化工原理第五章 吸收 题
六吸收
浓度换算
2.1甲醇15%(质量)的水溶液, 其密度为970Kg/m3, 试计算该溶液中甲醇的:
(1)摩尔分率; (2)摩尔比; (3)质量比; (4)质量浓度; (5)摩尔浓度。
分子扩散
2.2 估算1atm及293K下氯化氢气体(HCl)在(1)空气,(2)水(极稀盐酸)中的扩散系数。
2.3一小管充以丙酮,液面距管口1.1cm,20℃空气以一定速度吹过管口,经5 小时后液面下降到离管口2.05cm,大气压为750[mmHg],丙酮的蒸汽压为180[mmHg] , 丙酮液密度为7900[kg/m3],计算丙酮蒸汽在空气中的扩散系数。
2.4 浅盘内盛水。水深5mm,在1atm又298K下靠分子扩散逐渐蒸发到大气中。假定传质阻力相当于3mm厚的静止气层,气层外的水蒸压可忽略,求蒸发完所需的时间。
2.5 一填料塔在常压和295K下操作，用水除去含氨混合气体中的氨。在塔内某处，氨在气相中的组成y a=5%(摩尔百分率)。液相氨的平衡分压P=660Pa,物质通量N A = 10 - 4[kmol/m2·S],气相扩散系数D G=0.24[cm2/s],求气膜的当量厚度。
相平衡与亨利定律
2.6 温度为10℃的常压空气与水接触，氧在空气中的体积百分率为21%，求达到平衡时氧在水中的最大浓度, （以[g/m3]、摩尔分率表示）及溶解度系数。以[g/m3·atm]及[kmol/m3·Pa]表示。
2.7 当系统服从亨利定律时，对同一温度和液相浓度，如果总压增大一倍则与之平衡的气相浓度(或分压) (A)Y增大一倍; (B)P增大一倍;(C)Y减小一倍; (D)P减小一倍。
2.8 25℃及1atm下,含CO220%,空气80%(体积%)的气体1m3，与1m3的清水在容积2m3的密闭容器中接触进行传质,试问气液达到平衡后,
(1)CO2在水中的最终浓度及剩余气体的总压为多少?
(2)刚开始接触时的总传质推动力ΔP,Δx各为多少？气液达到平衡时的总传质推动力又为多少？
2.9 在填料塔中用清水吸收气体中所含的丙酮蒸气,操作温度20℃,压力1atm。若已知气相与液相传质分系数（简称传质系数）k G＝
3.5×10-4[kmol/(m2.s.atm)],k L=1.5×10-4 [m/s],平衡关系服从亨利定律,亨利系数E=32atm,求K G、K x、K y和气相阻力在总阻力中所占的比例。
2.10 在一填料塔中用清水吸收混合气中的氨。吸收塔某一截面上的气相浓度y=0.1，液相浓度x=0.05(均为摩尔分率)。气相传质系数k y=
3.84×10-4[kmol/(m2.s.Δy)],液相传质系数k x=1.02×10-2[kmol/(m2.s.Δx)],操作条件下的平衡关系为y=1.34x,求该截面上的:
(1)总传质系数K y,[kmol/(m2.s.Δy)];
(2)总推动力Δy;
(3)气相传质阻力占总阻力的比例;
(4)气液介面的气相、液相浓度y i和x i。
操作线作法
2.11 根据以下双塔吸收
的四个流程,分别作出每
个流程的平衡线（设为一
直线）和操作线的示意
图。
2.12 示意画出下列吸收塔的操作线。（图中y b1>y b2，x a2>x a1；y b2气体和x a2液体均在塔内与其气、液相浓度相同的地方加入）
习题12附图
2.13 在填料塔中用纯水逆流吸收气体混合物中的SO2, 混合气中SO2初始浓度为5%(体积),在操作条件下相平衡关系y=5.0x,试分别计算液气比为4和6时,气体的极限出口浓度( 即填料层为无限高时,塔气体出口浓度)及画出操作线。
2.14 在吸收过程中，一般按图1设计，有人建议按图2流程设计吸收塔，试写出两种情况下的操作线方程，画出其操作线，并用图示符号说明操作线斜率和塔顶、底的操作状态点。
习题14附图
设计型计算
2.15 用填料塔以清水吸收空气中的丙酮，入塔混合气量为1400[Nm3/h]，其中含丙酮4%(体积%),要求丙酮回收率为99%,吸收塔常压逆流操作，操作液气比取最小液气比的 1.2倍,平衡关系为y=1.68x,气相总传质单元高度H OG=0.5m求:
(1) 用水量及水溶液的出口浓度x b
(2) 填料层高度Z(用对数平均推动力法计算N OG)。
2.16 某工厂拟用清水吸收混合气体中的溶质A,清水用量为4500[kg/h],
混合气体量为2240[Nm3/h],其中溶质A的含量为5%(体积%),要求吸收
后气体中溶质含量为0.3%, 上述任务用填料塔来完成,已知体积总传质
系数K Y a为307[kmol/m3.h],平衡关系为y=2x,如塔径已确定为1m,求填
料层高度为多少m?(N OG用吸收因数法)
2.17 用填料塔从一混合气体中吸收所含苯。进塔混合气体含苯5%(体积
百分数),其余为惰性气体。回收率为95%。吸收塔操作压强为
780mmHg，温度为25℃,进入填料塔的混合气体为1000m3/h。吸收剂为
不含苯的煤油。煤油的耗用量为最小用量的1.5倍。气液逆流流动。已
知该系统的平衡关系为Y=0.14X(式中Y、X均为摩尔比)。已知气相体
积总传质系数K Y a=125kmol/m3.h。煤油的平均分子量为170Kg/Kmol。
塔径为0.6m。试求:
(1)煤油的耗用量为多少Kg/h?
(2)煤油出塔浓度X1为多少?
(3) 填料层高度为多少m? 习题17 附图
(4) 吸收塔每小时回收多少Kg苯?
(5) 欲提高回收率可采用哪些措施?并说明理由。
2.18 在逆流操作的填料塔内,用纯溶剂吸收混合气体中的可溶解组分。已知: 吸收剂用量为最小量的1.5倍,气相总传单元高度H OG=1.11m,(H OG=G B/K Y a,其中G B---惰性气体的流率，Kmol/m2.s；K Y a---以气相摩尔比差为总推动力的气相体积总传质系数Kmol/m
3.s. △Y),操作条件下的平衡关系为Y=mX(Y、X--摩尔比),要求A组分的回收率为90%,试求所须填料层高度。
在上述填料塔内,若将混合气体的流率增加10%,而其它条件(气、液相入塔组成、吸收剂用量、操作温度、压强)不变,试定性判断尾气中A的含量及吸收液组成将如何变化? 已知K Y a∝G0.7。
2.19 在常压填料逆流吸收塔中,用清水吸收混合气体中的氨,混合气量为2000m3/h,其中氨的流量为160m3/h,出口气体中氨的流量为4m3/h，操作温度为20℃，平衡关系为Y=1.5X,传质系数K Y=0.45Kmol/m2 h △Y(均按摩尔比表示),试求:
(1) 吸收率η为多少?若吸收剂量为最小用量的1.2倍时,求溶液的出口浓度。
(2) 已知塔径为1.2m,内充25X25X3的乱堆填料拉西环,填料有效比面积约200m2/m3, 求填料层高度。
(3) 若使V、Y、η、X1不变,而使吸收剂改为含氨0.1%(mlo%)的水溶液时, 填料层高度有何变化(K Y可视为不变)。
2.20 在填料塔内稀硫酸吸收混合气体中的氨(低浓度),氨的平衡分压为零(即相平衡常数m=0),在
下列三种情况下的操作条件基本相同, 试求所需填料高
度的比例:
(1) 混合气体含氨1%,要求吸收率为90%;
(2) 混合气体含氨1%,要求吸收率为99%;
(3) 混合气体含氨5%,要求吸收率为99%。对上
述低浓度气体，吸收率可按η=(Y b-Ya)/Y b计算。
2.21用图示的A、B两个填料吸收塔,以清水吸收空
气混合物中的SO2，已知系统的平衡常数m=1.4,塔的
H OG=1.2[m],气体经两塔后总吸收率为0.91，两塔用水
量相等，且均为最小用量的1/0.7倍，试求两塔的填料
层高度。
操作型计算
2.22 含氨1.5%(体积%)的气体通过填料塔用清水吸收其中的氨。平衡关系y=0.8x, 液气摩尔比L/G=0.94,总传质单元高度H OG =0.4m,填料层高度h o=6m。
(1) 求出塔气体中氨的浓度(或吸收率);
(2) 可以采用哪些措施提高吸收率η?如欲达到吸收率为99.5%,对你所采取的措施作出估算。
2.23 空气中含丙酮2%(体积%)，在填料塔中用水吸收。填料层高度h o=10m，混合气体摩尔流率G=0.024[kmol/m2.s]，水的摩尔流率L=0.065[kmol/m2.s]，气相传单元高度H G =0.76m，液相传质单元高度H L=0.43m，操作温度下的亨利常数E=177[KN/m2],操作压力为100[KN/m2],求出口气体浓度。
2.24 用不含溶质的吸收剂吸收某气体混合物中的可溶组分A,在操作条件下, 相平衡关系为Y=mX。试证明：
(L/V)min=mη, 式中η为溶质A的吸收率。
综合计算
2.25 在直径为0.8m的填料塔中, 用1200Kg/h的清水吸收空气和SO2混合气中的SO2,混合气量为1000m3(标准)/h,混合气含SO21.3%(体积),要求回收率为99.5%,操作条件为20℃, 1atm,平衡关系为y e=0.75x,总体积传质系数K y a=0.055Kmol/m
3.s. y,求液体出口浓度和填料层高度。
2.26 在塔径为1.33m的逆流操作的填料吸收塔中，用清水吸收温度为20 ℃ , 压力为1atm的某混合气体中的CO2,混合气体处理量为1000m3/h,CO2含量为13%(体积), 其余为惰性气体,要求CO2的吸收率为90%,塔底的出口溶液浓度为0.2gCO2/1000gH2O,操作条件下的气液平衡关系为Y=1420X(式中Y、X均为摩尔比),液相体积吸收总系数K X a=10695Kmol/m3 .h,CO2分子量为44,水分子量为18。试求:
(1) 吸收剂用量(Kg/h);
(2) 所需填料层高度(m)。
2.27 某厂使用填料塔，以清水逆流吸收某混合气体中的有害组分A。已知填料层高度为8m。操作中测得进塔混合气组成为0.06(组分A的摩尔分率,以下同),出塔尾气中组成为0.008,出塔水溶液组成为0.02。操作条件下的平衡关系为y=2.5x。试求:
(1) 该塔的气相总传质单元高度;
(2) 该厂为降低最终的尾气排放浓度,准备另加一个塔径与原塔相同的填料塔。若两塔串联操作，气液流量和初始组成均不变,要求最终的尾气排放浓度降至0.005,求新加塔的填料层高度。注:计算中可近似用摩尔分率代替摩尔比。
2.28 流率为0.04Kmol/m2.s的空气混合气中含氨2%(体积), 拟用逆流吸收以回收其中95%的氨。塔顶喷入浓度为0.0004(摩尔分率)的稀氨水溶液，采用液气比为最小液气比的1.5倍,操作范围的平衡关系为y=1.2x,所用填料的气相总传质系数K y a=0.052Kmol/m
3.s. △y。试求:
(1) 液体离开塔底时的浓度(摩尔分率);
(2) 全塔平均推动力△y m;
(3) 填料层高度。
2.29 在填料高度为5m的常压填料塔内,用纯水吸收气体混合物中少量的可溶组分。气液逆流接触，液气比为1.5，操作条件下的平衡关系为Y=1.2X，溶质的回收率为90%，若保持气液两相流量不变，欲将回收率提高到95%，求填料层高度应增加多少m?
