化工原理下册习题第九章吸收1．已知在25℃时，100g水中含1gNH3，则此溶液上方氨的平衡蒸气压为986Pa，在此浓度以内亨利定律适用。试求在1.013×105Pa（绝对压力）下，下列公式中的常数H和m（1）p*=c/H；（2）y*=mx2．1.013×105Pa、10℃时，氧气在水中的溶解度可用下式表示：p=3.27×104x式中p——氧在气相中的分压，Pa；x——氧在液相中的摩尔分率。试求在此温度和压强下与空气充分接触后的水中，每立方米溶有多少克氧。3．某混合气体中含2%（体积）CO2，其余为空气。混合气体的温度为30℃，总压强为5×1.013×105Pa。从手册中查得30℃时CO2在水中的亨利系数E=1.41×106mmHg。试求溶解度系数H，kmol（m3·kPa）及相平衡常数m，并计算100g与该气体相平衡的水中溶有多少克CO2。4．在1.013×105Pa、0℃下的O2下的O2与CO混合气体中发生稳定扩散过程。已知相距0.2cm的两截面上O2的分压分别为100和50Pa，又知扩散系数为0.18cm2/s，试计算下列两种情形下O2的传递速率kmol/（m2·s）：（1）O2与CO两种气体作等分子反向扩散；（2）CO气体为停滞组分。5．一浅盘内存有2mm厚的水层，在20℃的恒定温度下靠分子扩散逐渐蒸发到大气中。假定扩散始终是通过一层厚度为5mm的静止空气膜层，此空气膜层以外的水蒸气分压为零。扩散系数为2.60×10-5m2/s，大气压强为1.013×105Pa。求蒸干水层所需时间。6．于1.013×105Pa、27℃下用水吸收混于空气中的甲醇蒸气。甲醇在气、液两相中的浓度很低，平衡关系服从亨利定律。已知H=1.955kmol/（m3·kPa），气膜吸收分系数kG=1.55×10-5kmol/（m2·s·kPa），液膜吸收分系数kL=2.08×10-5kmol/（m2·s·kmol·m-3）。试求吸收总系数KG并算出气膜阻力在总阻力中所占的百分数。7．在吸收塔内用水吸收混于空气中的低浓度甲醇，操作温度27℃，压强为1.013×105Pa。稳定操作状况下塔内某截面上的气相中甲醇分压为37.5mmHg，液相中甲醇浓度为2.11kmol/m3。试根据上题中的有关数据计算出该截面的吸收速率。8．在逆流操作的吸收塔内，于1.013×105Pa、24℃下用清水吸收混合气中的H2S，将其浓度由2%降至0.1%（体积百分数）。该系统符合亨利定律，亨利系数E=545×1.013×105Pa。若取吸收剂用量为理论最小用量的1.2倍，试计算操作液气比qmL/qmV及出口液相组成X1。若操作压强改为10×1.013×105Pa而其它已知条件不变，再求L/V及X1。9．一吸收塔于常压下操作，用清水吸收焦炉气中的氨。焦炉气处理量为5000标准m3/h，氨的浓度为10g/标准m3，要求氨的回收率不低于99%。水的用量为最小用量的1.5倍，焦炉气入塔温度为30℃，空塔气速为1.1m/s。操作条件下的平衡关系为Y*=1.2X，气相体积吸收总系数为KYa=0.0611kmol/（m3·s）。试分别用对数平均推动力法及数学分析法求气相总传质单元数，再求所需的填料层高度。10．600m3/h（28℃及1.013×105Pa）的空气-氨的混合物，用水吸收其中的氨，使其含量由5%（体积）降低到0.04%。今有一填料塔，塔径D=0.5m，填料层高Z=5m，总传质系数KYa=300kmol/（m3·h），溶剂用量为最小用量的1.2倍。在此操作条件下，平衡关系Y*=1.44X，问这个塔是否适用？11．有一直径为880mm的填料吸收塔，所用填料为50mm拉西环，处理3000m3/h混合气（气体体积按25℃与1.013×105Pa计算）其中含丙酮5%，用水作溶剂。塔顶送出的废气含0.263%丙酮。塔底送出的溶液含丙酮61.2g/kg，测得气相总体积传质系数KYa=211kmol/（m3·h），操作条件下的平衡关系Y*=2.0X。求所需填料层高度。在上述情况下每小时可回收多少丙酮？若把填料层加高3m，则可多回收多少丙酮？（提示：填料层加高后，传质单元高度HOG不变。）12．一吸收塔，用清水吸收某易溶气体，已知其填料层高度为6m，平衡关系Y*=0.75X，气体流速G=50kmol/（m2·h）清水流速L=40kmol/（m2·h），y1=0.10，吸收率为98%。求（1）传质单元高度HOG；（2）若生产情况有变化，新的气体流速为60kmol（m2·h），新的清水流速为58.6kmol/（m2·h），塔仍能维持正常操作。欲使其他参数y1，y2，x2保持不变，试求新情况下填料层高度应为多少？假设KYa=AG0.7L0.8。