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第七章 吸 收
7-1 总压101.3 kPa ，温度25℃时，1000克水中含二氧化硫50克，在此浓度范围内亨利定律适用，
通过实验测定其亨利系数E 为4.13 MPa ， 试求该溶液上方二氧化硫的平衡分压和相平衡常数m 。（溶液密度近似取为1000kg/m 3） 解：溶质在液相中的摩尔分数：50
640.01391000501864
x ==+ 二氧化硫的平衡分压：*3
4.13100.0139kPa=57.41kPa p Ex ==?? 相平衡常数：634.1310Pa 40.77101.310Pa
E m P ?===?
7-2 在逆流喷淋填料塔中用水进行硫化氢气体的吸收，含硫化氢的混合气进口浓度为5%（质量分数），
求填料塔出口水溶液中硫化氢的最大浓度。已知塔内温度为20℃，压强为1.52×105 Pa ，亨利系数E 为48.9MPa 。 解：相平衡常数为：6
548.910321.711.5210
E m P ?===? 硫化氢的混合气进口摩尔浓度：15340.04305953429y ==+
若填料塔出口水溶液中硫化氢达最大浓度，在出口处气液相达平衡，即：
41max 0.0430 1.3410321.71
y x m -=
==? 7-3 分析下列过程是吸收过程还是解吸过程，计算其推动力的大小，并在x - y 图上表示。 （1）含
NO 2 0.003(摩尔分率)的水溶液和含NO 2 0.06 (摩尔分率) 的混合气接触，总压为101.3kPa ，T=15℃，已知15℃时，NO 2水溶液的亨利系数E =1.68×102 kPa ；（2）气液组成及温度同（1），总压达200kPa （绝对压强）。
解：（1）相平衡常数为：5131
1.6810Pa 1.658101.310Pa E m P ?===? *1 1.6580.0030.00498y m x ==?=
. 由于 *y y >，所以该过程是吸收过程。
气相推动力为：*0.060.004980.0550y y -=-=
液相推动力为：*10.060.0030.03321.658y x x x m -=
-=-=
（2）相平衡常数为：5232 1.6810Pa 0.8420010Pa
E m P ?===? *10.840.0030.00252y m x ==?=
由于 *y y >，所以该过程仍是吸收过程。
气相推动力为：*0.060.002520.0575y y -=-=
液相推动力为：*20.060.0030.06840.84
y x x x m -=
-=-=
y x
0.000.020.040.060.08y x
.
7-4 在某操作条件下用填料塔清水逆流洗涤混合气体，清水物理吸收混合气中的某一组分，测得某
截面上该组分在气、液相中的浓度分别为 y = 0.014，x = 0.02。在该吸收系统中，平衡关系为y = 0.5x ，气膜吸收分系数k y = 1.8×10-4 kmol / (m 2·s)，液膜吸收分系数k x = 2.1×10-5 kmol / (m 2.s)，试求：（1）界面浓度y i 、x i 分别为多少？（2）指出该吸收过程中的控制因素，并计算气相推动力在总推动力中所占的百分数。
解：（1）对于稳定吸收过程，气、液两相内传质速率应相等，有：
i i ()()y x k y y k x x -=-
45i i 1.810(0.014) 2.110(0.02)y x --??-=??- （1）
在界面处气液两相达平衡，有：
i i 0.5y x = （2）
联立方程（1）、（2）得
i 0.0265x =，i 0.0132y =
（2）气相传质阻力：32411 5.55610s m /kmol 1.810
y k -==??? 以气相为基准的液相传质阻力：
4250.5 2.38110s m /kmol 2.110x m k -==??? 因此，吸收过程为液膜扩散控制。
总气相传质推动力为：0.0140.50.020.004y mx -=-?=
气相推动力：i 0.0140.01320.0008y y -=-= 气相推动力在总推动力中所占比例：
i 0.00080.20.004y y y mx -==-
7-5 在吸收塔内用水吸收混于空气中的甲醇蒸气，操作温度为25℃，压力为105kPa （绝对压力）。
稳定操作状况下，塔内某截面上的气相中甲醇分压为7.5 kPa ，液相中甲醇浓度为2.85kmol / m 3。甲醇在水中的溶解度系数H = 2.162 kmol / (m 3·kPa)，液膜吸收分系数k L = 2.0×10-5 m / s ，气膜吸收分系数k G = 1.2×10-5 kmol / (m 2·s·kPa.)。试求：（1）气液界面处气相侧甲醇浓度y i ；（2）计算该截面上的吸收速率。