2.30 用纯溶剂S吸收混合气体中溶质A。操作条件为P=1atm,t=27℃。已知: 惰性气体的质量流速为5800Kg/(m2.h),惰性气体的分子量为29,气相总传质单元高度H OG=0.5m, 塔内各截面上溶液上方溶质A的分压均为零(即相平衡常数m=0)。试计算:
(1)下列三种情况所需填料层高度各为若干m;
a A的入塔浓度y1=0.02,吸收率90%;
b A的入塔浓度y1=0.02,吸收率99%;
c A的入塔浓度y1=0.04,吸收率90%;
(2)填料层的气相体积吸收总系数K G a,Kmol/(m3.s.atm),指出气膜阻力占总阻力的百分数;
(3)在操作中发现,由于液体用量偏小,填料没有完全润湿而达不到预期收率, 且由于溶剂回收塔能力所限,不能再加大溶剂供给量, 你有什么简单有效措施可保证设计吸收率?
2.31 在逆流填料吸收塔中,用清水吸收含氨5%(体积)的空气--氨混合气中的氨,已知混合气量为2826Nm3/h,气体空塔速度为1m/s(标准状况),平衡关系为Y=1.2X(摩尔比), 气相体积总传质系数K Y a为180Kmol/m
3.h.(△Y),吸收剂用量为最小用量的1.4倍, 要求吸收率为98%。试求:
(1) 溶液的出口浓度X1(摩尔比);
(2) 气相总传质单元高度H OG和气相总传质单元数N OG ;
(3) 若吸收剂改为含NH3为0.0015(摩尔比)的水溶液,问能否达到吸收率98%的要求? 为什么?
2.32 在填料塔中用纯吸收剂逆流吸收某气体混合物中的可溶组分A, 已知气体混合物中溶质A 的初始组成为0.05,通过吸收后气体出口组成为0. 02,吸收后溶液出口组成为0 .098(均为摩尔分率), 操作条件下气液平衡关系为y=0.5x,并已知此吸收过程为气相阻力控制。求:
(1) 气相总传质单元数N OG ;
(2) 当液体流量增加一倍时, 在气量和气液进口组成不变情况下,溶质A 的被吸收量变为原来的多少倍?
填料塔的校核计算
2.33 一填料吸收塔,填料层高度h o=5m，塔截面积为0.1m2，入塔混合气体中溶质含量y b为0.05 (摩尔分率,以下同)，用某种纯溶剂吸收，逆流操作, 溶剂量L为0.013 kmol/s，出塔溶液中溶质含量x b=0.04，出塔气体中溶质含量y a为0.0005,平衡关系为y=0.8x, 求总体积传质系数K y a[kmol/m
3.s]。
2.34 在逆流填料吸收塔中,用清水吸收含SO2的气体混合物,入塔SO2浓度为
3.5%(体积%),其余为惰性气体。出塔气体SO2的分压为1.14[KN/m2]。液相出塔浓度为0.00115(摩尔分率)。吸收操作在101.3[KN/m2]总压，温度20℃下进行。已知水的流量为27800[kg/h], 塔截面积为1.35[m2], 填料层高度为5[m],试求液相体积吸收总系数K X a[kmol/m3.s]。已知液相出口平衡浓度为1.4×10-3摩尔分率，且平衡关系为一直线。
2.35 有一填料层高度为3m的吸收塔,可从含氨6%(体积%)的空气混合物中回收99%的氨。混合气体流率为620[kg/m2.h],吸收剂为清水,其流率为900[kg/m2.h],生产条件有下例两种改变,试问该填料层高度是否满足要求。
(1) 气体流量增加一倍;
(2) 液体流量增加一倍。
在操作范围内氨水平衡关系y=0.9x,总传质系数K y a与气体流率G的0.8 次方成正比而与液体流率的影响很小。
2.36 在常压逆流操作的填料吸收塔中用清水吸收空气中某溶质A,进塔气体中溶质A的含量为8%(体积%),吸收率为98%,操作条件下的平衡关系为y=2.5x,取吸收剂用量为最小用量的1.2倍,试求:
(1) 水溶液的出塔浓度;
(2) 若气相总传质单元高度为0.6m,现有一填料层高度为6m的塔, 问塔是否合用?
注: 计算中可用摩尔分率代替摩尔比, 用混合气体量代替惰性气体量, 用溶液量代替溶剂量。
部分溶剂循环吸收
2.37 在填料塔内用纯水吸收某气体混合物中的可溶组分，气体入塔浓度为0.07(摩尔分率)，当两相逆流操作，液气摩尔比为1.5时，气体的吸收率为0.95，而气液平衡常数m=0.5。若保持新鲜吸收剂用量不变,而将塔底排出液的10%送至塔顶与新鲜吸收剂相混合加入塔内,试求此时气体出口浓度为多少?计算时假定吸收过程为气相阻力控制(或气膜控制)。
两股溶剂或两股气体同时吸收
2.38 一逆流吸收塔填料层高度为8m,用两股
溶剂回收混合气体中的溶质。两股溶剂量各
占一半。一股溶剂为纯溶剂从塔顶加入，另一
股溶剂其中溶质含量为0.004(摩尔分率) 从离
填料塔顶层以下2米处加入塔内。塔下段的液
气摩尔比L/G=4,入塔气体含溶质0. 05, 操作
条件下气液平衡关系y=3x, 传质单元高度
H OG =1.14米,求出塔气体中溶质的摩尔分率。
2.39 某厂吸收塔的填料层高度为8m,用水洗
去尾气中有害组分A。在此情况下，测得的浓
度数据如图(a)所示。已知在操作条件下平衡关
系为y=1.5x, 试求气相传质单元高度。由于法
定的排放浓度规定,出
塔气体浓度必须小于0.002(摩尔分率), 所以拟定将该塔的
填料层加高,如液气摩尔比保持下变,试问填料层应加高若
干米?
若加高部分改为图(b)放置,构成(a)与(b)串联操作,同时在(b)
中另加水吸收,其用水量与(a)相同,试问气体排放浓度y a'是
否合格?
2.40 某生产过程产生的两股混合气体, 一股流量
G1'=0.015Kmol/s, 溶质浓度y b1=0.1, 另一股流量
G2'=0.015Kmol/s, 溶质浓度y b2=0.04,今用一个吸收塔回收
两股气体中溶质, 总回收率不低于85%,所用的吸收剂为
20℃纯水, 在常压、20℃下操作,此时亨利系数为 E
=2090mmHg,求:
(1) 将两股物料混合后由塔底入塔,最小吸收剂用
量为多少?
(2) 若空塔气速为0.5m/s,并已测得此气速下K y a=8×10-3Kmol/s.m3,实际液气比为最小液
气比的1.2倍,求混合进料所需塔高为多少?
(3) 定性分析:若将第二股气流在适当位置单角加入,最小吸收剂用量如何变化? 若实际液气比与（2）相同，则塔高将如何变化?进料位置应在何处为最好?
