作业题P1071题解：(1)已知CO 2在水中溶解度0.878m 3（标米）/ m 3即0.0392kmol/ m 3。
CO 2在水中溶解符合亨利定律：p A *=Ex A对CO 2：p A *=0.1013MPa ；00071.06.55/0392.018/10000392.00392.0==+=A x 代入上式：亨利系数E= p A */x A =0.1013/0.00071=142.68MPa 溶解度系数13389.068.142181000.--⋅⋅=⨯==Pa m kmol E Ms H ρ 相平衡常数m=E/p=142.68/0.1013=1408.5(2) 因为 p A *=Ex A故此条件下CO 2平衡浓度x A = p A */ E=(0.1013x30%)/142.68=0.0002 而体系浓度为：0.66kg/m 3即x A =(0.66/44)/( 0.66/44+1000/18)=0.00027体系不能进行吸收过程。
2题解：已知环氧乙烷—水体系 E=453.82kPa ；p A *=101.3x0.738%=0.748 kPa 平衡浓度x A = p A */ E=0.748/453.82=0.0016518/100m +=m x A 解得m=0.0092mol ；(或)=0.404g3题解：氨—水体系已知可依据双膜理论得：N A =k y A(y-y i ) (1)N A =k x A(x i -x) (2)y *=mx (3)由H=640.7kmol ·m -3·MPa -1 得MPa H Ms E 0867.07.640181000.=⨯==ρ m=E/p=0.0867/0.1=0.867令N A =k x A(y i /m-y/m) (4)(1) 与（4）联立得N A =(xy k m +k 11) A (y-y *) 令x y k m +k 11=K y则K y =12mol 268.0165.057.3125.5867.00.2811--⋅⋅=+=+s m 液膜阻力/总阻力=0.165/(0.165+3.57)=4.42%;气膜阻力/总阻力=3.57/(0.165+3.57)=95.58%4题解依题意: 1364.012.0112.01111=-=-=y y Y 3121045.5)96.01(1364.0)1(-⨯=-⨯=-=ϕY Y混合气体流量=360m 3(标准)/h=360/(3600x22.4)=0.00446kmol/s惰性气体流量=0.00446x(1-12%)kmol/s=0.00393kmol/s02=X由H=11.45kmol ·m -3·MPa -1得MPa H Ms E 852.445.11181000.=⨯==ρ m=E/p=4.852/0.1013=47.9最小液气比469.471364.000545.01364.02121=-=--=X mY Y Y V L M 适宜液气比000545.01364.05.14612121--=--=⨯=X X X Y Y V L 由此解得塔底水溶液浓度X 1=0.0019实际水用量L=69x0.00393kmol/s=0.271kmol/s5题解 丙酮-空气体系依题意: 064.006.0106.01111=-=-=y y Y 3121028.1)98.01(064.0)1(-⨯=-⨯=-=ϕY Y02=X0234.01=X混合气体流量=1400m 3(标准)/h=1400/(3600x22.4)=0.0174kmol/s惰性气体流量=0.0174x(1-6%)kmol/s=0.01632kmol/s液气比68.200234.000128.0064.02121=--=--=X X Y Y V LL=2.68x0.01632kmol/s=0.0437kmol/s气液平衡关系Y *=mX 即Y *=1.68X则0393.00234.068.111=⨯==*mX Y022==*mX Y平均推动力()()()()0079.000128.00393.0064.0ln 000128.00393.0064.0ln 22112211=----=-----=∆****Y Y Y Y Y Y Y Y Y m 气相传质单元数94.700795.000128.0064.021=-=∆-=m OG Y Y Y N 6题解：三乙醇胺水溶液—H 2S 体系03.01=Y312103)9.01(03.0)1(-⨯=-⨯=-=ϕY Y气液平衡关系Y *=mX 即Y *=2X02=X013.01=X则026.0013.0211=⨯==*mX Y022==*mX Y惰性气体流量=40kmol/h=0.011kmol/s空塔气速v=0.34m/s ；K Y a=0.036 kmol ·m -3·s -1混合气体可按标气处理V 混=（0.011 x 22.4）/（1-0.03/(1+0.03)）=0.2538m 3/s(1)塔径：m v V D 975.034.014.32538.044=⨯⨯==π (2) 平均推动力 ()()()()00347.0003.0026.003.0ln 0003.0026.003.0ln 22112211=----=-----=∆****Y Y Y Y Y Y Y Y Y m气相传质单元数78.700347.0003.003.021=-=∆-=m OG Y Y Y N 填料层高等m S K V H Y 19.378.741.078.7975.0785.0036.0011.078.7a 2=⨯=⨯⨯⨯=⨯=7题解：混合气--水体系依题意: 0417.004.0104.01111=-=-=y y Y 4121034.8)98.01(0417.0)1(-⨯=-⨯=-=ϕY