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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：50640.01391000501864x ==+ 二氧化硫的平衡分压：*34.13100.0139kPa=57.41kPa p Ex ==⨯⨯相平衡常数：634.1310Pa40.77101.310PaE 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：6548.910321.711.5210E 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 1.3410321.71y 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：51311.6810Pa 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。
气体吸收（化工原理）习题及答案气液平衡1．在常压、室温条件下，含溶质的混合气的中，溶质的体积分率为10％，求混合气体中溶质的摩尔分率和摩尔比各为多少？解：当压力不太高，温度不太低时，体积分率等于分摩尔分率，即y=0.10根据 y-1y Y ＝，所以0.110.1-1 0.1Y =＝ 2．向盛有一定量水的鼓泡吸收器中通入纯的CO 2气体，经充分接触后，测得水中的CO 2平衡浓度为2.875×10－2kmol/m 3，鼓泡器内总压为101.3kPa ，水温30℃，溶液密度为1000 kg/m 3。
试求亨利系数E 、溶解度系数H 及相平衡常数m 。
解：查得30℃，水的kPa 2.4=s pkPa 1.972.43.101*=-=-=s A p p p稀溶液：3kmol/m 56.55181000==≈S M c ρ421017.556.5510875.2--⨯=⨯==c c x A kPa 10876.11017.51.9754*⨯=⨯==-x p E A )m kmol/(kPa 1096.21.9710875.2342*⋅⨯=⨯==--A Ap c H 18543.10110876.15=⨯==p E m 3．在压力为101.3kPa ，温度30℃下，含CO 2 20％（体积分率）空气－CO 2混合气与水充分接触，试求液相中CO 2的摩尔浓度、摩尔分率及摩尔比。
解：查得30℃下CO 2在水中的亨利系数E 为1.88×105kPaCO 2为难溶于水的气体，故溶液为稀溶液 kPa)kmol/(m 1096.2181088.11000345⋅⨯=⨯⨯==-S SEM H ρ kPa 3.2033.10120.0*A =⨯==yp p334*km ol/m 1001.63.201096.2--⨯=⨯⨯==A A Hp c 18523.1011088.15=⨯==p E m 4-101.0818520.20m y x ⨯=== 4-4--4101.08101.081101.08x -1x X ⨯=⨯⨯=－＝ 4．在压力为505kPa ，温度25℃下，含CO 220％（体积分率）空气－CO 2混合气，通入盛有1m 3水的2 m 3密闭贮槽，当混合气通入量为1 m 3时停止进气。
第五章 吸收气液平衡1、向盛有一定量水的鼓泡吸收器中通入纯的CO 2气体，经充分接触后，测得水中的CO 2平衡浓度为2.875×10－2kmol/m 3，鼓泡器内总压为101.3kPa ，水温30℃，溶液密度为1000 kg/m 3。
试求亨利系数E 、溶解度系数H 及相平衡常数m 。
解：查得30℃，水的kPa 2.4=s p kPa 1.972.43.101*=-=-=s Ap p p稀溶液：3kmol/m 56.55181000==≈SM c ρ421017.556.5510875.2--⨯=⨯==c c x A kPa 10876.11017.51.9754*⨯=⨯==-x p E A )m kmol/(kPa 1096.21.9710875.2342*⋅⨯=⨯==--AA p c H18523.10110876.15=⨯==p E m 2、在压力为101.3kPa 的吸收器内用水吸收混合气中的氨，设混合气中氨的浓度为0.02（摩尔分数），试求所得氨水的最大物质的量浓度。
已知操作温度20℃下的相平衡关系为x p 2000*A =。
解：混合气中氨的分压为kPa 03.233.10102.0A =⨯==yp p与混合气体中氨相平衡的液相浓度为3A *1002.120003..22000-⨯===p x 33*A *kmol/m 0564.01810001002.1=⨯==-c x c 3、在压力为101.3kPa ，温度30℃下，含CO 220％（体积分数）空气-CO 2混合气与水充分接触，试求液相中CO 2的物质的量浓度。