脱吸、吸收联合操作
2.41如图所示的吸收─脱吸系统,两塔填料层高度均为7米,经测定,吸收塔气体量G=1000kmol/h, 脱吸(解吸)塔气体流量习题41附图
G'=300[kmol/h],吸收剂循环量为L'=150[kmol/h]。并已知:
y b=0.015,x a=0.005=x b',y a'=0.045,y b'=0,平衡系统y=0.15x(吸收塔);
y=0.6x(脱吸塔), 试求:
(1) 吸收塔气体出口浓度y a;
(3)吸收塔和脱吸塔传质单元高度H OG。
2.42 一逆流吸收--解吸系统,两塔填料层高相同。操作条件下吸收系统平衡关系为Y=0.125X,液气比L/G=0.16,气
相总传质单元高度H OG =0.5m; 解吸系统
用过热蒸汽吹脱,其平衡关系为y=3.16x,气液比G'/L=0.365。
已知吸收塔入塔的气体组成为0.02(摩尔分率,下同),要求入塔液体组成为0.0075，回收率为95%。
试求: (1)吸收塔出塔液体组成;
(2)吸收塔填料层高度;
(3)解吸塔的气相总传质单元高度。
脱吸理论板等板高度等计算
2.43 要用一解吸塔处理清水，使其中CO2含量(以质量计)从200ppm降到5ppm。塔的操作温度为25℃,总压为0.1[MN/m2],塔底送入空气中含CO20.1%(体积%),操作温度下亨利常数E=1.64×162[MN/m2],每小时处理水量为50吨,实际使用空气量为理论上最小值的50倍, 求所需理论塔板数?
2.44 用一逆流操作的解吸塔,处理含CO2的水溶液,每小时处理水量为40吨, 要求水中的CO2含量由8×10-5降至2×10-6(均为摩尔比)。塔内水的喷淋密度为8000Kg/m2.h, 塔底送入空气中含CO20.1%(体积%),实际使用空气量为最小用量的20倍，塔的操作温度为25℃,压力为100KN/m2,该操作条件下的亨利系数E=1.6×10-5KN/m2,液相体积总传质系数K x a为800Kmol/m
3.h(按摩尔分率计算)。试求:
(1) 入塔空气用量(m3/h,以25℃计);
(2) 填料层高度。
2.45 在填料层高度为3m的常压逆流操作的吸收塔内,用清水吸收空气中的氨,混合气含氨5%(体积,以下同),塔顶尾气含氨0.5%,吸收因数为1,已知在该塔操作条件下氨-- 水系统平衡关
系可用y*=mx表示(m为常数),且测得与含氨1.77%的混合气充分接触后的水中, 氨的浓度为18.89g/1000g(水)。试求:
(1) 吸收液的出口浓度;
(2) 该填料塔的气相总传质单元高度，m;
(3) 等板高度，m。
计算传质系数及传质单元高度
2.46 填料塔中用弧鞍陶瓷填料(a t=193[m2/m3]),以清水吸收空气中的低浓度SO2。温度为303k,压强为100KPa。气体、液体的质量流率分别为0.62和6.7[kg/m2.s],试用半经验公式计算K L a、K G a、H G、H L。
综合思考题
2.47填空与选择
1. 物理吸收操作属于过程,是一组分通过另一静止组分的扩散。
当平衡线在所涉及的范围内是斜率为m的直线时,则1/K y=1/k y+ /k x。
2. 含SO2为10％(体积)的气体混合物与浓度C为0.020Kmol/m3的SO2水溶液在一个大气压下相接触。操作条件下两相的平衡关系为P*=1.62C(大气压),则SO2将从相向_______ 相转移,以气相组成表示的传质总推动力为大气压,以液相组成表示的传质总推动力为Kmol/m3。
3. 总传质系数与分传质系数之间的关系可以表示为1/K=1/k L+H/k G其中1/k L表示, 当项可忽略时,表示该吸收过程为液膜控制。
是非题
享利定律的表达式之一为P=Ex,若某气体在水中的享利系数E 值很大说明该气体为易溶气体。( )
低浓度气体吸收中,已知平衡关系y=2x,K x a=0.2Kmol/m3·s,K y a=2×10-4Kmol/m3.s, 则此体系属(A气膜;B液膜;C气、液双膜)控制,总传质系数近似为K y a=_______Kmol/m3·s。
(A) 2, (b) 0.1, (C) 0.2, (D) 2×10-4
通常所讨论的吸收操作中,当吸收剂用量趋于最小用量时。
(A)回收率趋向最高; (B)吸收推动力趋向最大; (C)操作最为经济;
(D)填料层高度趋向无穷大。
4. (1) G=K G F; (2) G= (x*-x)F
式中: G-----传质量Kmol/hr; F----传质面积m2;
K G----传质总系数Kmol/m2·hr (KN/m2)
x----液相摩尔分率。
某操作中的吸收塔,用清水逆流吸收气体混合物中A组分。若y1下降, L、G、P、T 等不变; 则回收率有何变化;若L增加, 其余操作条件不变, 则出塔液体x1有何变化?_______
5. 气相中:温度升高则物质的扩散系数; 压强升高则物质的扩散系数
在液相中:液相粘度增加，则物质的扩散系
数。
易溶气体溶液上方的分压,难溶气体溶液上
方的分压,只要组分在气相中的分压液相中
该组分的平衡分压,吸收就会继续进行, 直至达到一个新的
_______为止。
6. 图所示为同一温度下A、B、C三种气体在水中的溶
解度曲线。由图可知, 它们溶解度大小的次序是;因
为。
吸收中，温度不变，压力增大, 可使相平衡常数
(增大,减小,不变), 传质推动力习题6附图
(增大,减小,不变)。
7. 在1atm，20℃下某低浓度气体被清水吸收, 气膜吸收分系数（气相传质分系数）K G=0.1Kmol/(m2·h·atm),液膜吸收分系数
K L=0.25Kmol/(m2·h·Kmol/m3),溶质的溶解度系数H=150Kmol/(m3·atm),则该溶质为溶气体,气相总传质系数K y=_______ Kmol/(m2·h·△y),液相总传质系数K x= Kmol/(m2·h·△x)。
8. 实验室用水逆流吸收空气中的CO2,当水量和空气量一定时,增加CO2, 则入塔气体浓度,出塔气体浓度,出塔液体浓度吸收总推动力用气相浓度差表示时,应等于______和之差。
9. 对非液膜控制的系统,气体流量越大,则气相总传质系数K y, 气相总传质单元高度
H OG。
对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统A.B在同样条件下,A系统中的溶质的溶解度较B 系统中的溶质为高,则A系统的溶解度系数H A H B,享利系数E A E B,相平衡常数m A_____m B。(>,=<)
10. 在常压下,测定水中溶质A的摩尔浓度为0.56Kmol/m3,此时气相中A的平衡摩尔分率为0.02,则此物系的相平衡常数m= 。当其他条件不变,而总压增加一倍时,相平衡常数m= ,若测得总压值为2atm,则此时的享利系数E= atm,而溶解度系数H≈_______Kmol/m3atm。
一般地,在相同温度、压力下,气体在水中的扩散系数比在气相中的扩散系数。
11. 在气体流量,气相进出口组成和液相进口组成不变时,若减少吸收剂用量,则传质推动力将,操作线将平衡线,设备费用将
当一温度增高时,溶质在气相中的分子扩散系数将,在液相中的分子扩散系数将。
对一定操作条件下的填料吸收塔,如将塔填料层增高一些,则塔的H OG将,N OG将_______(增加,减少,不变)。
12. 对一定的逆流吸收操作体系,若其解吸因数S<1,则其理论板必气相总传质单元
数N OG。如S=1,则理论板数N OG。
计算吸收塔的填料层高度需要应用、、三个方面的关系联合求解。
13. 某逆流吸收塔,用纯溶剂吸收混合气中易溶组分,设备高为无穷大, 入塔Y1= 8％(体积),平衡关系Y=2x。试问:
(1)若液气比(摩尔比,下同)为2.5时,吸收率= ％
(2)若液气比为1.5时,吸收率= ％
14. 在逆流操作的吸收塔中,其操作线及平衡线如图,
若其他操作条件不变而系统温度增加(设温度对Sc的影响
可略)则塔的气相总传质单元高度H OG将。气体出
口浓度y a将,液体出口浓度x b将。请在y-x
图上示意画出新条件下的操作线及平衡线。______
15. 在低浓度难溶气体的逆流吸收塔中,若其他条件
不变,而入口液体量增加,则此塔的液相传质单元数N L
将,而系统的气相总传质单元数N OG将,气
体出口浓度y a将。
16. 用逆流操作的吸收塔处理低浓度易溶溶质的气
体混合物, 如其他操作条件不变, 而入口气体的浓度y b
增加,则此塔的液相总传质单元数N OL将,出口气
体组成y a将,出口液相组成x b将,(提示:塔
内平均推动力可按算术平均计算)
17. 提高吸收剂用量对吸收是有利的。当系统为气
膜控制时,K y a值有何变化?_______; 系统为液膜控制
时,K y a值有何变化? 。设计中采用液气比
(L/G)=(L/G)min时,△y m= ,塔高H= 。
18. 概括地说,传质单元高度
是下列三个方面的函数,
即、、。
吸收过程的传质速率
式:_____________。
19. 在低浓度溶质系统逆流
吸收操作中,其平衡线与操作线如
下图, 若气液摩尔流量和入口组
成(摩尔分率)不变,但操作压力降
低。
(1)请在y-x图上示意画出操
作线和平衡线的变动情况;
(2)此时气相出口组成y a将而液相出口组成x b将。
20. (1)如图: 请在Y-X图上绘出两塔操作线。
(2)双膜理论的要点是:(i)______ ;(ii)____ _ (iii) 。
21. (1)在填料塔中用清水吸收混合气中NH3,当水泵发生故障,上水量减少时,气相总传质单元数N OG_______ (A)增加; (B)减少; (C)不变。
(2)根据双膜理论,当被吸收组分在液体中溶解度很小时,以液相浓度表示的总传质系数_______
(A) 大于液相传质分系数; (B) 近似等于液相传质分系数;
(C) 小于气相传质分系数; (D) 近似等于气相传质分系数。
