6-3. 进入吸收器的混合气体中,体积分数为10%,吸收率为90%,求离开吸收器时的组成,以摩尔比和摩尔分数表示。
吸收率的定义为
解: 混合气体中组分的摩尔分率=体积分率。又 ∵
7. 温度为20℃,总压为0.1时,水溶液的相干衡常数为m=1660。当总压为1时,相平衡常数m为多少?温度为20℃时的亨利系数e为多少?
解:(e在一定温度下不变)
∴20℃,总压为0.1时。
20℃,总压为1时。
10. 如习题5-10附图所示,在一细金属管中的水保持25℃,在管的上口有大量干空气(温度25℃,总压101.325)流过,管中的水汽化后在管中的空气中扩散,扩散距离为100mm。
试计算在稳定状态下的汽化速率。
解:查表得: 25℃时,水的饱和蒸气压。
水在空气中的分子扩散系数。
扩散距离为。
12. 水在吸收塔中吸收混合气中的溶质a,吸收塔某截面上,气相主体中溶质a的分压为5,液相中溶质a的摩尔分数为0.015。
气膜传质系数,液相传质系数。气液相平衡可用亨利定律表示,相平衡常数。总压为101.
25。试求:(1)气相总传质系数,并分析吸收过程是气膜控制还是液膜控制;(2)试求吸收塔该截面上溶质a的传质速率。
解:依题意得:
该吸收过程为气膜控制。
该截面溶质a的传质速率为:
14. 从矿石焙烧炉送出的气体,含体积分数9%的,其余视为惰性气体。冷却后送入吸收塔,用水吸收其中所含的95%。
吸收塔的操作温度为30℃,压力为loo。每小时处理的炉气量为1000 (30℃、loo时的体积流量),所用液—汽比为最小值的1.2倍.求每小时的用水量和出塔时水溶液组成。
平衡关系数据为。
解:依题意得:
进吸收塔时的分压为:
由平衡关系内插得溶液可求得平衡溶度:
换算为摩尔比得:
每小时用水量为:
出塔时水溶液组成为:
15.在一吸收塔中,用清水在总压0.1、温度20℃条件下混合气体中的,将其组成从2%降至0.
2%(摩尔分数)。 20℃时水溶液的亨利系数。吸收剂用量为最小用量的1.
2倍试求:(1)液-汽比及溶液出口组成;(2)总压改为1时的及。
解:1)总压力=0.1mpa时。
又∵2)总压时。
由(1)中可得以下关系:
18. 气体混合物中溶质的组成(摩尔比),要在吸收塔中用吸收剂**。气液相平衡关系为。
试求:(1)下列3种情况下的液相出口组成与气相总传质单元数(利用图5-23)并进行比较,用推动力分析的改变(3种情况的溶质**率均为99%)。
①入塔液体为纯吸收剂,液-气比;
入塔液体为纯吸收剂,液-气比;
③入塔液体中含溶质的组成(摩尔比)。液-气比。
1) 入塔液体为纯吸收剂,液-气比,溶质的**率最大可达多少?
解: 注: **法略。
依题意得:(1)求液相出口组成与气相总传质单元数。
2)求溶质的最大**率。
气体达到平衡时:
22. 由某种碳氢化合物(摩尔质量为113)与另一种不挥发性有机化合物(摩尔质量为135)组成的溶液中碳氢化合物占8%(质量分数)。要在.325kpa(绝对压力)下,用过热水蒸气进行解吸,使溶液中碳氢化合物残留量在0.
2%(质量分数)以内,水蒸气用量为最小用量的2倍。气液相平衡常数,填料塔的液相总传质单元高度。试求解吸塔的填料层高度。
解:依题意得。
水蒸气中不含溶质,故。
填料塔高度为
吸收2答案
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