解：查得30℃下CO 2在水中的亨利系数E 为1.88×105kPa CO 2为难溶于水的气体，故溶液为稀溶液 kPa)kmol/(m 1096.2181088.11000345⋅⨯=⨯⨯==-SSEM H ρ kPa 3.2033.10120.0*A =⨯==yp p334*km ol/m 1001.63.201096.2--⨯=⨯⨯==A A Hp c 4、含CO 230％（体积分数）空气－CO 2混合气，在压力为505kPa ，温度25℃下，通入盛有1m 3水的2 m 3密闭贮槽，当混合气通入量为1 m 3时停止进气。
第四部分气体吸收一、填空题1．物理吸收操作属于传质过程。
理吸收操作是一组分通过另一停滞组分的单向扩散。
2．操作中的吸收塔，若使用液气比小于设计时的最小液气比，则其操作结果是达不到要求的吸收分离效果。
3．若吸收剂入塔浓度X2降低，其它操作条件不变，吸收结果将使吸收率增大。
4．若吸收剂入塔浓度X2降低，其它操作条件不变，则出口气体浓度降低。
5．含SO2为10%(体积)的气体混合物与浓度c为0.02 kmol/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将从气相向液相转移。
6．含SO2为10%(体积)的气体混合物与浓度c为0.02 kmol/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)，以气相组成表示的传质总推动力为0.0676 atm 大气压。
7．总传质系数与分传质系数之间的关系为l/K L=l/k L+H/k G，其中l/k L为液膜阻力。
8．总传质系数与分传质系数之间的关系为l/K L=l/k L+H/k G，当气膜阻力H/k G 项可忽略时，表示该吸收过程为液膜控制。
9．亨利定律的表达式之一为p*=Ex，若某气体在水中的亨利系数E值很大，说明该气体为难溶气体。
10．亨利定律的表达式之一为p*=Ex，若某气体在水中的亨利系数E值很小，说明该气体为易溶气体。
11．低浓度气体吸收中，已知平衡关系y*=2x，k x a=0.2 kmol/m3.s，k y a =2 l0-4 kmol/m3.s，则此体系属气膜控制。
12．压力增高，温度降低，将有利于吸收的进行。
13．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、V、P、T等不变，则回收率减小。
14．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L增加，其余操作条件不变，则出塔液体浓度降低。
15．吸收因数A 在Y-X 图上的几何意义是 操作线斜率与平衡线斜率之比 。
第六章 吸收习题参考答案（注：红色字体标注部分对教材所给答案进行了修正，请核查）【6-1】 含有8%（体积分数）22C H 的某种混合气体与水充分接触，系统温度为20℃，总压为101.3kPa 。
试求达平衡时液相中22C H 的物质的量浓度。
解：混合气体按理想气体处理，则22C H 在气相中的分压为101.30.088.104p p y kPa kPa ==⨯=总22C H 为难溶于水的气体，故气液平衡关系符合亨利定律，并且溶液的密度可按纯水的密度计算。
查得20℃水的密度为ρ=998.23/kgm 。
由 *Ac Hp =， SH EM ρ=故 *ASpc EM ρ=查表8-1可知，20℃时22C H 在水中的亨利系数E=1.23⨯510kPa ，故 *333A5998.28.104/ 3.65410/1.231018c kmol m kmol m -⨯==⨯⨯⨯ 【6-2】 总压为101.3 kPa ，温度为20 ℃的条件下，使含二氧化硫为3.0％（体积分数）的混合空气与含二氧化硫为3503/gm 的水溶液接触。
试判断二氧化硫的传递方向，并计算以二氧化硫的分压和液相摩尔分数表示的总传质推动力。
已知操作条件下，亨利系数E=3.55310⨯kPa ，水溶液的密度为998.2kg/3m 。
解：由道尔顿分压定律101.30.03 3.039p p y kPa kPa ==⨯=总液相摩尔分数为（溶液近似按纯水计算）：0.35640.0000986998.218x ==稀溶液符合亨利定律，所以：*33.55100.00009860.35p Ex kPa ==⨯⨯=p ＞p *，二氧化硫由气相向液相传递，进行吸收过程。