(3)气体吸收计算中表示设备(填料)效能高低的一个量是, 而表示传质任务难易程度的一个量是。
22. 选择题:(在正确答案下划一横道)
(1)双组分理想气体混合物中,组分A的扩散系数是(A 系统的物质属性,B 组分A 的物质属性, C只取决于系统的状态)
当系统总浓度增加时,此扩散系数将(A 增加, B 减少, C 不变, D 不定)。当系统中组分B 的分子量增加时,此扩散系数将(A 增加, B 减少, C 不变, D 不定)
(2)对含低浓度溶质的气体与溶液的平衡系统, 溶质在气相中的摩尔浓度与其在液相中摩尔浓度的差值是(A 正值, B 负值, C等于零, D 不定)
23. 请将你认为最确切的答案填在( )内:
(1)用纯溶剂吸收混合气中的溶质。在操作范围内,平衡关系满足享利定律,逆流操作。当入
塔气体浓度y1上升, 而其它入塔条件不变, 则气体出塔浓度y2和吸收率η的变化为:( )
(A) y2上升,η下降; (B)y2降,η上升; (C)y2升,η不变; (D)y2升, η变化不确定。
(2)某吸收过程,已知其气相传质分系数K y=4×10-4Kmol/m2·s,液相传质分系数K x=8
×10-4Kmol/m2·s,由此可知该过程为:( )
(A)液膜控制; (B)气膜控制; (C)判断依据不足; (D)气膜阻力和液膜阻力相差不大。
24. 选择题:(在正确答案下划一横道)
在填料塔中,低浓度难溶气体逆流吸收时,若其他操作条件不变,但入口气量增加,则:
气相总传质单元数N OG将(A 增加, B 减少, C 不变)
出口气体组成y a将(A 增加, B 减少, C 不变)
出口液体组成x b将(A 增加, B 减少, C 不变)
25. 选择题:(在正确答案下方划一划横线)
低浓度的气膜控制系统,在逆流吸收操作中,若其他操作条件不变,而入口液体组成x a增高时,则气相总传质单元数N OG将(A 增加, B减少, C 不变, D 不定)
气相总传质单元高度H OG将(A 增加, B 减少, C 不变, D 不定)
气相出口组成y a将(A 增加, B 减少, C 不变, D 不定)
液相出口组成x b将(A 增加, B 减少, C 不变, D 不定)
26. 选择题:(在正确答案下方划一横道)
(1)双组分气体(A,B)在进行定常分子扩散,J A及N A分别表示在传质方向上某截面处溶质A 的分子扩散速率与传质速率,当整个系统为单向扩散时:
｜J A｜(A 大于,B 等于,C 小于)｜J B｜
｜N A｜(A 大于,B 等于,C 小于)｜N B｜
(2)气膜控制系统的逆流解吸塔操作中,如气量与液量同比例减少,则气体出口组成y a(A 增加,B 减少, C 不变),而液体出口组成x b(A 增加,B 减少, C不变)
27. 选择题:(在正确答案下方划一横道)
(1)正常操作下的逆流吸收塔, 若因某种原因使液体量减少以致液气比小于原定的最小液气比时,下列哪些情况将发生?
A 出塔液体浓度x b增加,回收率增加;
B 出塔气体浓度增加,但x b不变;
C 出塔气体浓度与出塔液体浓度均增加;
D 在塔下部将发生解吸现象。
28. 选择题:(在正确答案下划一横道)
(1)实验室用水吸收空气中的CO2,基本上属于(A 气膜控制, B 液膜控制, C 两相扩散控制)。其气膜中的浓度梯度(A大于,B等于, C小于)液膜中的浓度梯度( 均换算为对应的液相组成表示)。气膜阻力(A大于,B小于,C等于)液膜阻力。
(2)吸收塔操作时,若脱吸因数mG/L增加,而气液进口组成不变,则溶质回收率将(A 增加,B 减少,C不变,D不定),而出塔液体浓度将(A增加,B减少,C不变,D不定)
29. 最大吸收率ηmax与无关。
(A)液气比(B)液体入塔浓度x2(C) 相平衡常数m (D) 吸收塔型式
单向扩散中的漂流因子。(A) >1 (B) <1 (C) =1 (D) 不一定
已知SO2水溶液在三种温度t1,t2,t3下的亨利系数分别为E1=0.0035atm, E2=0.011atm, E3=0.00652atm,则
(A) t1 30. 选择题(在正确答案下划一横道) (1)扩散通量式J A=-D(dC A/dZ)=-J B (可以用于多组分系统,只能用于双组分系统, 只能用于稀溶液,只能用于理想气体,只能用于液相,可以同时用于液相或气相系统)。 (2)逆流操作的填料吸收塔,当吸收因数A<1且填料为无穷高时,气液两相将在:(A塔顶, B塔底, C塔中部)达到平衡。 31. 选择题:(按a增加,b减少,c不变填入括号内) 含低浓度溶质的气体在逆流吸收塔中进行吸收操作,若其他操作条件不变, 而入口气体量增加,则对于气膜控制系统: 其出口气体组成y a将( ); 出口液体组成x b将( ); 溶质回收率将( )。 32. 选择题:(按a增加,b减少,c不变填入括号内) (1)双组分理想气体进行定常单向扩散,如维持气相各部分P A不变,则在下述情况下, 气相中的传质通量N A将如何变化? ①总压增加,N A( ) ②温度增加,N A( ) ③气相中惰性组分的摩尔分率减少, 则N A( ) (2)随温度增加,气体的溶解度( ),享利系数E( )。 33. 选择题((按a增加,b减少,c不变填入括号内) (1)对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统,当温度和压力不变,而液相总浓度增加时其溶解度系数H将( ),享利系数E将( )。 (2)在常压下用水逆流吸收空气中的CO2,若将用水量增加则出口气体中的CO2含量将( ), 气相总传质系数K G将( ),出塔液体中CO2浓度将( )。 34. 在吸收塔某处,气相主体浓度y=0.025,液相主体浓度x=0.01,气相传质分系数K y =2Kmol/m2·h, 气相总传质系数K y=0.5Kmol/m2·h, 则该处气液界面上气相浓度y i应为( ),平衡关系y=0.5x。 (A) 0.02, (B)0.01, (C) 0.015, (D) 0.005 35. 选择题(请在正确答案下方划一横道) (1)在一个低浓度液膜控制的逆流吸收塔中,若其他操作条件不变,而液量与气量成比例同时增加,则: 气体出口组成y a为(A增加B减少C不变D不定) 液体出口组成x b为(A增加B减少C不变D不定) 回收率将(A增加B减少C不变D 不定) (2)传质速率N A等于分子扩散速率J A的条件是: A 单向扩散, B 双向扩散, C 湍流流动, D 定常过程 36. 选择题(在正确答案下方划一横道) 低浓度液膜控制系统的逆流吸收,在塔操作中,若其他操作条件不变,而入口气量有所增加,则: 液相总传质单元数N OL(A增加, B减少, C 基本不变, D不定) 液相总传质单元高度H OL(A增加, B减少, C基本不变, D不定) 气相总传质单元高度H OG (A增加, B减少, C基本不变, D不定) 操作线斜率将(A增加, B减少, C基本不变, D不定) 37. 选择题(在正确答案下方划一横道) (1)对解吸因数S=0.5的系统进行逆流吸收,y*=mx,当塔高为无穷大时, ①y b将(A 大于,B小 于,C 等于)y b*,塔顶气相出口浓度y a将(A大于,B小于,C等于)y a*。 (2)若系统压力减少一倍,而气液摩尔流量与进口组成均不变,则此时气体入口组成y b将(A 大于,B小于,C 等于)y b*。 (3) 采用化学吸收可使原来的物理吸收系统的液膜阻力(A增加,B减少,B不变), 气膜阻力(A增加,B减少,C不变)。 5-1、在葡萄糖水溶液浓缩过程中，每小时的加料量为kg 3000，浓度由15%（质量）浓缩到70%（质量）。试求每小时蒸发水量和完成液量。（答：1h kg 2357-?，1h 43kg 6-?） 解：⑴蒸发水量10h kg 2357)70 .015.01(3000)1(-?=-=- =x x F W ； ⑵完成液量1h kg 64323573000-?=-=-W F 。 5-2、固体NaOH 的比热容为11K kg kJ 31.1--??，试分别估算NaOH 水溶液浓度为10%和25%时的比热。 （答：11K kg kJ 77.3--??，11K kg .47kJ 3--??） 解：⑴%10浓度的NaOH 溶液： 11K kg kJ 77.3)1.01(183.4)1(--??=-=-=x c c w ； ⑵%25浓度的NaOH 溶液： 11K kg kJ 47.325.031.1)25.01(183.4)1(--??=?+-=+-='x c x c c w 质。 5-3、已知单效常压蒸发器每小时处理kg 2000 NaOH 水溶液， 溶液浓度由15%（质量）浓缩到25%（质量）。加热蒸汽压力为92kPa 3（绝压），冷凝温度下排出。分别按20℃加料和沸点加料（溶液的沸点为113℃）。求此两种情况下的加热蒸汽消耗量和单位蒸汽消耗量。假设蒸发器的热损失可以忽略不计。（答：1h kg 1160-?、45.1，1h 50.9kg 8-?、06.1） 解：蒸发水量110h kg 800)25 .015.01(2000)1(-?=-=-=x x F W ， 92k P a 3时蒸气的潜热1kg kJ 2132-?=r ， N a O H 溶液的比热11K kg kJ 56.3)15.01(183.4)1(--??=-=-=x c c w ， ⑴原料于C 20?加入 二次蒸气的焓1kg kJ 2670-? 1h kg 11602132 2056.32000267080011356.3)8002000(-?=??-?+??-= D 45.18001160==W D ； ⑵沸点加料 1h kg 9.850213211356.32000267080011356.3)8002000(-?=??-?+??-=D 06.18009.850==W D 。 