6-3.進入吸收器的混合氣體中，NH3體積分數為10%吸收率為90%求離開吸收器時NH3的組成，以摩爾比Y和摩爾分數y表示。吸收率的定義為被吸收的溶質量“被吸收的溶質量“"原料氣中的溶質量Y1Yi解:???混合氣體中組分的摩爾分率=體積分率Y1=y1=0.1=0.1111-yi1-0.1Y2=1YY2=y(1)=0.111(1—0.9)=0.0111丫20.0111y丫20.0111y2==1丫210.01110.0117.溫度為20C,總壓為0.1MPa時，co2水溶液的相干衡常數為m=166Q當總壓為7.1MPa時，相平衡常數m為多少？溫度為20c時的亨利系數E為多少MPa?解：???m=E(E在一定溫度下不變)P，20C,總壓為0.1MPa時E=mp=16600.1=166(MPa)???20C,總壓為iMPa時—=166(MPa)10.如習題5-10附圖所示，在一細金屬管中的水保持25C,在管的上口有大量干空氣（溫度25C,總壓101.325kPa）流過，管中的水汽化后在管中的空氣中擴散，擴散距離為100mm空氣(25C,101.325kPa)試計算在穩定狀態下的汽化速率[kmol/（m2空氣(25C,101.325kPa)解：查表得：25C時，水的飽和蒸氣壓p；=3.168kPa水在空氣中的分子擴散系數D=0.256cm2sr0.25610“m2D=0.256cm2sr0.25610“m2/s擴散距離為Z=100mm=0.1mDNa二RTZP(PaiFa2)PBm25TCPaiPai=PaPai=PapB1=p—p；=101.325—3.168=98.157(kPa)Pb2=p=101.325(kPa)Pb2-Pb1PBmlnPb2Pb1_P-(P-PA)=lnPP-PA101.325-(101.325-3.168)=1n101.325in101.325-3.168=99.733(kPa)DP/Na-pA2)-Na-pA2)RTZpBm0.25610工101.325°“°~=(3.168-0)8.315298.150.199.733=3.3210工(kmol.(m2s)12.水在吸收塔中吸收混合氣中的溶質A,吸收塔某截面上，氣相主體中溶質A的分壓為5kPa,液相中溶質A的摩爾分數為0.015。氣膜傳質系數kY=2.5父10上kmol/(m2$),液相傳質系數kX=3.5^IO"3kmol/(m2s)°氣液相平衡可用亨利定律表示，相平衡常數m=0.7。總壓為101.25kPa。試求：(1)氣相總傳質系數Ky,并分析吸收過程是氣膜控制還是液膜控制；(2)試求吸收塔該截面上溶質A的傳質速率na。解：依題意得：(1).’=上.里KykYkX1Ky:,1―1,0.72.51053.510二52=2.48710[kmol/(m2s)]---KykY=2.510‘[kmol/(m2s)]???該吸收過程為氣膜控制(2)Y=pA(2)Y=pAP-Pa50.052101.325-5X二士X二士1fxa%=00152Y、mX=0.70.0152=0.011，該截面溶質A的傳質速率為：Na=Ky(Y-Y)=2.18710-(0.052-0.011)一62=1.0210-[kmol/(ms]14.從礦石焙燒爐送出的氣體，含體積分數9%勺SO2,其余視為惰性氣體。冷卻后送入吸收塔，用水吸收其中所含SO2的95%吸收塔的操作溫度為30C,壓力為lOOkPa。每小時處理的爐氣量為1000m2（30C、lOOkPa時的體積流量），所用液一汽比為最小值的1.2倍.求每小時的用水量和出塔時水溶液組成。平衡關系數據為液相中SC2溶解度/kg(SO2)[100kg(H2。)]」7.55.02.51.51.00.50.20.1氣相中SQ平衡分壓/kPa91.760.328.816.710.54.81.570.63解:依題意得:Yi小1Yi小1-'丫10091-0.09=0.099Yi=(1-)％=(1-095)0.099=0.00495(1-0.09)1000273.15(1-0.09)G=22.4173.1530101.325=36.13(kmol/h)進吸收塔時SO2的分壓為:P1=py1=1000.09=9(kPa)由平衡關系內插得溶液可求得平衡溶度1.0-0.5_1.0-A由平衡關系內插得溶液可求得平衡溶度10.5-4.810.5-9