用气相分压表示的总推动力为：3.0390.35 2.689p p kPa *-=-=与气相浓度相平衡的液相平衡浓度：33.0390.0008563.5510p x E *===⨯ 用液相摩尔分数表示的总推动力为：0.0008560.00009860.0007574x x *-=-=【6-3】 在某填料塔中用清水逆流吸收混于空气的2CO ，空气中2CO 的体积分数为8.5%，操作条件为15℃、405.3kPa ，15℃时2CO 在水中的亨利系数为1.24510⨯kPa ，吸收液中2CO 的组成为411.6510x -=⨯。
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第八章 气体吸收1. 在温度为40 ℃、压力为101.3 kPa 的条件下，测得溶液上方氨的平衡分压为15.0 kPa 时，氨在水中的溶解度为76.6 g (NH 3)/1 000 g(H 2O)。
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 。
解：水溶液中氨的摩尔分数为76.6170.07576.610001718x ==+ 由 *p Ex =亨利系数为*15.0kPa 200.00.075p E x ===kPa 相平衡常数为 t 200.0 1.974101.3E m p === 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992.2ρ=kg/m 3溶解度系数为 kPa)kmol/(m 276.0kPa)kmol/(m 180.2002.99233S ⋅=⋅⨯==EM H ρ2. 在温度为25 ℃及总压为101.3 kPa 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350 g/m 3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51066.1⨯=E kPa ，水溶液的密度为997.8 kg/m 3。
解：水溶液中CO 2的浓度为 33350/1000kmol/m 0.008kmol/m 44c == 对于稀水溶液，总浓度为 3t 997.8kmol/m 55.4318c ==kmol/m 3 水溶液中CO 2的摩尔分数为4t 0.008 1.4431055.43c x c -===⨯ 由 54* 1.6610 1.44310kPa 23.954p Ex -==⨯⨯⨯=kPa气相中CO 2的分压为t 101.30.03kPa 3.039p p y ==⨯=kPa < *p故CO 2必由液相传递到气相，进行解吸。
以CO 2的分压表示的总传质推动力为*(23.954 3.039)kPa 20.915p p p ∆=-=-=kPa3. 在总压为110.5 kPa 的条件下，采用填料塔用清水逆流吸收混于空气中的氨气。
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_________。
1.805、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：_________、_________、_________。
5.5 习题精选5-1 当压力不变时，温度提高1倍，溶质在气相中的扩散系数提高 2.83 倍；假设某液相黏度随温度变化很小，绝对温度降低1倍，则溶质在该液相中的扩散系数降低 1倍。
5-2 等分子反向扩散适合于描述精馏过程；单向扩散适合描述吸收和解吸过程。
5-3 双组份理想气体进行单向扩散。
当总压增加时，若维持溶质A在气相各部分分压不变，传质速率将减少；温度提高，则传质速率将增加；气相惰性组分摩尔分率减少，则传质速率将增加。
5-4 常压、25℃低浓度的氨水溶液，若氨水浓度和压力不变，而氨水温度提高，则亨利系数E 增加，溶解度系数H 减小，相平衡常数m 增加，对吸收过程不利。
5-5 常压、25℃低浓度的氨水溶液，若氨水上方总压增加，则亨利系数E 不变，溶解度系数H 不变，相平衡常数m 减少，对解吸过程不利。
5-6 常压、25℃密闭容器内装有低浓度的氨水溶液，若向其中通入氮气，则亨利系数E 不变，溶解度系数H 不变，相平衡常数m 减少，气相平衡分压不变。
5-7含5％（体积分率）二氧化碳的空气－二氧化碳混合气，在压力为101.3kPa，温度为25℃下，与浓度为1.1×10－3kmol/m3的二氧化碳水溶液接触,已知相平衡常数m为1641，则CO2从气相向液转移，以液相摩尔分率表示的传质总推动力为 1.07×10-5 。