5-4、传热面积为52m 2的蒸发器，在常压下每小时蒸发2500kg 浓度为7%（质量）的某种水溶液。原料液的温度为95℃，常压下的沸点为103℃。完成液的浓度为45%（质量）。加热蒸汽表压力为96kPa 1。热损失为110000W 。试估算蒸发器的总传热系数。（答：12K m W 936--??） 解：查得96kPa 1时水蒸气饱和温度为C 9.132?， atm 1时水蒸气的潜热为1kg kJ 2258-?， 110h kg 2111)45 .007.01(2500)1(-?=-=-=x x F W ， 11K kg kJ 894.3)07.01(183.4)1(--??=-=-=x c c w ， 由传热方程及热量衡算式得： 损Q W t t Fc t t KA r ++-=-)()(0112 单项选择题(每题2分,共10题)成绩查询 第七章传质概论 1. 双组分理想气体进行定常单向扩散，如维持气相各部分pA不变，总压增加，气相中的传质通量NA将如何变化？ A：增加 B ：减少C：不变 D：不定 2. 下述_______分离过程中哪一种不属于传质分离。 A ：萃取分离B ：吸收分离C ：结晶分离D：离心分离 3. 气相压力一定，温度提高1倍，组分在气相中的扩散系数_______。 A：增大1 倍B：约原来的2.83倍 C：减少1倍 D：不变 4. 若温度不变，压力增加1倍，则扩散系数_______。 A：增大1 倍B：约原来的2.83倍 C：减少1 倍D：不变 5. 双组分气体(A、B)在进行定常分子扩散，JA及NA分别表示在传质方向上某截面处溶质A 的分子扩散速率与传质速率，当整个系统为单向扩散时：_______。 A：|JA|=|JB|， |NA|>|NB|B：|JA|>|JB|， |NA|=|NB| C：|JA|<|JB|，|NA|>|NB D：|JA|=|JB|，|NA| 8. 单向扩散中飘流因子_______。 A： >1B：<1 C：=1 D：不确定 9. 双膜理论认为吸收过程的阻力集中在_______。 A ：相界面两侧的膜层中B：相界面上 C：液膜之中 D：气膜之中 六吸收 浓度换算 甲醇15%(质量)的水溶液, 其密度为970Kg/m3, 试计算该溶液中甲醇的: (1)摩尔分率; (2)摩尔比; (3)质量比; (4)质量浓度; (5)摩尔浓度。 分子扩散 估算1atm及293K下氯化氢气体(HCl)在(1)空气,(2)水(极稀盐酸)中的扩散系数。 一小管充以丙酮,液面距管口1.1cm,20℃空气以一定速度吹过管口,经5 小时后液面下降到离管口2.05cm,大气压为750[mmHg],丙酮的蒸汽压为180[mmHg] , 丙酮液密度为 7900[kg/m3],计算丙酮蒸汽在空气中的扩散系数。 浅盘内盛水。水深5mm,在1atm又298K下靠分子扩散逐渐蒸发到大气中。假定传质阻力相当于3mm厚的静止气层,气层外的水蒸压可忽略,求蒸发完所需的时间。 一填料塔在常压和295K下操作，用水除去含氨混合气体中的氨。在塔内某处，氨在气相中的组成y a=5%(摩尔百分率)。液相氨的平衡分压P=660Pa,物质通量N A = 10 - 4[kmol/m2·S],气相扩散系数D G=[cm2/s],求气膜的当量厚度。 相平衡与亨利定律 温度为10℃的常压空气与水接触，氧在空气中的体积百分率为21%，求达到平衡时氧在水中的最大浓度, （以[g/m3]、摩尔分率表示）及溶解度系数。以[g/m3·atm]及 [kmol/m3·Pa]表示。 当系统服从亨利定律时，对同一温度和液相浓度，如果总压增大一倍则与之平衡的气相浓度(或分压) (A)Y增大一倍; (B)P增大一倍;(C)Y减小一倍; (D)P减小一倍。 25℃及1atm下,含CO220%,空气80%(体积%)的气体1m3，与1m3的清水在容积2m3的密闭容器中接触进行传质,试问气液达到平衡后, (1)CO2在水中的最终浓度及剩余气体的总压为多少? (2)刚开始接触时的总传质推动力ΔP,Δx各为多少？气液达到平衡时的总传质推动力又为多少？ 第五章蒸馏 一、名词解释： 1、蒸馏： 利用混合物中各组分间挥发性不同的性质，人为的制造气液两相，并使两相接触进行质量传递，实现混合物的分离。 2、拉乌尔定律： 当气液平衡时溶液上方组分的蒸汽压与溶液中该组分摩尔分数成正比。 3、挥发度： 组分的分压与平衡的液相组成（摩尔分数）之比。 4、相对挥发度： 混合液中两组分挥发度之比。 5、精馏： 是利用组分挥发度的差异，同时进行多次部分汽化和部分冷凝的过程。 6、理论板： 气液两相在该板上进行接触的结果，将使离开该板的两相温度相等，组成互成平衡。 7、采出率： 产品流量与原料液流量之比。 8、操作关系： 在一定的操作条件下，第n层板下降液相的组成与相邻的下一层（n+1）板上升蒸汽的组成之间的函数关系。 9、回流比： 精流段下降液体摩尔流量与馏出液摩尔流量之比。 10、最小回流比： 两条操作线交点落在平衡曲线上，此时需要无限多理论板数的回流比。 11、全塔效率： 在一定分离程度下，所需的理论板数和实际板数之比。 12、单板效率： 是气相或液相通过一层实际板后组成变化与其通过一层理论板后组成变化之比值。 二、填空题： 1、在精馏塔的任意一块理论板上，其离开塔板的液相泡点温度与离开塔板的气相露点温度的大小相比是_________。相等 2、当塔板上____________________________________________________时，称该塔板为理论塔板。离开的汽相与液相之间达到平衡时 3、直接水蒸汽加热的精馏塔适用于 __________________________________________________的场合。 难挥发组分为水，且要求釜液中易挥发组分浓度很低 4、简单蒸馏过程中，釜内易挥发组分浓度逐渐________，其沸点则逐渐_________。 第五章 吸收 相组成的换算 【5-1】 空气和2的混合气体中，2的体积分数为20%，求其摩尔分数y 和摩尔比Y 各为多少？ 解 因摩尔分数=体积分数，.02y =摩尔分数 摩尔比 ..020251102 y Y y = ==--． 【5-2】 20℃的l00g 水中溶解3, 3在溶液中的组成用摩尔分数x 、浓度c 及摩尔比X 表示时，各为多少？ 解 摩尔分数//117 =0．010*******／18 x = + 浓度c 的计算20℃，溶液的密度用水的密度./39982s kg m ρ=代替。 溶液中3的量为 /3 11017n kmol -=? 溶液的体积 /.3 3101109982 V m -=? 溶液中 3的浓度//.333 11017==0．581／101109982 n c kmol m V --?=? 或 . 39982 00105058218 s s c x kmol m M ρ= = ?=．．／ 3 与水的摩尔比的计算 //117 0010610018 X = =． 或 ..00105001061100105 x X x = ==--． 【5-3】进入吸收器的混合气体中，3的体积分数为10%，吸收率为90%，求离开吸收器时3的组成，以摩尔比Y 和摩尔分数y 表示。 吸收率的定义为 12 2 11 1Y Y Y Y Y η-= ==-被吸收的溶质量原料气中溶质量 解 原料气中3的摩尔分数0.1y = 摩尔比 (11) 101 01111101 y Y y = ==-- 吸收器出口混合气中3的摩尔比为 () (2) 1 1109011100111Y Y η=-=-?=（） 摩尔分数 (22) 200111 =0010981100111 Y y Y = =++ 气液相平衡 【5-4】 l00g 水中溶解lg 3 NH ，查得20℃时溶液上方3 NH 的平衡 分压为798。此稀溶液的气液相平衡关系服从亨利定律，试求亨利系数E(单位为kPa )、溶解度系数H[单位为/()3 kmol m kPa ?]和相平衡常数m 。 总压为100kPa 。 解 液相中3 NH 的摩尔分数/.//117 0010511710018 x = =+ 气相中3NH 的平衡分压 *.0798 P kPa ＝ 亨利系数 *./.0798*******E p x ===／ 液相中3NH 的浓度 /./.333 11017 0581 101109982 n c kmol m V --?===?／ 溶解度系数 /*./../()3 058107980728H c p kmol m kPa ===? 液相中3NH 的摩尔分数 //117 0010511710018 x = =+．／ 气相的平衡摩尔分数 **.0798100y p p ==／／ 相平衡常数 * (0798) 07610000105 y m x == =? 或 //.76100076m E p === 【5-5】空气中氧的体积分数为21%，试求总压为.101325kPa ，温度为10℃时，3 1m 水中最大可能溶解多少克氧？已知10℃时氧在水中的 吸收一章习题及答案 一、填空题 1、用气相浓度△y为推动力的传质速率方程有两种，以传质分系数表达的速率方程为____________________，以传质总系数表达的速率方程为___________________________。 N A = k y (y-y i) N A = K y (y-y e) 2、吸收速度取决于_______________，因此，要提高气－液两流体相对运动速率，可以_______________来增大吸收速率。 双膜的扩散速率减少气膜、液膜厚度 3、由于吸收过程气相中的溶质分压总_________ 液相中溶质的平衡分压，所以吸收操作线总是在平衡线的_________。增加吸收剂用量，操作线的斜率_________，则操作线向_________平衡线的方向偏移，吸收过程推动力（y－y e）_________。 