题目
第六单元 吸 收6-1. 总压为101.32.kPa、温度为20℃时,1000kg水中溶解15kg NH,此时溶液上方气相中NH平衡分压为2.266kPa。试求此时之溶解度系数H、亨利系数E、相平衡常数m。解:一方面将此气液相构成换算为y与x。NH摩尔质量为17kg/kmol,溶液量为15kg NH与1000kg水之和。故E=P·m=1.1.325.1.436=145.5kPa或 kPa溶剂水密度ρ=1000kg/m,摩尔质量M=18kg/kmolkmol/(ms·kPa)或:kmol/m因此 kmol/(m3·kPa)本题规定掌握亨利定律及亨利系数(E、H、m)之间互有关系。6-2.已知常压、25℃下某体系平衡关系符合亨利定律,亨利系数E为 大气压,溶质A分压为0.54大气压混合气体分别与三种溶液接触:①溶质A浓度为 水溶液;②溶质A浓度为 水溶液;③溶质A浓度为 水溶液。试求1)上述三种状况下溶质A在二相间转移方向。2)若吸取压力提高至3atm,再计算③传质方向。解: 1) E=0.15×104atm,p=0.054atm,P=1atm,y=p/P=0.054① ∴ ∴ ∴平衡② ∴ ∴ ∴气相转移至液相③ ∴ ∴ ∴液相转移至气相2) P=3atm y=0.054 E=0.15×10atm∴m=E/P=0.05×104x4=x=5.4×10∴ ∴ ∴气相转移至液相阐明:运用吸取相平衡关系可判断传质过程进行方向;计算传质过程推动力和吸取过程可达到极限。低温高压有助于吸取。6-3. 在常压逆流吸取塔中,用纯吸取剂吸取混合气中溶质组分.进塔气体中溶质组分为4.5%(体积),吸取率为90.;出塔液相构成为0.02(摩尔分数),操作条件下平衡关系为Y*=1.5X。求:1)塔顶气相传质推动力;2)塔底气传质推动力;3)全塔平均推动力。解:1)y=0.04.=4.5%出塔气相构成Y=Y(1-φ)=0.047×(1-0.90)=0.0047进塔液相构成x2=0. m=1.5塔顶气相推动力:ΔY2=Y-Y*=Y-mX=0.047-0=0.00472)出塔液相构成:塔底气相推动力:ΔY=Y-Y*=Y-mX=0.047-1.5×0.0204=0.01643)全塔气相平均推动力ΔY1本题规定掌握吸取过程传质推动力计算。6-4.某传质过程总压为300 ,吸取过程传质系数分别为 、,气液相平衡关系符合亨利定律,亨利系数E为 ,试求:1)吸取过程传质总系数 和 ;2)液相中传质阻力为气相多少倍。解:1)E = 10.67×103kPa,P = 300kPa,∴Ky = 0.3919 ∴K= 13.942)本题目规定掌握吸取传质系数计算及互有关系。6-5.在常压逆流操作填料吸取,用清水吸取空气-氨混合气体中氨.混合气质量流速为580.g/(m·h).溶质构成为6%(体积),吸取率为99%,水质量流速为770Kg/(m2·h).操作条件下平衡关系为Y*=0.9X.若填料层高度为4m。求:1)气相总传质单元数N2;2)气相总传质单元高度HOG解:1)清水吸取x=0Y=Y(1-φ)=0.0638×(1-0.99)=0.000638混合气平均摩尔质量:Mm=My+My=29×(1-0.06)+17×0.06=28.28Kg/Kmol惰气摩尔流速清水摩尔流速为: m本题是吸取过程基本计算,规定能纯熟掌握传质单元数和传质单元高度计算。6.6.在一逆流操作填料塔中,用循环溶剂吸取气体混合物中溶质。气体入塔构成为0.025(摩尔比,下同),液气比为1.6,操作条件下气液平衡关系为Y=1.2X。若循环溶剂构成为0.001,则出塔气体构成为0.0025,现因脱吸不良,循环溶剂构成变为0.01,试求此时出塔气体构成。解:两种工况下,仅吸取剂初始构成不同,但因填料层高度一定,H不变,故N也相似。由原工况下求得N后,即可求算出新工况下出塔气体构成。原工况(即脱吸塔正常操作)下:吸取液出口构成由物料衡算求得:吸取过程平均推动力和N为:ΔYOG=Y-mX=0.025-1.2×0.0151=0.00688ΔY1.Y1-mX1=0.0025-1.2×0.001=0.0013新工况(即脱吸塔不正常)下;设此时出塔气相构成为Y′,出塔液相构成为X′,入塔液相构成为X′,则吸取塔物料衡算可得:
第六单元 吸 收6-
1. 总压为101.3
2.kPa、温度为20℃时,1000kg水中溶解15kg NH,此时溶液上方气相中NH平衡分压为2.266kPa。试求此时之溶解度系数H、亨利系数E、相平衡常数m。解:一方面将此气液相构成换算为y与x。NH摩尔质量为17kg/kmol,溶液量为15kg NH与1000kg水之和。故E=P·m=