5-8填料吸收塔内，用清水逆流吸收混合气体中的溶质A，操作条件下体系的相平衡常数m为3，进塔气体浓度为0.05（摩尔比），当操作液气比为4时，出塔气体的极限浓度为 0 ；当操作液气比为2时，出塔液体的极限浓度为 0.0167 。
5-9 难溶气体的吸收过程属于液膜控制过程，传质总阻力主要集中在液膜侧，提高吸收速率的有效措施是提高液相流体的流速和湍动程度。
5-10在填料塔内用清水吸收混合气体中的NH3，发现风机因故障输出混合气体的流量减少，这时气相总传质阻力将增加；若因故清水泵送水量下降，则气相总传质单元数不变。
化工原理-- 吸收习题及答案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 = ky （y-yi ） N A = Ky （y-ye ）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y 2 = 0.006 ，则最小液气比为_____________ 。
1.805 、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： ______________ 、________ 、________ 。
第七章吸收习题解答(总17页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--第七章 吸 收7-1 总压 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 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：50640.01391000501864x ==+ 二氧化硫的平衡分压：*34.13100.0139kPa=57.41kPa p Ex ==⨯⨯ 相平衡常数：634.1310Pa 40.77101.310PaE 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×105 Pa ，亨利系数E 为。
解：相平衡常数为：6548.910321.711.5210E 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 1.3410321.71y 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 (摩尔分率)的水溶液和含NO 2 (摩尔分率) 的混合气接触，总压为，T=15℃，已知15℃时，NO 2水溶液的亨利系数E =×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：51311.6810Pa 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。
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 ..020251102y 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*******／18x =+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 /311017n kmol -=⨯ 溶液的体积 /.33101109982 V m -=⨯溶液中NH 3的浓度//.33311017==0．581／101109982n c kmol m V --⨯=⨯ 或 . 3998200105058218s sc x kmol m M ρ==⨯=．．／ NH 3与水的摩尔比的计算 或 ..00105001061100105x 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)01111101y Y y ===-- 吸收器出口混合气中NH 3的摩尔比为 摩尔分数 (22200111)=0010981100111Y 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/.//1170010511710018x ==+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 /./.333110170581 101109982n c kmol m V --⨯===⨯／ 溶解度系数 /*./../()3058107980728H c p kmol m kPa ===⋅ 液相中3NH 的摩尔分数 //1170010511710018x ==+．／气相的平衡摩尔分数 **.0798100y p p ==／／ 相平衡常数 * (079807610000105)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，31m 水中最大可能溶解多少克氧？已知10℃时氧在水中的溶解度表达式为*.6331310p x =⨯，式中*p 为氧在气相中的平衡分压，单位为kPa x ；为溶液中氧的摩尔分数。