大于上方增大远离增大 4、用清水吸收空气与A的混合气中的溶质A，物系的相平衡常数m=2，入塔气体浓度y = 0.06，要求出塔气体浓度y2 = 0.006，则最小液气比为_________。 1.80 5、在气体流量，气相进出口组成和液相进口组成不变时，若减少吸收剂用量，则传质推动力将_________，操作线将_________平衡线。 减少靠近 6、某气体用水吸收时，在一定浓度范围内，其气液平衡线和操作线均为直线，其平衡线的斜率可用_________常数表示，而操作线的斜率可用_________表示。 相平衡液气比 7、对一定操作条件下的填料吸收塔，如将塔料层增高一些，则塔的H OG将_________，N OG将_________ (增加，减少，不变)。 不变增加 8、吸收剂用量增加，操作线斜率_________，吸收推动力_________。（增大，减小，不变） 增大增大 9、计算吸收塔的填料层高度，必须运用如下三个方面的知识关联计算：_________、_________、_________。 平衡关系物料衡算传质速率。 10、填料的种类很多，主要有________、_________、_________、________、___________、______________。 拉西环鲍尔环矩鞍环阶梯环波纹填料丝网填料 11、填料选择的原则是_________________________________________。. 表面积大、空隙大、机械强度高价廉，耐磨并耐温。 12、在选择吸收剂时，首先要考虑的是所选用的吸收剂必须有__________________。 良好的选择性，即对吸收质有较大的溶解度，而对惰性组分不溶解。 13、填料塔的喷淋密度是指_____________________________。 单位塔截面上单位时间内下流的液体量（体积）。 14、填料塔内提供气液两相接触的场所的是__________________。 填料的表面积及空隙 15、填料应具有较_____的__________，以增大塔内传质面积。 大比表面积 16、吸收塔内填装一定高度的料层，其作用是提供足够的气液两相_________。 传质面积 17、菲克定律是对物质分子扩散现象基本规律的描述。 18、以（Y-Y*）表示总推动力的吸收速率方程式为N A=K Y（Y﹣Y﹡）。 19、、吸收操作是依据混合气体中各组分在溶剂中的溶解度不同而得以分离。 20、某气体用ABC三种不同的吸收剂进行吸收操作，液气比相同，吸收因数的大小关系为A1﹥A2﹥A3，则气体溶解度的大小关系为。 填空题 1.（3分）球形粒子在介质中自由沉降时，匀速沉降的条件是_粒子所受合力的代数和为零_ 。滞流沉降时，其阻力系数=_24/ Rep_. 2. 在静止的、连续的同种流体内，位于同一水平面上各点的压力均相等。 3.水在内径为φ的只管内流动，已知水的粘度为*s，密度为1000kg*m3，流速为1m/s，则Re=99502，流动类型为湍流。 4. 流体在圆形管道中作层流流动,如果只将流速增加一倍,则阻力损失为原来的 2 倍;如果只将管径增加一倍而流速不变,则阻力损失为原来的 1/4 倍. 5.求取对流传热系数常采用因次分析法，将众多影响因素组合成若干无因次数群，再通过实验确定各特征数数之间的关系，即得到各种条件下的关联式。 6. 化工生产中加热和冷却的换热方法有_直接换热_, 间壁换热和蓄热换热. 7. 在列管式换热器中，用饱和蒸气加热空气，此时传热管的壁温接近饱和蒸汽侧流体的温度，总传热系数 K 接近空气侧流体的对流给热系数。 8.气液两相平衡关系将取决于以下两种情况: 9.(1) 若 pe〉p 或 C 〉Ce则属于解吸过程 10.(2) 若 p 〉pe 或 Ce〉C 则属于吸收过程 11.计算吸收塔的填料层高度,必须运用如下三个方面的知识关联计算:_平衡关系_,_物料衡算,_传质速率._. 12.在一定空气状态下干燥某物料能用干燥方法除去的水分为_自由水分首先除去的水分为_非结合水分不能用干燥方法除的水分为_平衡水分。 13. ,当20℃的水(ρ=m3,μ=厘泊)在内径为100mm的光滑管内流动时,若流速为s时,其雷诺准数Re为×105；直管摩擦阻力系数λ为. 14.流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是流体具有粘性 15.计算管道流体局部阻力的方法有:当量长度法;阻力系数法;,其相应的阻力计 第二章 吸收习题解答 1从手册中查得101.33KPa 、25℃时,若100g 水中含氨1g,则此溶液上方的氨气平衡分压为0.987KPa 。已知在此组成范围内溶液服从亨利定律,试求溶解度系数H(kmol/ (m 3·kPa))及相平衡常数m 。 解: (1) 求H 由33NH NH C P H * = .求算. 已知:30.987NH a P kP *=.相应的溶液浓度3NH C 可用如下方法算出: 以100g 水为基准,因为溶液很稀.故可近似认为其密度与水相同.并取其值为 31000/kg m .则: 3333 3 1 170.582/1001 1000 0.5820.590/()0.987 NH NH a NH C kmol m C H kmol m kP P * ==+∴===? (2).求m .由333 333330.987 0.00974 101.33 1 170.0105 11001718 0.009740.928 0.0105 NH NH NH NH NH NH NH NH y m x P y P x y m x ** **== = ===+=== 2: 101.33kpa 、1O ℃时,氧气在水中的溶解度可用p o2=3.31×106x 表示。式中:P o2为氧在气相中的分压,kPa 、x 为氧在液相中的摩尔分数。试求在此温度及压强下与空气充分接触后的水中,每立方米溶有多少克氧. 解:氧在空气中的摩尔分数为0.21.故 222 26 6 101.330.2121.2821.28 6.4310 3.31106 3.3110O O a O O P Py kP P x -==?====??? 因2O x 值甚小,故可以认为X x ≈ 即:2266.4310O O X x -≈=? 所以:溶解度6522322()()6.431032 1.141011.4118()()kg O g O kg H O m H O --????==?=????? 3. 某混合气体中含有2%(体积)CO 2,其余为空气。混合气体的温度为30℃,总压强为506.6kPa 。从手册中查得30℃时C02在水中的亨利系数E=1.88x105KPa,试求溶解度系数H(kmol/（m 3·kPa 、）)及相平衡常数m,并计算每100克与该气体相平衡的水中溶有多少克CO 2。 解:(1).求H 由2H O H EM ρ = 求算 2435 1000 2.95510/()1.881018 a H O H kmol m kP EM ρ -= = =???? (2)求m 5 1.8810371506.6 E m ρ?=== (2) 当0.02y =时.100g 水溶解的2CO (3) 2255 506.60.0210.1310.13 5.3910 1.8810CO a CO P kP P x E ** -=?====?? 因x 很小,故可近似认为X x ≈ 55 2222422()()445.3910 5.3910()()18()()1.31810()kmol CO kg CO X kmol H O kg H O kg CO kg H O ---????=?=?????? ???? ?? =??? ?? 故100克水中溶有220.01318CO gCO 4．.在101.33kPa 、0℃下的O 2与CO 混合气体中发生稳定的分子扩散过程。已知 一、名词解释： 1、蒸馏： 利用混合物中各组分间挥发性不同的性质，人为的制造气液两相，并使两相接触进行质量传递，实现混合物的分离。 2、拉乌尔定律： 当气液平衡时溶液上方组分的蒸汽压与溶液中该组分摩尔分数成正比。 3、挥发度： 组分的分压与平衡的液相组成（摩尔分数）之比。 4、相对挥发度： 混合液中两组分挥发度之比。 5、精馏： 是利用组分挥发度的差异，同时进行多次部分汽化和部分冷凝的过程。 6、理论板： 气液两相在该板上进行接触的结果，将使离开该板的两相温度相等，组成互成平衡。 7、采出率： 产品流量与原料液流量之比。 8、操作关系： 在一定的操作条件下，第n层板下降液相的组成与相邻的下一层（n+1）板上升蒸汽的组成之间的函数关系。 9、回流比： 精流段下降液体摩尔流量与馏出液摩尔流量之比。 10、最小回流比： 两条操作线交点落在平衡曲线上，此时需要无限多理论板数的回流比。 11、全塔效率： 在一定分离程度下，所需的理论板数和实际板数之比。 12、单板效率： 是气相或液相通过一层实际板后组成变化与其通过一层理论板后组成变化之比值。 二、填空题： 1、在精馏塔的任意一块理论板上，其离开塔板的液相泡点温度与离开塔板的气相露点温度的大小相比是_________。 相等 2、当塔板上____________________________________________________时，称该塔板为理论塔板。 离开的汽相与液相之间达到平衡时 3、直接水蒸汽加热的精馏塔适用于 __________________________________________________的场合。 难挥发组分为水，且要求釜液中易挥发组分浓度很低 4、简单蒸馏过程中，釜内易挥发组分浓度逐渐________，其沸点则逐渐_________。 降低，升高 5、间歇精馏操作中，若欲保持馏出液组成不变，必须不断______________，若保持回流比不变，则馏出液组成________________。 