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 p
kPa 1.972.43.101*=-=-=s A p p p
稀溶液：3kmol/m 56.5518
1000==≈S M c ρ
421017.556
.5510875.2--⨯=⨯==c c x A kPa 10876.110
17.51.9754*⨯=⨯==-x p E A )m kmol/(kPa 1096.21
.9710875.2342*⋅⨯=⨯==--A A
p 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1.88×105
kPa
CO 2为难溶于水的气体，故溶液为稀溶液 kPa)kmol/(m 1096.218
1088.11000345⋅⨯=⨯⨯==-S S
EM H ρ kPa 3.2033.10120.0*
A =⨯==yp p
334*km ol/m 1001.63.201096.2--⨯=⨯⨯==A A Hp c 18523
.1011088.15
=⨯==p E m 4-101.081852
0.20m y x ⨯=== 4-4--4
101.0810
1.081101.08x -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。

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 ？。

解：
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摩尔数＝液相获得的CO 2摩尔数
x cV RT
V p p L G =-)(*A A x p ⨯⨯=⨯⨯-⨯118
1000298314.81)5052.0(*A x p 56.551004.44080.0*A 4=⨯-- （2）
（1）与（2）解得：4103.33-⨯=x
减压后： 830020
1066.15
=⨯==p E m
411102.18300
1-⨯===m y x 稀溶液： 18
/100044/W X x =≈ x W 2444=
0.81kg 103.3324444=⨯⨯=-W
kg 29.0102.1244441=⨯⨯=-W
52kg .029.00.81=-=∆W
5．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），氨的吸收率为93.3％，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 29004.00.933)-0.064(11
Y 12==）＝－（ϕY 0052.252.22*2=⨯==X Y 塔顶： 29004.029004.0*222==-=∆Y Y Y
塔底： 034.003024.0064.0*
111=-=-=∆Y Y Y 6．在总压101.3kPa ，温度30℃的条件下, SO 2摩尔分率为0.3的混合气体与SO 2摩尔分率为0.01的水溶液相接触，试问：
（1） 从液相分析SO 2的传质方向；
（2） 从气相分析，其他条件不变，温度降到0℃时SO 2的传质方向；
（3） 其他条件不变，从气相分析，总压提高到202.6kPa 时SO 2的传质方向，并计算以液相摩尔分率差及气相摩尔率差表示的传质推动力。

解：(1)查得在总压101.3kPa ，温度30℃条件下SO 2在水中的亨利系数E =4850kPa 所以 ==
p E m =3.1014850 47.88 从液相分析。