5.5 习题精选5-1 当压力不变时，温度提高1倍，溶质在气相中的扩散系数提高 2.83 倍；假设某液相黏度随温度变化很小，绝对温度降低1倍，则溶质在该液相中的扩散系数降低 1倍。
5-2 等分子反向 扩散适合于描述精馏过程；单向扩散 适合描述吸收和解吸过程。
5-3 双组份理想气体进行单向扩散。
当总压增加时，若维持溶质A 在气相各部分分压不变，传质速率将 减少 ；温度提高，则传质速率将 增加 ；气相惰性组分摩尔分率减少，则传质速率将 增加 。
5-4 常压、25℃低浓度的氨水溶液，若氨水浓度和压力不变，而氨水温度提高，则亨利系数E 增加 ，溶解度系数H 减小 ，相平衡常数m 增加 ，对 吸收 过程不利。
5-5 常压、25℃低浓度的氨水溶液，若氨水上方总压增加，则亨利系数E 不变 ，溶解度系数H 不变 ，相平衡常数m 减少 ，对 解吸 过程不利。
5-6 常压、25℃密闭容器内装有低浓度的氨水溶液，若向其中通入氮气，则亨利系数E 不变 ，溶解度系数H 不变 ，相平衡常数m 减少 ，气相平衡分压 不变 。
5-7含5％（体积分率）二氧化碳的空气－二氧化碳混合气，在压力为101.3kPa ，温度为25℃下，与浓度为1.1×10－3kmol/m 3的二氧化碳水溶液接触,已知相平衡常数m 为1641，则CO 2从 气 相向 液 转移，以液相摩尔分率表示的传质总推动力为 1.07×10-5。
5-8填料吸收塔内，用清水逆流吸收混合气体中的溶质A ，操作条件下体系的相平衡常数m 为3，进塔气体浓度为0.05（摩尔比），当操作液气比为4时，出塔气体的极限浓度为 0 ；当操作液气比为2时，出塔液体的极限浓度为 0.0167 。
5-9 难溶气体的吸收过程属于 液膜 控制过程，传质总阻力主要集中在 液膜 侧，提高吸收速率的有效措施是提高 液 相流体的流速和湍动程度。
5-10在填料塔内用清水吸收混合气体中的NH 3，发现风机因故障输出混合气体的流量减少，这时气相总传质阻力将 增加 ；若因故清水泵送水量下降，则气相总传质单元数 不变 。
6-1 已知在101.3 kPa(绝对压力下)，100 g 水中含氨1 g 的溶液上方的平衡氨气分压为987 Pa 。
试求：(1) 溶解度系数H (kmol ·m -3·Pa -1)； (2) 亨利系数E(Pa)； (3) 相平衡常数m ；(4) 总压提高到200 kPa(表压)时的H ，E ，m 值。
（假设：在上述范围内气液平衡关系服从亨利定律，氨水密度均为10003/m kg ）解：（1）根据已知条件Pa p NH 987*3=3/5824.01000/10117/13m kmol c NH ==定义333*NH NH NH H c p =()Pa m kmol p c H NH NH NH ∙⨯==-34/109.5333（2）根据已知条件可知0105.018/10017/117/13=+=NH x根据定义式333*NH NH NH x E p =可得Pa E NH 41042.93⨯=（3）根据已知条件可知00974.0101325/987/**33===p p y NH NH于是得到928.0333*==NH NH NH x y m（4）由于H 和E 仅是温度的函数，故3NH H 和3NH E 不变；而p E px Ex px p x y m ====**，与T 和p 相关，故309.0928.031'3=⨯=NH m 。
分析（1）注意一些近似处理并分析其误差。
（2）注意E ，H 和m 的影响因素，这是本题练习的主要内容之一。
6-2 在25℃下，CO 2分压为50 kPa 的混合气分别与下述溶液接触：(1) 含CO 2为0.01 mol/L 的水溶液； (2) 含CO 2为0.05 mol/L 的水溶液。
试求这两种情况下CO 2的传质方向与推动力。
解： 由亨利定律得到*2250CO CO Ex kPa p == 根据《 化工原理》 教材中表 8-1 查出()kPa E CO 51066.1252⨯=℃ 所以可以得到4*1001.32-⨯=CO x 又因为()()34525/10347.3181066.11000222m kPa kmol EM H OH OH CO ∙⨯=⨯⨯=≈-ρ℃ 所以得34*/0167.05010347.3222m kmol p H c CO CO CO =⨯⨯==- 于是：（1）为吸收过程，3/0067.0m kmol c =∆。