增加回流比，不断下降 6、在精馏塔设计中，若F D x x R q 、、、，D/F 相同时，直接蒸汽加热与间接蒸汽加热相比，T ，间N T ，直N ，W x ，间W x ，直。 < , > 7、总压、95℃温度下苯与甲苯的饱和蒸汽压分别为与，则平衡时汽相中苯的摩尔分率为_______，液相中苯的摩尔分率为_________，苯与甲苯的相对挥发度=_______。 、、 8、精馏操作的依据是__________________________________________________。实现精馏操作的必要条件包括____________________________________________和___________________________________________。 混合液中各组分挥发度的差异由塔板或填料层所构成的若干个接触级、塔顶有液相回流、塔底有上升气流。 9、精馏塔操作时，保持F 、x F 、q 、R 不变，增加塔底排液量W ，试定性画出变化前、后塔的操作线。 化工原理吸收部分模拟试题及答案 1.最小液气比(L/V)min只对（）（设计型，操作型）有意义，实际操作时，若(L/V)﹤(L/V)min ， 产生结果是（）。 答：设计型吸收率下降，达不到分离要求 2.已知分子扩散时，通过某一考察面PQ 有三股物流：N A，J A，N。 等分子相互扩散时： J A（）N A（）N （）0 A组分单向扩散时： N （）N A（）J A（）0 （﹤，﹦，﹥） 答：= > = ，< > > 。 3.气体吸收时，若可溶气体的浓度较高，则总体流动对传质的影响（）。 答：增强 4.当温度升高时，溶质在气相中的分子扩散系数（），在液相中的分子扩散系数（）。答；升高升高 5.A，B两组分等摩尔扩散的代表单元操作是（），A在B中单向扩散的代表单元操作是 （）。 答：满足恒摩尔流假定的精馏操作吸收 6.在相际传质过程中，由于两相浓度相等，所以两相间无净物质传递（）。（错，对） 答：错 7.相平衡常数m=1，气膜吸收系数 k y=1×10-4Kmol/(m2.s)，液膜吸收系数 k x 的值为k y 的100倍，这一 吸收过程为（）控制，该气体为（）溶气体，气相总吸收系数 K Y=（） Kmol/(m2.s)。（天大97） 答：气膜易溶 9.9×10-4 8.某一吸收系统，若1/k y 》1/k x,则为气膜控制，若 1/k y《1/k x,则为液膜控制。（正，误）。 答：错误，与平衡常数也有关。 9.对于极易溶的气体，气相一侧的界面浓度y I 接近于（），而液相一侧的界面浓度x I 接近于 （）。 答：y*（平衡浓度） x（液相主体浓度） 10.含SO2为10%（体积）的气体混合物与浓度C= 0.02 Kmol/m3的SO2水溶液在一个大气压下接触，操 作条件下两相的平衡关系为 p*=1.62 C (大气压)，则 SO2将从（）相向（）转移，以气相组成表示的传质总推动力为（）大气压，以液相组成表示的传质总推动力为（）Kmol/m3 。 答：气液 0.0676 0.0417 11.实验室中用水吸收 CO2基本属于（）控制，其气膜中浓度梯度（）（大于，小于，等于） 液膜浓度梯度，气膜阻力（）液膜阻力。（清华97） 答：液膜小于小于 第五章 吸收 相组成的换算 【5-1】 空气和CO 2的混合气体中，CO 2的体积分数为20%，求其摩尔分数y 和摩尔比Y 各为多少？ 解 因摩尔分数=体积分数，.02y =摩尔分数 摩尔比 ..02 0251102 y Y y = ==--． 【5-2】 20℃的l00g 水中溶解lgNH 3, NH 3在溶液中的组成用摩尔分数x 、浓度c 及摩尔比X 表示时，各为多少？ 解 摩尔分数//117 =0．010*******／18 x = + 浓度c 的计算20℃，溶液的密度用水的密度./39982s kg m ρ=代替。 溶液中NH 3的量为 /3 11017n k m o l -=? 溶液的体积 /.33101109982 V m -=? 溶液中NH 3的浓度//.333 11017==0．581／101109982 n c kmol m V --?=? 或 . 39982 00105058218 s s c x kmol m M ρ= = ?=．．／ NH 3与水的摩尔比的计算 或 ..00105001061100105 x X x = ==--． 【5-3】进入吸收器的混合气体中，NH 3的体积分数为10%，吸收率为90%，求离开吸收器时NH 3的组成，以摩尔比Y 和摩尔分数y 表示。 吸收率的定义为 解 原料气中NH 3的摩尔分数0.1y = 摩尔比 (11101) 01111101 y Y y = ==-- 吸收器出口混合气中NH 3的摩尔比为 摩尔分数 (22200111) =0010981100111 Y y Y = =++ 气液相平衡 【5-4】 l00g 水中溶解lg 3 NH ，查得20℃时溶液上方3NH 的平衡分压为798Pa 。此稀溶液的气液相平衡关系服从亨利定律，试求亨利系数E(单位为kPa )、溶解度系数H[单位为/()3kmol m kPa ?]和相平衡常数m 。总压为100kPa 。 解 液相中3NH 的摩尔分数/.//117 0010511710018 x = =+ 气相中3NH 的平衡分压 *.0798 P k P a ＝ 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y A*= 26.7x A。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C A = 0.05kmol·m-3，气相传质分系数为k g = 4.11×10-9kmol·(m2·s·Pa)-1，液相传质分系数 k L=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C A,i和p A,i; （2）K G和K L及相应的推动力；（3）本题计算方法的基础是什么？ 解：（1）求p A,i和C A,i 查30℃, ρ水= 995.7kg·m-3 E = mP = 26.7 ? 101325 = 2.71 ? 106Pa 对定常吸收过程， k g(p A - p A,i) = k L(C A,i- C A) 以C A,i = p A,i H 代入解得：p A,i = 3546.38Pa C A,i = p A,i H = 3546.38 2.04 × 10-5 = 0.0724kmol·m-3 （2）求K G、K L及相应的推动力。 = + = + K G = 1.43×10-9kmol·(m2·s·Pa)-1 C A* - C A = 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Y A*=0.13X A，气相体积传质系数K Y a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。 第五章 传热过程基础 1．用平板法测定固体的导热系数，在平板一侧用电热器加热，另一侧用冷却器冷却，同时在板两侧用热电偶测量其表面温度，若所测固体的表面积为0.02 m 2，厚度为0.02 m ，实验测得电流表读数为0.5 A ，伏特表读数为100 V ，两侧表面温度分别为200 ℃和50 ℃，试求该材料的导热系数。 解：传热达稳态后电热器的加热速率应与固体的散热（导热）速率相等，即 L t t S Q 2 1-=λ 式中 W 50W 1005.0=?==IV Q m 02.0C 50C 200m 02.0212=?=?==L t t S ，，， 将上述数据代入，可得 ()() )()C m W 333.0C m W 5020002.002 .05021??=??-??=-= t t S QL λ 2．某平壁燃烧炉由一层400 mm 厚的耐火砖和一层200 mm 厚的绝缘砖砌成，操作稳定后，测得炉的内表面温度为1500 ℃，外表面温度为100 ℃，试求导热的热通量及两砖间的界面温度。设两砖接触良好，已知耐火砖的导热系数为10.80.0006t λ=+，绝缘砖的导热系数为 20.30.0003t λ=+，W /(m C)??。两式中的t 可分别取为各层材料的平均温度。 解：此为两层平壁的热传导问题，稳态导热时，通过各层平壁截面的传热速率相等，即 Q Q Q ==21 （5-32） 或 2 32212 11b t t S b t t S Q -=-=λλ （5-32a ） 式中 115000.80.00060.80.0006 1.250.00032t t t λ+=+=+?=+ 21000.30.00030.30.00030.3150.000152 t t t λ+=+=+?=+ 代入λ1、λ2得 2.0100)00015.0315.0(4.01500)000 3.025.1(-+=-+t t t t 解之得 C 9772?==t t ()()()C m W 543.1C m W 9770003.025.10003.025.11??=???+=+=t λ 则 () 221 11 m W 2017m W 4 .0977 1500543.1=-? =-=b t t S Q λ 3．外径为159 mm 的钢管，其外依次包扎A 、B 两层保温材料，A 层保温材料的厚度为50 mm ，导热系数为0.1 W /(m·℃)，B 层保温材料的厚度为100 mm ，导热系数为1.0 W /(m·℃)， 化工原理吸收部分模拟试题 一、填空 1气体吸收计算中，表示设备（填料）效能高低的一个量是，而表示传质任务难易程度的一个量是。 2 在传质理论中有代表性的三个模型分别为、、。3如果板式塔设计不合理或操作不当，可能产生、 及等不正常现象，使塔无法工作。 