Y02=X混合气体流量=0.04 kmol ·m -2·s -1惰性气体流量=0.04(1-4%)s=0.0384 kmol ·m -2·s -1气液平衡关系y *=0.8x 也即Y *=mX ；Y *=0.8X02=X022==*mX Y 液气比2.10384.0046.00000834.00417.012121==--=--=X X X Y Y V L 解得034.01=X则0272.0034.08.011=⨯==*mX Y平均推动力()()()()0048.0000834.00272.00417.0ln 0000834.00272.00417.0ln 22112211=----=-----=∆****Y Y Y Y Y Y Y Y Y m 气相传质单元数51.80048.0000834.00417.021=-=∆-=m OG Y Y Y N 填料层高等m S K V H Y 6.451.8071.00384.051.8a =⨯=⨯= 对比11m 预设填料层高度，该塔可以满足要求。
例题1某常压吸收系统的气液平衡关系为Y *=2X ，入塔混合气中吸收质含量为6%，吸收剂为清水，要求吸收率达到90%，水的用量为18001-⋅h kg ,逆流操作。
（1）计算最小液气比；（2）如果操作线与平衡曲线平行，传质单元高度G h =0.5m ,试计算吸收塔底所得溶液浓度1X 、惰气流率和填料层高度H 。
解：依题意: 064.006.0106.01111=-=-=y y Y 312104.6)9.01(064.0)1(-⨯=-⨯=-=ϕY Y02=X水的用量为L=1800kg •h -1,即100kmol •h -1,（1） 最小液气比8.12064.00064.0064.02121=-=--=X mY Y Y V L M（2）操作线与平衡曲线平行，即 液气比200064.0064.012121=--=--=X X X Y Y V L解得吸收塔底所得溶液浓度X 1=0.0288惰气流率V=50 kmol •h -10576.00288.0211=⨯==*mX Y022==*mX Y但由于操作线与平衡曲线平行，故推动力塔底和塔顶一致即32211104.6-**⨯=-=-Y Y Y Y故填料层高度H = h G x n G=m Y Y Y ∆-⨯215.0 =0.5 x 9=4.5m例题2在操作压力为1.0537×105 Pa （表压）填料吸收塔中，以清水为吸收剂分离丙酮比摩尔组成为1%的丙酮—空气混合气体，气相摩尔流量为0.0242s m kmol ⋅⋅-2，水的摩尔流量为0.065s m kmol ⋅⋅-2，要求吸收率为95%，试求气相总传质单元数。
（丙酮水溶液的亨利系数为1.77×105Pa ，当时当地大气压为1.01325×105 Pa ） 解：依题意: 01.01=Y412105)95.01(01.0)1(-⨯=-⨯=-=ϕY Y02=X水的摩尔流量为L=0.065s m kmol ⋅⋅-2惰性气体摩尔流量为V=0.0242x1100100+=0.024s m kmol ⋅⋅-2 液气比00005.001.012121--=--=X X X Y Y V L 解得吸收塔底所得溶液浓度X 1=0.0035总p E m ==5510)0537.101325.1(1077.1⨯+⨯=0.856 003.00035.0856.011=⨯==*mX Y022==*mX Y()()()()00245.00005.0003.001.0ln 00005.0003.001.0ln 22112211=----=-----=∆****Y Y Y Y Y Y Y Y Y m 86.300245.00005.001.021=-=∆-=m G Y Y Y n 例题3用清水在常压和20℃下吸收氨-空气混合气中的氨。
混合气中氨的分压为1.5kPa ，惰气的质量流率为14.0-⋅s kg ，水用量是最小用量的1.5倍，吸收率为98%。
平衡关系为X Y 76.0=。
气相体积吸收系数a K Y 为1310.0--⋅⋅s mkmol 。
吸收塔内径800mm ，试求吸收塔的填料层高度。
空气的相对分子量取29。
解：0148.03.1015.11==y ()()00003.0%981015.01015.00148.010148.01212111==-=-==-=-=X Y Y y y Y η （2分）由X Y 76.0= 得：0197.076.0015.076.0*11===Y X （2分） 由2121*X X Y Y V L M --= 及 2121X X Y Y V L --= 得： 0131.05.10197.05.1*5.1*112121====--=X X X X X X VL V LM （2分） 00167.00003.0005.0ln 0003.0005.0ln 0003.000003.0*005.001.0015.0*076.0*01.00131.076.076.0*21212221112211=-=∆∆∆-∆=∆=-=-=∆=-=-=∆===⨯==Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y X Y X Y m8.800167.00003.0005.021=-=∆-=m G Y Y Y n （2分） 1014.0294.0-⋅===s kmol M q V m m d a K V A a K V h G y G 2745.08.014.310.04014.0422=⨯⨯⨯=⨯=⋅=πm h n H G G 4.22745.08.8≈⨯=⋅= （2分）例题4空气和氨的混合气体，在直径为0.8m 的填料吸收塔中用清水吸收其中的氨。