第八章气体吸收1.在温度为40℃、压力为101.3kPa的条件下，测得溶液上方氨的平衡分压为15.0kPa时，氨在水中的溶解度为76.6g(NH)/1000g(HO)。试求在此温度和压力下的亨利系数E、相平衡常数m及溶解度系数H。32解：水溶液中氨的摩尔分数为76.6x170.07576.610001718由p*Ex亨利系数为p*15.0EkPa200.0kPax0.075相平衡常数为E200.0m1.974p101.3t由于氨水的浓度较低，溶液的密度可按纯水的密度计算。40℃时水的密度为992.2kg/m3溶解度系数为992.2Hkmol/(m3kPa)0.276kmol/(m3kPa)EM200.018S2.在温度为25℃及总压为101.3kPa的条件下，使含二氧化碳为3.0%（体积分数）的混合空气与含二氧化碳为350g/m3的水溶液接触。试判断二氧化碳的传递方向，并计算以二氧化碳的分压表示的总传质推动力。已知操作条件下，亨利系数E1.66105kPa，水溶液的密度为997.8kg/m3。解：水溶液中CO的浓度为2350/1000ckmol/m30.008kmol/m344对于稀水溶液，总浓度为997.8ckmol/m355.43kmol/m3t18水溶液中CO的摩尔分数为2c0.008x1.443104c55.43t由p*Ex1.661051.443104kPa23.954kPa气相中CO的分压为2ppy101.30.03kPa3.039kPa<p*t故CO必由液相传递到气相，进行解吸。2以CO的分压表示的总传质推动力为2pp*p(23.9543.039)kPa20.915kPa3.在总压为110.5kPa的条件下，采用填料塔用清水逆流吸收混于空气中的氨气。测得在塔的某一截面上，氨的气、液相组成分别为y0.032、c1.06koml/m3。气膜吸收系数k=5.2×10-6kmol/(m2skPa)，液膜吸收系数k=1.55G··L×10-4m/s。假设操作条件下平衡关系服从亨利定律，溶解度系数H＝0.725kmol/(m3kPa)。·（1）试计算以p、c表示的总推动力和相应的总吸收系数；（2）试分析该过程的控制因素。解：(1)以气相分压差表示的总推动力为c1.06ppp*py(110.50.032)kPa2.074kPatH0.725其对应的总吸收系数为11111()(m2skPa)/kmolKHkk0.7251.551045.2106GLG(8.8991031.923105)(m2sPa)/kmol2.012105(m2sPa)/kmolK4.97106kmol/(m2skPa)··G以液相组成差表示的总推动力为cc*cpHc(110.50.0320.7251.06)kmol/m31.504kmol/m3其对应的总吸收系数为11Km/s6.855106m/sL1H10.725kk1.551045.2106LG（2）吸收过程的控制因素气膜阻力占总阻力的百分数为1/kK4.97106GG100%95.58%1/Kk5.2106GG气膜阻力占总阻力的绝大部分，故该吸收过程为气膜控制。4.在某填料塔中用清水逆流吸收混于空气中的甲醇蒸汽。操作压力为105.0kPa，操作温度为25℃。在操作条件下平衡关系符合亨利定律，甲醇在水中的溶解度系数为2.126kmol/(m3kPa)。测得塔内某截面处甲醇的气相分压为7.5kPa，液相组成为2.85kmol/m3，液膜吸收系数k=2.12·L×10-5m/s，气相总吸收系数K＝1.206×10-5kmol/(m2skPa)。求该截面处（1）膜吸收系数k、k及k；（2）G··Gxy总吸收系数K、K及K；（3）吸收速率。LXY解：(1)以纯水的密度代替稀甲醇水溶液的密度，25℃时水的密度为997.0kg/m3溶液的总浓度为997.0ckmol/m355.39kmol/m3t18kck＝55.392.12510km2ol/(ms)1.3174120kmol/(ms)xtL11111()(m2skPa)/kmolkKHk1.2061052.1262.12105GGL