4在吸收塔某处，气相主体浓度y=0.025，液相主体浓度x=0.01，气相传质分系 数k y =2kmol/m2·h，气相传质总K y =1.5kmol/m2·h，则该处气液界面上气相浓度 y i 应为?????。平衡关系y=0.5x。 5逆流操作的吸收塔，当吸收因素A<1且填料为无穷高时，气液两相将在达到平衡。 6单向扩散中飘流因子。漂流因数可表示为，它反映。 7在填料塔中用清水吸收混合气中HCl，当水量减少时气相总传质单元数 N OG 。 8一般来说，两组份的等分子反相扩散体现在单元操作中，而A组份通过B组份的单相扩散体现在操作中。 9 板式塔的类型有、、（说出三种）；板式塔从总体上看汽液两相呈接触，在板上汽液两相呈接触。 10分子扩散中菲克定律的表达式为?????，气相中的分子扩散系数D随温度升高而??????（增大、减小），随压力增加而?????（增大、减小）。 12易溶气体溶液上方的分压，难溶气体溶液上方的分压，只要组份在气相中的分压液相中该组分的平衡分压，吸收就会继续进行。 13压力 ,温度 ,将有利于解吸的进行；吸收因素A= ,当 A>1 时,对逆流操作的吸收塔,若填料层为无穷高时,气液两相将在塔达到平衡。 14某低浓度气体吸收过程，已知相平衡常数m=1 ，气膜和液膜体积吸收系数 分别为k ya =2×10-4kmol/m3.s, k xa =0.4kmol/m3.s, 则该吸收过程及气膜阻力占总 阻力的百分数分别为；该气体为溶气体。 二、选择 1 根据双膜理论，当被吸收组分在液相中溶解度很小时，以液相浓度表示的总传质系数。 A大于液相传质分系数 B 近似等于液相传质分系数 C小于气相传质分系数 D 近似等于气相传质分系数 2 单向扩散中飘流因子。 A >1 B <1 C =1 D 不一定 3 在吸收塔某处，气相主体浓度y=0.025，液相主体浓度x=0.01，气相传质分 系数k y =2kmol/m2·h，气相传质总K y =1.5kmol/m2·h，则该处气液界面上气相浓 度y i 应为??????。平衡关系y=0.5x。 A 0.02 B 0.01 C 0.015 D 0.005 4 已知SO 2水溶液在三种温度t 1 、t 2 、t 3 下的亨利系数分别为E 1 =0.0035atm、 精馏实验报告 姓名：班级： 学号：同组人： 实验时间： 一、 报告摘要 本实验利用乙醇-正丙醇混合物进行精馏，达到分离和提纯的效果。通过这 次实验能进一步掌握精馏的单元操作方式，利用测得的塔板组成数据求出全塔效率和单板效率，从而进一步地加深对精馏操作机理的掌握。实验中也用到了阿贝折光仪来测算塔板各部位的组成，同过多次使用阿贝折光仪，能进一步熟练对其的使用。同过实验的操作和数据的处理，我们可以加深对精馏操作的理解，掌握了一项我们化工行业耐以生存的一项基本技能。 二、 实验目的及任务 1. 熟悉精馏的工艺流程，掌握精馏实验的操作方法。 2. 了解板式塔的结构，观察塔板上汽-液接触情况。 3. 测定全回流时的全塔效率及单板效率。 4. 测定全塔浓度分布。 5. 测定塔釜再沸器的沸腾给热系数。 三、 实验基本原理 在板式精馏塔中，有塔釜产生的蒸汽沿塔逐板上升与来自塔顶逐板下降的回流液，在塔板上实现多次接触，进行传热与传质，使混合液达到一定程度的分离。 回流是精馏操作得以实现的基础。塔顶回流量与采出量之比，称为回流比。回流比是精馏操作的重要参数之一，其大小影响着精馏操作的分离效果和能耗。 回流比存在两种极限情况：最小回流比和全回流。若塔在最小回流比下操作，要完成分离任务。则需要有无穷多块塔板的精馏塔。当然，这不符合工业实际，所以最小回流比只是一个操作限度。若操作处于全回流时，既无任何产物采出，也无原料加入，塔顶的冷凝液全部返回塔中，这在生产中无实验意义。但是，由于此时所需理论板数最少，又易于达到稳定，故常在工业装置的开停车、排除故障及科学研究时采用。 实际回流比通常取最小回流比的1.2~2.0倍。在精馏操作中，若回流系统出现故障，操作情况会急剧恶化，分离效果也将恶化。 板效率是体现塔板性能及操作状况的主要参数，有以下两种定义方法。 （1）总板效率E e N E N = (4-25) 式中 E —总板效率 N —理论板数； e N —实际板数 （2）单板效率E ml n 1n ml n 1n x x E x x -*--= - (4-26) 式中 E ml —以液相浓度表示的单板效率； 化工原理吸收部分模拟试题及答案 一、填空 1气体吸收计算中，表示设备（填料）效能高低的一个量是 传质单元高度 ，而表示传质任务难易程度的一个量是 传质单元数 。 2 在传质理论中有代表性的三个模型分别为 双膜理论 、 溶质渗透理论 、表面更新理论。 3如果板式塔设计不合理或操作不当，可能产生 严重漏液 、 严重泡沫夹带及 液泛 等不正常现象，使塔无法工作。 4在吸收塔某处，气相主体浓度y=0.025，液相主体浓度x=0.01，气相传质分系数k y =2kmol/m 2·h ， 气相传质总K y =1.5kmol/m 2 ·h ，则该处气液界面上气相浓度y i 应为??0.01???。平衡关系y=0.5x 。 5逆流操作的吸收塔，当吸收因素A<1且填料为无穷高时，气液两相将在 塔低 达到平衡。 6单向扩散中飘流因子 A>1 。漂流因数可表示为 BM P P ，它反映 由于总体流 动使传质速率比单纯分子扩散增加的比率。 7在填料塔中用清水吸收混合气中HCl ，当水量减少时气相总传质单元数N OG 增加 。 8一般来说，两组份的等分子反相扩散体现在 精流 单元操作中，而A 组份通过B 组份的单相扩散体现在 吸收 操作中。 9 板式塔的类型有 泡罩塔 、 浮阀塔 、 筛板塔 （说出三种）；板式塔从总体上看汽液两相呈 逆流 接触，在板上汽液两相呈 错流 接触。 10分子扩散中菲克定律的表达式为?????dz dC D J A AB A -= ，气相中的分子扩散系数D 随温度升高而???增大???（增大、减小），随压力增加而???减小???（增大、减小）。 12易溶气体溶液上方的分压 小 ，难溶气体溶液上方的分压 大 ，只要组份在气相中的分压 大于 液相中该组分的平衡分压，吸收就会继续进行。 13压力 减小 ,温度 升高 ,将有利于解吸的进行 ；吸收因素A= L/mV ,当 A>1 时,对逆流操作的吸收塔,若填料层为无穷高时,气液两相将在塔 顶 达到平衡。 14某低浓度气体吸收过程， 已知相平衡常数m=1 ，气膜和液膜体积吸收系数分别为k ya =2×10-4kmol/m 3.s, k xa =0.4 kmol/m 3.s, 则该吸收过程及气膜阻力占总阻力的百分数分别为 气膜控制，约100% ；该气体为 易 溶气体。 二、选择 1 根据双膜理论，当被吸收组分在液相中溶解度很小时，以液相浓度表示的总传质系数 B 。 A 大于液相传质分系数 B 近似等于液相传质分系数 C 小于气相传质分系数 D 近似等于气相传质分系数 2 单向扩散中飘流因子 A 。 A >1 B <1 C =1 D 不一定 3 在吸收塔某处，气相主体浓度y=0.025，液相主体浓度x=0.01，气相传质分系数k y =2kmol/m 2·h ，气相传质总K y =1.5kmol/m 2·h ，则该处气液界面上气相浓度y i 应为???B ???。平衡关系y=0.5x 。 A 0.02 B 0.01 C 0.015 D 0.005 4 已知SO 2水溶液在三种温度t 1、t 2、t 3下的亨利系数分别为E 1=0.0035atm 、E 2=0.011atm 、E 3=0.00625atm ，则??A ?? 第五章 吸收 相组成的换算 【5-1】 空气和 CO 2 的混合气体中， CO 2的体积分数为 20%，求其摩尔分数 y 和摩尔比 Y 各为多少？ 解 因摩尔分数 =体积分数， y 0.2 摩尔分数 y 0 2 摩尔比 Y . 025． 1 y 1 0 2 . 【5-2】 20℃的 l00g 水中溶解 lgNH 3, NH 3 在溶液中的组成用摩尔分数 x 、浓度 c 及摩尔 比 X 表示时，各为多少？ 解 摩尔分数 x 1 / 17 =0．0105 1 / 17 100／18 浓度 c 的计算 20℃，溶液的密度用水的密度 s 998 .2kg / m 3 代替。 3 n 1 10 3 / 17kmol 溶液中 NH 的量为 溶液的体积 V 101 10 3 / 998.2 m 3 溶液中 NH 3 的浓度 n 1 10 3 /17 3 c = =0．581 ／ m V 101 10 3 998 2 kmol /. s 998 2 3 或 c x . 0 0105 0 582 M s 18 ． ． kmol ／m NH 3 与水的摩尔比的计算 1 /17 X 0．0106 100 / 18 x 0 0105 或 X . 0．0106 1 x 1 0 0105 . 【 5-3 】进入吸收器的混合气体中， NH 3 的体积分数为 10%，吸收率为 90%，求离开吸收器 时 NH 3 的组成，以摩尔比 Y 和摩尔分数 y 表示。 吸收率的定义为 被吸收的溶质量 Y 1 Y 2 1 Y 2 原料气中溶质量 1 1 Y Y 解 原料气中 NH 3 的摩尔分数 y 0.1 1 0 1 摩尔比 1 y . 0 111 1 1 0 1 Y 1 y . 吸收器出口混合气中 NH 3 的摩尔比为 Y 1 Y （1 09）0111 0 0111 2 ( ) 1 .. . 摩尔分数 Y 2 = 0 0111 0 01098 y 2 1 1 . Y 2 0 0111 . . 气液相平衡 【 5-4 】 l00g 水中溶解 lg NH 3 ，查得 20℃时溶液上方 NH 3 的平衡分压为 798Pa 。此稀05化工原理第五章习题答案
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