化工原理下册第六章吸收习题答案内容.doc
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1、|6-1 已知在 101.3 kPa(绝对压力下),100 g 水中含氨 1 g 的溶液上方的平衡氨气分压为 987 Pa。试求:(1) 溶解度系数 H (kmolm-3Pa-1);(2) 亨利系数 E(Pa);(3) 相平衡常数 m;(4) 总压提高到 200 kPa(表压) 时的 H,E,m 值。(假设:在上述范围内气液平衡关系服从亨利定律,氨水密度均为 1000)3/kg解:(1)根据已知条件 PapNH987*33/524.01/3 mkolcN定义 333*NHHcpPakolcNNH 34/109.5333(2)根据已知条件可知 5.8/7/3 x根据定义式 33*NHNHxEp可
2、得 Pa4102.93(3)根据已知条件可知 974.35/87/*33 pyNH于是得到 2.0333*NHxym(4)由于 和 仅是温度的函数,故 和 不变;而E33NHE,与 和 相关,故 。pxym* T09.28.13NH分析(1)注意一些近似处理并分析其误差。(2)注意 , 和 的影响因素,这是本题练习的主要内容之一。EHm|6-2 在 25下,CO 2 分压为 50 kPa 的混合气分别与下述溶液接触:(1) 含 CO2 为 0.01 mol/L 的水溶液;(2) 含 CO2 为 0.05 mol/L 的水溶液。试求这两种情况下 CO2 的传质方向与推动力。解: 由亨利定律得到
3、*2250COCOExkPap根据 化工原理 教材中表 8-1 查出kPaECO5106.25所以可以得到 4*10.32COx又因为 34525 /1037.8106.2 mkPaolEMHOHCO 所以得 34* /0167.5137.22 kolpcCOCO于是:(1)为吸收过程, 。3/06.mkolc(2)为解吸过程, 。3/.l分析 (1)推动力的表示方法可以有很多种,比如,用压力差表示时: kPaHcpCO9.210347.*22 推动力 (吸收)kPa1.0| kPaHcpCO4.190347.5*22 推动力 (解吸)kPa.9或者 , 用摩尔分数差表示时 由 ,判断出将发生
4、吸收过程,推动力4108.2 COx;4102.x由 ,判断出将发生解吸过程,推动力492CO 4109.5x(2)推动力均用正值表示。6-3 指出下列过程是吸收过程还是解吸过程,推动力是多少,并在 x-y 图上表示。(1) 含 SO2 为 0.001(摩尔分数)的水溶液与含 SO2 为 0.03(摩尔分数)的混合气接触,总压为 101.3 kPa,t=35 ;(2) 气液组成及总压同(1) ,t=15;(3) 气液组成及温度同 (1) ,总压为 300 kPa(绝对压力 )。解 (1) 根据化工原理教材中表 8-1 知 T = 35时,SO 2 的 , 故kPaE410567. 563.10
5、74PEm根据相平衡关系 , 得 56.56*Axy由于 ,所以将发生解吸过程。传质推动力为Ay* 026.3.056.y|(2 ) T = 15时 , SO 2 的 ,故kPaE4109.293.4m根据相平衡关系 , 得 029.1.29*Axy由于 ,所以将发生吸收过程。 传质推动力为Ay* 01.29.03y(3)同理可知 , 当 T = 35,p = 300 kPa 时 , ,故kPaE40567.9.18Pm0.*Axy由于 ,所以将发生吸收过程。推动力为Ay* 01.89.03y示意图见题 6-3 图。题 6-3 图|分析 体会通过改变温度和总压来实现气液之间传质方向的改变 ,即
6、吸收和解吸。6-4 氨-空气混合气中含氨 0.12(摩尔分数),在常压和 25下用水吸收,过程中不断移走热量以使吸收在等温下进行。进气量为 1000 m3 ,出口气体中含氨0.01(摩尔分数)。试求被吸收的氨量(kg)和出口气体的体积(m 3) 。解 惰性气体量 ,进口中 NH3 之量为 ,出口中 NH3 380.10mV120之量为 ,于是总出气量= 880 + 9 = ,被吸收的 NH3 量为398.21 8m,为 77.3kg。ol4528.10-34.05.0 分析 (1) 进行物料衡算时应以摩尔数或者质量为基准,一般不以体积为基准。此处由于温度和压力均不变,故摩尔数的变化正比于体积的
7、变化,所以以体积作为衡算的基准。(2) 本题是并流还是逆流 ? 有区别吗 ?(3) 如何才能不断移走热量? 该用填料塔还是板式塔 ?(4) 不移走热量对吸收有什么影响 ?6-5 一浅盘内存有 2mm 厚的水层,在 20的恒定温度下靠分子扩散逐渐蒸发到大气中。假定扩散始终是通过一层厚度为 5mm 的静止空气膜层,此空气膜层以外的水蒸气分压为零。扩散系数为 2.610-5m2/s,大气压强为 1.013105Pa。求蒸干水层所需时间。解:本题中水层 Z 的变化是时间 的函数,且与扩散速率有关。121lnBBAApRTZDPN查教材附录水的物理性质得,20时水的蒸汽压为 2.3346kPa。已知条件
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