化工原理吸收习题答案

发布 2022-09-03 06:13:28 阅读 9255

题1. 已知在0.1mpa(绝压)、温度为30℃时用清水吸收空气中的so2, 其平衡关系为ya*= 26.

7xa。如果在吸收塔内某截面测得气相中so2的分压4133pa, 液相中so2浓度为ca = 0.05kmol·m-3,气相传质分系数为kg = 4.

11×10-9kmol·(m2·s·pa)-1,液相传质分系数kl=1.08×10-4m·s-1,且溶液的密度等于水的密度。试求在塔内该截面上:

(1)气-液相界面上的浓度ca,i和pa,i; (2)kg和kl及相应的推动力;(3)本题计算方法的基础是什么?

解:(1)求pa,i和ca,i

查 30℃, 水= 995.7kg·m-3

e = mp = 26.7 101325 = 2.71 106pa

对定常吸收过程,kg(pa - p a,i) =kl(c a,i- ca)

以c a,i = p a,i h

代入解得: pa,i = 3546.38pa

ca,i = pa,ih = 3546.38 2.04 × 10-5 = 0.0724kmol·m-3

(2)求kg、kl及相应的推动力。

kg = 1.43×10-9kmol·(m2·s·pa)-1

ca* -ca = 0.084 -0.05 = 0.034kmol·m-3

3)本题计算方法的基础是双膜理论。

题2. 在填料层高为6m的塔内用洗油吸收煤气中的苯蒸汽。混合气流速为200kmol·(m2·h)-1,其初始苯体积含量为2%,入口洗油中不含苯,流量为40kmol·(m2·h)-1。

操作条件下相平衡关系为ya*=0.13xa,气相体积传质系数kya近似与液量无关,为0.05kmol·(m3·s)-1。

若希望苯的吸收率不低于95%,问能否满足要求?

解: 要核算一个填料塔能否完成吸收任务,只要求出完成该任务所需的填料层高h需,与现有的填料层高度h比较,若h需 < h,则该塔能满足要求。

解: ya,2 = 0.0204 (1 - 0.95) =1.02 10-3

qn,b/s = 200 (1-0.2) =196kmol·(m2·h)-1

xa,2 = 0

塔顶:△ya,2 = ya,2 -ya,2* =1.02×10-3

塔底:△ya,1 = y a,1 -y a,1* =0.0204 - 0.13 0.095 = 8.05 10-3

该塔不能满足要求。

3. (16分)

解:已知:d=0.8m , ls = g=

y1=0.013 φ=0.995 x2=0 y*=0.75x

k ya =

ls =1200/(3600×18)=0.0185 kmol/s1分)

g =1000/(22.4×3600)=0.0124kmol/s1分)

∵为低浓度吸收 ∴(l/g)=0.0185/0.0124=1.49

x1=(g/l)(y1-y2)+x2=(0.013-0.000065)/1.49=0.008682分)

y2=y1(1-φ)0.013(1-0.995)=0.0000652分)

∵ z=hog×nog (1分)

而nog =(y1-y2)/δym (1分)

δy1=y1-y1* =0.013-0.75×0.00868=0.0064901分)

δy2=y2-y2* =0.000065-0=0.0000651分)

ym=(δy1-δy2)/ln(δy1/δy22分)

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