1.1.32
5.1.436=145.5kPa或 kPa溶剂水密度ρ=1000kg/m,摩尔质量M=18kg/kmolkmol/(ms·kPa)或:kmol/m因此 kmol/(m3·kPa)本题规定掌握亨利定律及亨利系数(E、H、m)之间互有关系。6-
2.已知常压、25℃下某体系平衡关系符合亨利定律,亨利系数E为 大气压,溶质A分压为
0.54大气压混合气体分别与三种溶液接触:①溶质A浓度为 水溶液;②溶质A浓度为 水溶液;③溶质A浓度为 水溶液。试求1)上述三种状况下溶质A在二相间转移方向。2)若吸取压力提高至3atm,再计算③传质方向。解: 1) E=
0.15×104atm,p=0.054atm,P=1atm,y=p/P=0.054① ∴ ∴ ∴平衡② ∴ ∴ ∴气相转移至液相③ ∴ ∴ ∴液相转移至气相2) P=3atm y=
0.054 E=0.15×10atm∴m=E/P=
0.05×104x4=x=
5.4×10∴ ∴ ∴气相转移至液相阐明:运用吸取相平衡关系可判断传质过程进行方向;计算传质过程推动力和吸取过程可达到极限。低温高压有助于吸取。6-
3. 在常压逆流吸取塔中,用纯吸取剂吸取混合气中溶质组分.进塔气体中溶质组分为
4.5%(体积),吸取率为9
0.;出塔液相构成为0.02(摩尔分数),操作条件下平衡关系为Y*=
1.5X。求:1)塔顶气相传质推动力;2)塔底气传质推动力;3)全塔平均推动力。解:1)y=
0.0
4.=4.5%出塔气相构成Y=Y(1-φ)=
0.047×(1-0.90)=0.0047进塔液相构成x2=
0. m=
1.5塔顶气相推动力:ΔY2=Y-Y*=Y-mX=
0.047-0=0.00472)出塔液相构成:塔底气相推动力:ΔY=Y-Y*=Y-mX=
0.047-
1.5×0.0204=0.01643)全塔气相平均推动力ΔY1本题规定掌握吸取过程传质推动力计算。6-
4.某传质过程总压为300 ,吸取过程传质系数分别为 、,气液相平衡关系符合亨利定律,亨利系数E为 ,试求:1)吸取过程传质总系数 和 ;2)液相中传质阻力为气相多少倍。解:1)E = 1
0.67×103kPa,P = 300kPa,∴Ky =
0.3919 ∴K= 1
3.942)本题目规定掌握吸取传质系数计算及互有关系。6-
5.在常压逆流操作填料吸取,用清水吸取空气-氨混合气体中氨.混合气质量流速为58
0.g/(m·h).溶质构成为6%(体积),吸取率为99%,水质量流速为770Kg/(m2·h).操作条件下平衡关系为Y*=0.9
X.若填料层高度为4m。求:1)气相总传质单元数N2;2)气相总传质单元高度HOG解:1)清水吸取x=0Y=Y(1-φ)=
0.0638×(1-0.99)=0.000638混合气平均摩尔质量:Mm=My+My=29×(1-
0.06)+17×0.06=2
8.28Kg/Kmol惰气摩尔流速清水摩尔流速为: m本题是吸取过程基本计算,规定能纯熟掌握传质单元数和传质单元高度计算。
6.6.在一逆流操作填料塔中,用循环溶剂吸取气体混合物中溶质。气体入塔构成为
0.025(摩尔比,下同),液气比为
1.6,操作条件下气液平衡关系为Y=1.2X。若循环溶剂构成为0.001,则出塔气体构成为0.0025,现因脱吸不良,循环溶剂构成变为0.01,试求此时出塔气体构成。解:两种工况下,仅吸取剂初始构成不同,但因填料层高度一定,H不变,故N也相似。由原工况下求得N后,即可求算出新工况下出塔气体构成。原工况(即脱吸塔正常操作)下:吸取液出口构成由物料衡算求得:吸取过程平均推动力和N为:ΔYOG=Y-mX=
0.025-
1.2×0.0151=0.00688ΔY
1.Y1-mX1=
0.0025-1.2×0.001=0.0013新工况(即脱吸塔不正常)下;设此时出塔气相构成为Y′,出塔液相构成为X′,入塔液相构成为X′,则吸取塔物料衡算可得:
1. 总压为101.3
2.kPa、温度为20℃时,1000kg水中溶解15kg NH,此时溶液上方气相中NH平衡分压为2.266kPa。试求此时之溶解度系数H、亨利系数E、相平衡常数m。解:一方面将此气液相构成换算为y与x。NH摩尔质量为17kg/kmol,溶液量为15kg NH与1000kg水之和。故E=P·m=
1.1.32