A=0.868102kgSQ/100kgH20換算為摩爾比得：XJ=0868〃=2441010064(―)(―)min丫-'丫2X10.099-0.00495=ITZ-32.4410-=38.55哈)=1.2哈)min=1.238.55=46.26每小時用水量為:LL=G1.2(一)minG=36.1346.26=1671.38(kmol/h)=1671.3818(kg/h)=30084(kg/h)L(L(G)丫1-丫2X1出塔時水溶液組成為:X10.099X10.099-0.0049546.26_3=2.031015.在一吸收塔中，用清水在總壓0.1MPa、溫度20c條件下混合氣體中的CO2,15.在一吸收塔中，用清水在總壓其組成從2%降至0.2%（摩爾分數）。20c時CO2水溶液的亨利系數E=144MPa。吸收劑用量為最小用量的1.2倍試求：（1）液-汽比L/G及溶液出口組成X1;（2）總壓改為1MPa時的L/G及X1。解:（1）總壓力=0.1MPa時丫2yi1—y丫2yi1—yi0.021-0.02=0.0204V21-y20.01%1-0.01%=0.001x2=0_1440.1=1440_1440.1=1440min0.0204-0.0010.02041140-0min0.0204-0.0010.02041140-0二1643.3X1L二Y1X1L二Y1-丫2GX1-X2LG0.0204-0.0011643.35=1.1810（2）總壓p'=1MPa=10p時由（1）中可得以下關系：LL（-）=10（-）

GGFX1=10X1W01.1810口18.氣體混合物中溶質的組成Y1=0.02（摩爾比），要在吸收塔中用吸收劑回收。氣液相平衡關系為Y琳=1.0X。試求：（1）下列3種情況下的液相出口組成X1與氣相總傳質單元數Nog（利用圖5-23）并進行比較，用推動力分析Nog的改變（3種情況的溶質回收率均為99%）。①入塔液體為純吸收劑，液-氣比L/G=2;②入塔液體為純吸收劑，液-氣比L/G=1.2;

③入塔液體中含溶質的組成X2=0.0001（摩爾比）。液-氣比L/G=1.2。（1）入塔液體為純吸收劑，液-氣比L/G=0.8,溶質的回收率最大可達多少?解：注：圖解法略。依題意得：（1）求液相出口組成X1與氣相總傳質單元數N0G①X2=0,m=1Y=0.02K=Y(1一)=0.02(1-0.99)=0.0002??GY-'K,=LX1-X2X1=3=0.02一0.0002=0.0396GL12Y1-mX2YY1-mX2Y2-mX2Y20.020.0002二100g1=0.5Nogln(1mGmG)(Y1-mXg1=0.5Nogln(1mGmG)(Y1-mXz)mGL八Y2-mX2，LL=——In^1-0.5)1000.0.511-0.5=7.83=0,m=1Y-0.02Y2=Yi(1-)=0.02(1-0.99)=0.0002XiY-丫XiY-丫2GL0.02-0.000211.2=0.0238mG1-1.2NogYi-mX2YmG1-1.2NogYi-mX2Y2-mX20.020.0002二100=0.8331InmG1一L一mX2mG一mX2)L=In(1-0.833)1000.833〕1-0.833=17.15⑤X2=0.0001,m=1Y1=0.02丫2=Y(1-)=0.02(1-0.99)=0.0002X1丫-Y20.02-0.0002_nnoQP——0.0238GL11.2丫1X1丫-Y20.02-0.0002_nnoQP——0.0238GL11.2丫1-mX2Y2-mX20.02-0.0001=1990.0002-0.0001mG1——=0.8331.2NogmG1-L1mGY1-mXzmGIn(1)(1-)LY2-mX2LIn1-0.833(1-0.833)1990.8331=21.13（2）求溶質的最大回收率X2=0TOC\o"1-5"\h\z氣體達到平衡時：X[=丫mL_Y1-Y2G丫m-'X?Y-YoL==-2=——=0.8100%=80%Y1mG22.由某種碳氫化合物（摩爾質量為113kg./kmol）與另一種不揮發性有機化合物（摩爾質量為135kg./kmol）組成的溶液中碳氫化合物占8%（質量分數）。要在100C、101.325kPa（絕

對壓力）下，用過熱水蒸氣進行解吸，使溶液中碳氫化合物殘留量在0.2%（質量分數）以內,水蒸氣用量為最小用量的2倍。氣液相平衡常數m=0.526,填料塔的液相總傳質單元高度Hol=05m。試求解吸塔的填料層高度。解：依題意得：水蒸氣中不含溶質，故丫2=0XiXiG=2(—)minLLGmNol8%1138%1131