程为液膜扩散控制。
总气相传质推动力为：y?mx?0.014?0.5?0.02?0.004 气相推动力：y?yi?0.014?0.0132?0.0008 气相推动力在总推动力中所占比例：
7-5 在吸收塔内用水吸收混于空气中的甲醇蒸气，操作温度为25℃，压力为105kPa（绝对压力）。
稳定操作状况下，塔内某截面上的气相中甲醇分压为7.5 kPa，液相中甲醇浓度为2.85kmol / m3。甲醇在水中的溶解度系数H = 2.162 kmol / (m3·kPa)，液膜吸收分系数kL = 2.0×10-5 m / s，气膜吸收分系数kG = 1.2×10-5 kmol / (m2·s·kPa.)。试求：（1）气液界面处气相侧甲醇浓度yi；（2）计算该截面上的吸收速率。
3
y?yi0.0008??0.2
y?mx0.004