第八章练习题2、 在温度为25 ℃及总压为101、3 kPa的条件下,使含二氧化碳为3、0%(体积分数)的混合空气与含二氧化碳为350 g/m3的水溶液接触。试判断二氧化碳的传递方向,并计算以二氧化碳的分压表示的总传质推动力。已知操作条件下,亨利系数kPa,水溶液的密度为997.8 kg/m3。

解:水溶液中CO2的浓度为

对于稀水溶液,总浓度为

kmol/m3

水溶液中CO2的摩尔分数为

由 kPa

气相中CO2的分压为

kPa <

故CO2必由液相传递到气相,进行解吸。

以CO2的分压表示的总传质推动力为

kPa

练习题7、 某填料吸收塔内装有5 m高,比表面积为221 m2/m3的金属阶梯环填料,在该填料塔中,用清水逆流吸收某混合气体中的溶质组分。已知混合气的流量为50 kmol/h,溶质的含量为5%(体积分数%);进塔清水流量为200 kmol/h,其用量为最小用量的1、6倍;操作条件下的气液平衡关系为;气相总吸收系数为;填料的有效比表面积近似取为填料比表面积的90%。试计算(1)填料塔的吸收率;(2)填料塔的直径。

解:(1)惰性气体的流量为

对于纯溶剂吸收

依题意

(2)

由

解:(1)物系的溶解度曲线及辅助曲线如附图所示。

由原料组成xF=0、3可确定原料的相点F,由萃余相的组成xA=0、1可确定萃余相的相点R。借助辅助曲线,由R可确定萃取相的相点E。联结RE、FS,则其交点M即为萃取操作的物系点。由杠杆规则可得

(2)由杠杆规则可确定萃余相的量。

由附图可读得萃取相的组成为

萃取率=