化工原理天津大学第二版下册部分答案
第8章
2在温度为25℃及总压为1013kPa的条件下使含二氧化碳为
30体积分数的混合空气与含二氧化碳为350gm3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510661EkPa水溶液的密度为9978kgm3。
解水溶液中CO2的浓度为
333501000kmolm0008kmolm44
c对于稀水溶液总浓度为3t9978kmolm554318c
kmolm3水溶液中CO2的摩尔分数为
4t00081443105543
cxc由5416610144310kPa23954pExkPa
气相中CO2的分压为
t1013003kPa3039ppykPap
故CO2必由液相传递到气相进行解吸。
以CO2的分压表示的总传质推动力为
239543039kPa20915pppkPa
3在总压为1105kPa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0032y、3106komlmc。
气膜吸收系数kG52×106kmolm2skPa液膜吸收系数kL155×104ms。假设操作条件下平衡关系服从亨利定律溶解度系数H0725kmolm3kPa。
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
t10611050032kPa20740725cppppyH
kPa其对应的总吸收系数为
246GLG11111mskPakmol0725155105210KHkk35252889910192310msPakmol201210msPakmol
6G10974Kkmolm2skPa
以液相组成差表示的总推动力为
33110500320725106kmolm1504kmolmcccpHc
其对应的总吸收系数为
ms108556ms10257250105511111664GLLkHkK
f2吸收过程的控制因素
气膜阻力占总阻力的百分数为
5895100102510974116
6GGGGkKKk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10
50kPa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2126
kmolm3kPa。测得塔内某截面处甲醇的气相分压为75kPa液相组成为285kmolm3液膜吸收系数kL212×105ms气相总吸收系数KG1206×105kmolm2skPa。求该截面处1膜吸收系数kG、kx及ky2总吸收系数KL、KX及KY3吸收速率。
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
0997ρkgm3
溶液的总浓度为
3t9970kmolm553918
c
kmolm35232xtL553921210kmolms117410kmolmskck255GGL11r