化工原理复习题下册资料
解:(1)查的在总压101.3kPa,温度30℃条件下SO2在水中的亨利系数 E=4850kPa.
E 4850 m= = = 47.88 P 101 .3 y 0.3 * 从液相分析 x = = = 0.00627 < x = 0.01 m 47.88
故SO2从液相转移到气相,解吸过程 (2)查的在总压101.3kPa,温度0℃条件下SO2在水中的亨利系数 E=1670kPa.
【例题5-1 】几种亨利系数的之间的关系换算
浓度为0.02(摩尔分率)的稀氨水在20℃时的平衡分压为1.666kPa,氨水
上方的总压为常压,在此浓度下的相平衡关系服从亨利定律,氨水密度可取 1000kg/m3,试求亨利系数E、H和m的数值各为多少?
解:由PA*=Ex得:
* PA 1.666 E= = = 83.3kPa x 0.02
5.吸收操作的作用是分离( A
)。
A、气体混合物;B、液体均相混合物;C、气液混合物;D、部分互溶 的液体混合物
6.只要组分在气相中心的分压( A )液相中该组分的平衡分压,吸 收就会继续进行,直到达到一个新的平衡位置。
A、大于;B、小于;C、等于;D、不等于 7.对低浓度溶质的气液平衡系统A、B,在同样条件下,A系统中的溶质 溶解度较B系统中的溶质溶解度高,则A系统的溶解度系数HA (A )HB,相平衡常数mA( C )mB A、大于;B、等于;C、小于;D、不确定
结论: •降低操作温度, E↓、 m↓, 使溶质在液相中的溶解度增加,有利于 吸收 •压力不太高时,P↑,E、H变化忽略不计,但m↓使溶质在液相中的溶解 度增加,有利于吸收
1.吸收操作的依据是( 溶解度的不同
练习题 ),以达到分离气体混合物的目的。
2.对低浓度的气液平衡系统,当温度增加时,其溶解度系数H将 ( ); 而当系统液相总浓度增加时,其平衡常数 m将( );当总压降低时, 减小 增大 亨利系数E将( ),平衡常数 ),溶解度系数 H将 不变 m将( 增大 ( )。 不变 3.亨利定律表达式P*=Ex,若某气体在水中的亨利系数E很小,说明该气 体为(易溶 )气体。 4.含低浓度溶质的气液平衡系统中,溶质在气相中的摩尔组成与其在液相 中的摩尔组成的差值( D )。 A、负值;B、正值;C、零;D、不确定
E 83.3 0.411 m P 202.6
m=0.82 2
(2)若氨水浓度、上方总压与上例相同,而氨水温度升至50 ℃,已知此时氨水上
方平衡分压为5.838kPa,各Henry系数有何变化?
* PA 5.838 E= = = 291.9kPa x 0.02
ρs 1000 H= = = 0.190kmol /( m 3 .kPa ) EM S 291.9 ×18
ρs 1000 H= = = 0.667kmol /( m 3 .kPa ) EM S 83.3 ×18
E 83.3 m= = = 0.822 P 101.3
【例题5-2】温度和压力对亨利系数的影响 20℃浓度为0.02(摩尔分率)的稀氨水,氨水上方的总压强为 2.026×105Pa(绝对)。试求: (1)气相中氨的平衡分压及氨的摩尔分率为多少?Henry系数E、H、和m有
解:
cA 2 P 4kPa H 0.5
* A
以分压表示的吸收总推动力: 总阻力:
PA PA P 5 4 1kPa
* A
1 1 1 K G kG Hk L 1 1 5 1.55 10 0.5 2 10 5 5 2 1.645 10 (m .s.kPa) / kmol
E 1670 m= = = 16.49 P 101 .3
从气相分析:y*=mx=16.49×0.01=0.16<y=0. 3 故SO2必然从气相转移液相,进行吸收过程. (3)在总压为202.6kPa,温度为30℃的条件下,SO2在水中的亨利系数 E=4850kPa
E 4850 m= = = 23.94 P 202 .6
何变化?
(2)若氨水浓度、上方总压与上例相同,而氨水温度升至50 ℃,已知此时 氨水上方平衡分压为5.838kPa,各Henry系数有何变化?
解:(1)气相中氨的平衡分压及氨的摩尔分率为多少?Henry系数E、H、 和m有何变化?
氨水上方的平衡分压只与氨水的浓度及温度有关,故氨的平衡分压 PNH3=1.666kPa不变,亨利系数E、H也不变,仍为83.3kPa和 0.667kmol/m3.kPa
从气相分析 :y*=mx=23.94×0.01=0.24<y=0.3 故SO2必然从气相转移液相,进行吸收过程
y 0.3 x* = = = 0.0125 m 23.94
以液相组成差表示的吸收推动力为:
x* - x = 0.0125 - 0.01 = 0.0025
以气相组成差表示的吸收推动力为:
y - y* = 0.3 - 0.24 = 0.06
E 291.9 m= = = 2.88 P 101.3
亨利系数E、H只取决于温度,而相平衡常数m还与总压有关。因此,提到m 时,必须指明系统的总压
【例题5-3】判断传质方向及推动力
在总压101.3kPa,温度30℃条件下含0.3(摩尔分率,下同)SO2混合气 体与0.01的水溶液相接触。试问: (1)从液相分析SO2的传质方向; (2)从气相分析,其它条件不变,温度降到0℃时 SO2的传质方向; (3)其它条件不变,从气相分析,总压提高到202.6kPa时SO2的传质方向, 并计算以液相摩尔分率差及气相摩尔分率差表示的传质推动力。
【例题5-4】
在填料吸收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pA=5kPa,cA=2kmol/m3.设在一定的操 作温度、压力下,甲醇在水中的溶解度系数 H=0.5kmol/(m3.kPa),液相传质分系数为kL=2×10-5m/s,气相 传质分析数为kG=1.55×10-5kmol/(m2.s.kPa)。 试求以分压表示吸收总推动力、总阻力、总传质速率以及液 相阻力的分配;