5.1.436=145.5kPa或 kPa溶剂水密度ρ=1000kg/m,摩尔质量M=18kg/kmolkmol/(ms·kPa)或:kmol/m因此 kmol/(m3·kPa)本题规定掌握亨利定律及亨利系数(E、H、m)之间互有关系。6-
2.已知常压、25℃下某体系平衡关系符合亨利定律,亨利系数E为 大气压,溶质A分压为
0.54大气压混合气体分别与三种溶液接触:①溶质A浓度为 水溶液;②溶质A浓度为 水溶液;③溶质A浓度为 水溶液。试求1)上述三种状况下溶质A在二相间转移方向。2)若吸取压力提高至3atm,再计算③传质方向。解: 1) E=
0.15×104atm,p=0.054atm,P=1atm,y=p/P=0.054① ∴ ∴ ∴平衡② ∴ ∴ ∴气相转移至液相③ ∴ ∴ ∴液相转移至气相2) P=3atm y=
0.054 E=0.15×10atm∴m=E/P=
0.05×104x4=x=
5.4×10∴ ∴ ∴气相转移至液相阐明:运用吸取相平衡关系可判断传质过程进行方向;计算传质过程推动力和吸取过程可达到极限。低温高压有助于吸取。6-
3. 在常压逆流吸取塔中,用纯吸取剂吸取混合气中溶质组分.进塔气体中溶质组分为
4.5%(体积),吸取率为9
0.;出塔液相构成为0.02(摩尔分数),操作条件下平衡关系为Y*=
1.5X。求:1)塔顶气相传质推动力;2)塔底气传质推动力;3)全塔平均推动力。解:1)y=
0.0
4.=4.5%出塔气相构成Y=Y(1-φ)=
0.047×(1-0.90)=0.0047进塔液相构成x2=
0. m=
1.5塔顶气相推动力:ΔY2=Y-Y*=Y-mX=
0.047-0=0.00472)出塔液相构成:塔底气相推动力:ΔY=Y-Y*=Y-mX=
0.047-
1.5×0.0204=0.01643)全塔气相平均推动力ΔY1本题规定掌握吸取过程传质推动力计算。6-
4.某传质过程总压为300 ,吸取过程传质系数分别为 、,气液相平衡关系符合亨利定律,亨利系数E为 ,试求:1)吸取过程传质总系数 和 ;2)液相中传质阻力为气相多少倍。解:1)E = 1
0.67×103kPa,P = 300kPa,∴Ky =
0.3919 ∴K= 1
3.942)本题目规定掌握吸取传质系数计算及互有关系。6-
5.在常压逆流操作填料吸取,用清水吸取空气-氨混合气体中氨.混合气质量流速为58
0.g/(m·h).溶质构成为6%(体积),吸取率为99%,水质量流速为770Kg/(m2·h).操作条件下平衡关系为Y*=0.9
X.若填料层高度为4m。求:1)气相总传质单元数N2;2)气相总传质单元高度HOG解:1)清水吸取x=0Y=Y(1-φ)=
0.0638×(1-0.99)=0.000638混合气平均摩尔质量:Mm=My+My=29×(1-
0.06)+17×0.06=2
8.28Kg/Kmol惰气摩尔流速清水摩尔流速为: m本题是吸取过程基本计算,规定能纯熟掌握传质单元数和传质单元高度计算。
6.6.在一逆流操作填料塔中,用循环溶剂吸取气体混合物中溶质。气体入塔构成为
0.025(摩尔比,下同),液气比为
1.6,操作条件下气液平衡关系为Y=1.2X。若循环溶剂构成为0.001,则出塔气体构成为0.0025,现因脱吸不良,循环溶剂构成变为0.01,试求此时出塔气体构成。解:两种工况下,仅吸取剂初始构成不同,但因填料层高度一定,H不变,故N也相似。由原工况下求得N后,即可求算出新工况下出塔气体构成。原工况(即脱吸塔正常操作)下:吸取液出口构成由物料衡算求得:吸取过程平均推动力和N为:ΔYOG=Y-mX=
0.025-
1.2×0.0151=0.00688ΔY
1.Y1-mX1=
0.0025-1.2×0.001=0.0013新工况(即脱吸塔不正常)下;设此时出塔气相构成为Y′,出塔液相构成为X′,入塔液相构成为X′,则吸取塔物料衡算可得:
题目解答
答案
阐明 ：计算成果表白，当吸取－脱吸联合操作时，脱吸操作不正常，使吸取剂初始浓度升高，导致吸取塔平均推动力下降，分离效果变差，出塔气体浓度升高。 6-7 解： 阐明： 对一定高度填料塔，在其他条件不变下，采用新型填料，即可提高 K Y a ，减小传质阻力，从而提高分离效果。 6-8 解： 阐明 ：工业上提高吸取率，减少出口气体浓度详细办法可以从吸取过程设计方面入手，如增长塔高、改换吸取剂及改用性能良好填料。此外一方面从吸取操作方面入手减少气体出口浓度更为以便，如减少吸取温度、提高吸取压力、适度增大吸取剂用量，若非清水为吸取剂，还可减少吸取剂入口浓度。