第八章 气体吸收1. 在温度为40 ℃、压力为101.3 kPa 的条件下，测得溶液上方氨的平衡分压为15.0 kPa 时，氨在水中的溶解度为76.6 g (NH 3)/1 000 g(H 2O)。
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 。
解：水溶液中氨的摩尔分数为76.6170.07576.610001718x ==+ 由 *p E x =亨利系数为*15.0kPa 200.00.075p E x ===kPa 相平衡常数为 t 200.0 1.974101.3E m p === 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992.2ρ=kg/m 3溶解度系数为kPa)kmol/(m 276.0kPa)kmol/(m 180.2002.99233S ⋅=⋅⨯==EM H ρ2. 在温度为25 ℃及总压为101.3 kPa 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350 g/m 3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51066.1⨯=E kPa ，水溶液的密度为997.8 kg/m 3。
解：水溶液中CO 2的浓度为33350/1000kmol/m 0.008kmol/m 44c == 对于稀水溶液，总浓度为 3t 997.8k m o l /m 55.4318c ==kmol/m 3 水溶液中CO 2的摩尔分数为4t 0.008 1.4431055.43c x c -===⨯ 由 54* 1.6610 1.44310kPa 23.954p Ex -==⨯⨯⨯=kPa气相中CO 2的分压为t 101.30.03kPa 3.039p p y ==⨯=kPa < *p故CO 2必由液相传递到气相，进行解吸。
以CO 2的分压表示的总传质推动力为*(23.954 3.039)kPa 20.915p p p ∆=-=-=kPa3. 在总压为110.5 kPa 的条件下，采用填料塔用清水逆流吸收混于空气中的氨气。
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．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 9.9×10-43．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。
4．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。
5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⎽⎽0.01⎽⎽⎽。
平衡关系y=0.5x。
6 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7 对一定操作条件下的填料吸收塔，如将填料层增高一些，则塔的H OG将⎽⎽⎽C⎽⎽⎽，N OG将⎽⎽A⎽⎽⎽⎽。
A 增大B 减小C 不变D 不能判断8 吸收塔的设计中，若填料性质及处理量（气体）一定，液气比增加，则传质推动力 A ，传质单元数 B ，传质单元高度 C ，所需填料层高度 B 。
A 增大B 减小C 不变D 不能判断9．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 。
第五章 吸收气液平衡1、向盛有一定量水的鼓泡吸收器中通入纯的CO 2气体，经充分接触后，测得水中的CO 2平衡浓度为2.875×10－2kmol/m 3，鼓泡器内总压为101.3kPa ，水温30℃，溶液密度为1000 kg/m 3。
试求亨利系数E 、溶解度系数H 及相平衡常数m 。
解：查得30℃，水的kPa 2.4=s p kPa 1.972.43.101*=-=-=s Ap p p稀溶液：3kmol/m 56.55181000==≈SM c ρ421017.556.5510875.2--⨯=⨯==c c x A kPa 10876.11017.51.9754*⨯=⨯==-x p E A )m kmol/(kPa 1096.21.9710875.2342*⋅⨯=⨯==--AA p c H18523.10110876.15=⨯==p E m 2、在压力为101.3kPa 的吸收器内用水吸收混合气中的氨，设混合气中氨的浓度为0.02（摩尔分数），试求所得氨水的最大物质的量浓度。
已知操作温度20℃下的相平衡关系为x p 2000*A =。
解：混合气中氨的分压为kPa 03.233.10102.0A =⨯==yp p与混合气体中氨相平衡的液相浓度为3A *1002.120003..22000-⨯===p x 33*A *kmol/m 0564.01810001002.1=⨯==-c x c 3、在压力为101.3kPa ，温度30℃下，含CO 220％（体积分数）空气-CO 2混合气与水充分接触，试求液相中CO 2的物质的量浓度。
解：查得30℃下CO 2在水中的亨利系数E 为1.88×105kPa CO 2为难溶于水的气体，故溶液为稀溶液 kPa)kmol/(m 1096.2181088.11000345⋅⨯=⨯⨯==-SSEM H ρ kPa 3.2033.10120.0*A =⨯==yp p334*km ol/m 1001.63.201096.2--⨯=⨯⨯==A A Hp c 4、含CO 230％（体积分数）空气－CO 2混合气，在压力为505kPa ，温度25℃下，通入盛有1m 3水的2 m 3密闭贮槽，当混合气通入量为1 m 3时停止进气。
经长时间后，将全部水溶液移至膨胀床中，并减压至20kPa ，设CO 2 大部分放出，求能最多获得CO 2多少kg ？。
设操作温度为25℃，CO 2 在水中的平衡关系服从亨利定律，亨利系数E 为1.66×105kPa 。
解：Ex p =*A （1）x p 5*A 1066.1⨯=气相失去的CO 2物质的量＝液相获得的CO 2物质的量x cV RTV p p L G=-)(*A Ax p ⨯⨯=⨯⨯-⨯1181000298314.81)5053.0(*Ax p 56.551004.40612.0*A 4=⨯-- （2）（1）与（2）解得：4105-⨯=x减压后： 8300201066.15=⨯==p E m 411102.183001-⨯===m y x 稀溶液： 18/100044/W X x =≈x W 2444=kg 2.110524444=⨯⨯=-W kg 29.0102.1244441=⨯⨯=-Wkg 91.029.02.1=-=∆W5、用清水逆流吸收混合气中的氨，进入常压吸收塔的气体含氨6％（体积），吸收后气体出口中含氨0.4％（体积），溶液出口浓度为0.012（摩尔比），操作条件下相平衡关系为X Y 52.2*=。
试用气相摩尔比表示塔顶和塔底处吸收的推动力。
解：064.006.0106.01111=-=-=y y Y 03024.0012.052.252.21*1=⨯==X Y 00402.0004.01004.01222=-=-=y y Y 0052.252.22*2=⨯==X Y塔顶： 00402.000402.0*222==-=∆Y Y Y 塔底： 034.003024.0064.0*111=-=-=∆Y Y Y6、在操作条件25℃、101.3kPa 下，用CO 2含量为0.0001（摩尔分数）的水溶液与含CO 210％（体积分数）的CO 2－空气混合气在一容器充分接触，试:（1）判断CO 2的传质方向, 且用气相摩尔分数表示过程的推动力；（2））设压力增加到506.5kPa ，CO 2的传质方向如何，并用液相分数表示过程的推动力。
解：（1）查得25℃、101.3kPa 下CO 2－水系统的E ＝166MPa 16391013.0166===p E m 164.00001.01639*=⨯==mx y*10.0y y y <=所以CO 2的传质方向由液相向气相传递，解吸过程。
解吸过程的推动力为064.010.0164.0*=-=-=∆y y y（2）压力增加到506.5kPa 时，7.3275065.0166''===p E m 4'*1005.37.32710.0-⨯===m y x 4101-⨯=xx x >*所以CO 2的传质方向由气相向液相传递，吸收过程。
吸收过程的推动力为444*1005.21011005.3---⨯=⨯-⨯=-=∆x x x由上述计算结果可以看出：当压力不太高时，提高操作压力，由于相平衡常数显著地提高，导致溶质在液相中的溶解度增加，故有利于吸收。
扩散与单相传质7、某容器内装有2mm 四氯化碳，在20℃的恒定温度下逐渐蒸发，通过近似不变的2mm 静止空气层扩散到大气中，设静止的空气层以外的四氯化碳蒸气压为零，已知20℃、大气压为101.3kPa 下，四氯化碳通过空气层的扩散系数为1.0×10－5m 2/s 。
求容器内四氯化碳蒸干所需时间为多少小时？ 解：查得20℃下四氯化碳饱和蒸气压为32.1kPa ；密度为1540 kg/m 3； 四氯化碳分子量M A ＝154kg/kmol ； 气相主体中空气（惰性组分）的分压kPa 2.691.323.101A1B1=-=-=p p p气液界面上的空气（惰性组分）的分压kPa 3.101A2B2=-=p p p四氯化碳的气化速率为τρhM A A 扩散速率为B1B2A ln p p RTz DpN =定态传质时，四氯化碳的气化速率等于其在空气中的扩散速率，即B1B2A ln p p RTz DpN =＝τρh M A A h 07.04.2522.693.101ln 3.1011011541540002.0002.0293314.8ln512==⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==-s p p Dp M h RTz B B A A ρτ 8、在填料吸收塔内用水吸收混合于空气中的甲醇，已知某截面上的气、液两相组成为p A =5kPa ，c A =2kmol/m 3，设在一定的操作温度、压力下，甲醇在水中的溶解度系数H 为0.5 kmol/(m 3·kPa)，液相传质分系数为k L ＝2×10－5m/s ，气相传质分系数为k G ＝1.55×10－5kmol/(m 2·s·kPa)。
试求以分压表示吸收总推动力、总阻力、总传质速率、及液相阻力的分配。
解：以分压表示吸收总推动力 kPa 45.02A *A ===H c p kPa 145*A A =-=-=∆A p p p 总阻力kPa)/kmols (m 1065.11045.61011055.111025.01111254555⋅⋅⨯=⨯+⨯=⨯+⨯⨯=+=--GL G k Hk K总传质速率s)kmol/(m 1008.611065.1/1)(265*⋅⨯=⨯⨯=-=-A A G A p p K N液相阻力的分配%6.60606.01065.11011155==⨯⨯=GL K Hk 由计算结果可以看出此吸收过程为液相传质阻力控制过程。
9、对习题8的过程，若吸收温度降低，甲醇在水中的溶解度系数H 变为5.8 kmol/(m 3·kPa)，设气、液相传质分系数与两相浓度近似不变，试求液相阻力分配为多少？并分析其结果。
吸收温度降低时总传质阻力kPa)/kmols (m 1031.71045.6106.81055.111028.51111244355⋅⋅⨯=⨯+⨯=⨯+⨯⨯=+=--GL G k Hk K液相阻力的分配%76.111176.01031.7106.81143==⨯⨯=GL K Hk 由液相阻力占吸收过程总阻力的11.76%，可知此吸收过程为气相传质阻力控制过程。
吸收过程设计型计算10、用20℃的清水逆流吸收氨－空气混合气中的氨，已知混合气体温度为20℃，总压为101.3 kPa ，其中氨的分压为1.0133 kPa ，要求混合气体处理量为773m 3/h ，水吸收混合气中氨的吸收率为99％。
在操作条件下物系的平衡关系为X Y 757.0*=，若吸收剂用量为最小用的2倍，试求（1）塔内每小时所需清水的量为多少kg ？（2）塔底液相浓度（用摩尔分数表示）。
解：（1） 01.00133.13.1010133.11=-==B A p p Y 412101)99.01(01.0)1(-⨯=-=-=ηY Ykmol/h 8.31)01.01(4.22293273773=-⨯⨯=Vkmol/h 8.230757.001.0)0001.001.0(8.312*121min =--=--=X X Y Y VL 实际吸收剂用量L =2L min =2×23.8=47.6kmol/h ＝856.8 kg/h （2） X 1 = X 2+V （Y 1-Y 2）/L =0+0066.06.47)0001.001.0(8.31=-11、在一填料吸收塔内，用清水逆流吸收混合气体中的有害组分A ，已知进塔混合气体中组分A 的浓度为0.04（摩尔分数，下同），出塔尾气中A 的浓度为0.005，出塔水溶液中组分A 的浓度为0.012，操作条件下气液平衡关系为X Y 5.2*=。
试求操作液气比是最小液气比的倍数？解：0417.004.0104.01111=-=-=y y Y 005.0005.01005.01222=-=-=y y Y0121.0012.01012.01111=-=-=x x X 2.2)0417.0005.01(5.2)1(121212*121min =-=-=-=--=⎪⎭⎫ ⎝⎛Y Y m mY Y Y X X Y Y V L03.300121.0005.00417.02121=--=--=X X Y Y V L 38.12.203.3/min ==⎪⎭⎫ ⎝⎛V L V L 12、用SO 2含量为1.1×10-3(摩尔分数)的水溶液吸收含SO 2为0.09（摩尔分数）的混合气中的SO 2。
