没有合适的资源?快使用搜索试试~ 我知道了~
(2)若温度不变,总压为200KPa(表压),求H、E、m(外界大气压为100KPa) (3)温度提高到40,氨的平衡分压为980Pa,求H、E、m (1)气体
资源详情
资源评论
资源推荐
吸收例题及答案
1
1、在绝压为 100KPa、20℃下将氨气通入 100g 水中,平衡后测得溶液中含有 1g 的氨,液
相上方氨的分压为 780Pa,试求:(1)该条件下的溶解度系数 H、亨利系数 E、相平衡常数
m;(2)若温度不变,总压为 200KPa(表压),求 H
、
E
、
m(外界大气压为 100KPa);(3)
温度提高到 40℃,氨的平衡分压为 980Pa,求 H
、
E
、
m。
解:(1)
𝑦
∗
=
𝑚𝑥
𝑥
=
1
17
1
17
+
100
18
=
0.0105
𝑦
=
𝑝
𝐴
𝑝
=
780
100
×
10
3
=
0.0078
𝑚
=
𝑦
∗
𝑥
=
0.0078
0.0105
=
0.743
对于稀溶液:
1
𝐻
≈
𝐸
𝑀
𝑆
𝜌
𝑆
𝐻
=
𝜌
S
E
M
S
=
1000
7.43
×
10
4
×
18
=
7.48
×
10
―
4
𝑘𝑚𝑜𝑙/
(
𝑚
3
∙
𝑃𝑎
)
𝑚
=
𝐸
𝑝
𝐸
=
𝑚𝑝
=
0.743
×
100
×
10
3
=
7.43
×
10
4
𝑃𝑎
或者:
𝑝
∗
𝐴
=
𝐸𝑥
𝐸
=
𝑝
∗
𝐴
𝑥
=
780
0.0105
=
7.43
×
10
4
𝑃𝑎
(2)温度不变,压力变化,总压由 100KPa 变为(100+200)KPa
因为温度不变,所以亨利系数 E 和溶解度常数 H 不变。
相平衡常数 m 变化。(总压增大,相平衡常数 m 减小)
𝑚
′
=
𝐸
𝑝
′
=
7.43
×
10
4
(
200
+
100
)
×
10
3
=
0.248
(3)温度变化,总压不变。(温度变高)
𝐸
′
′
=
𝑝
∗
′
′
𝐴
𝑥
=
980
0.0105
=
9.3
3
×
10
4
𝑃𝑎
𝐻
′
′
=
𝜌
S
𝐸
′
′
M
S
=
1000
9.33
×
10
4
×
18
=
5.95
×
10
―
4
𝑘𝑚𝑜𝑙/
(
𝑚
3
∙
𝑃𝑎
)
𝐶
𝐴
=
𝑛
𝐴
𝑉
𝐿
=
𝑚
𝐴
𝑀
𝐴
𝑚
𝐿
𝜌
𝐿
≈
𝑚
𝐴
𝑀
𝐴
𝑚
𝐿
𝜌
𝑆
=
1
17
(
1
+
100
)
1000
=
0.582
𝑘𝑚𝑜𝑙
𝑚
3
𝐻
′
′
=
C
A
P
∗
′
′
A
=
0.582
980
=
5.94
×
10
―
4
𝑘𝑚𝑜𝑙/
(
𝑚
3
∙
𝑃𝑎
)
𝑚
′
′
=
𝐸
′
′
𝑝
=
9.33
×
10
4
100
×
10
3
=
0.933
讨论:
(1) 亨利系数 E、溶解度常数 H、相平衡常数 m 与物系的温度有关。随着温度的升高,
亨利系数 E 增大(气相的平衡分压增大),相平衡常数 m 增大,溶解度系数 H 降低。
吸收例题及答案
2
(2) 相平衡常数 m 还与系统的总压有关。总压增大,相平衡常数 m 降低。
因此,要想利用气体吸收,应降低温度或提高系统的总压。
【例 5-1】已知在总压
101.3
𝑘𝑃𝑎
及温度
20℃
下,液相中氨的摩尔浓度为
0.582
𝑘𝑚𝑜𝑙
m
3
,气相
中氨的平衡分压为
800
𝑃𝑎
,在此浓度范围内符合亨利定律,氨水的密度近似为
1000
𝑘𝑔
/
𝑚
3
,
求
𝐻
、
𝐸
、
𝑚
。
(
0.728
×
10
―
3
𝑘𝑚𝑜𝑙
𝑚
3
∙
𝑃𝑎
,
76.24
𝑘𝑃𝑎
,
0.752
)。
解:
方法一:
𝑝
∗
𝐴
=
𝐶
𝐴
𝐻
𝐻
=
𝑐
𝐴
𝑝
∗
𝐴
=
0.582
800
=
0.728
×
10
―
3
𝑘𝑚𝑜𝑙
𝑚
3
∙
𝑃𝑎
𝑐
≈
𝜌
𝑠
𝑀
𝑠
=
1000
18
=
55.5
𝑘𝑚𝑜𝑙
𝑚
3
𝑚
=
𝐸
𝑃
=
76.24
101.3
=
0.753
方法二:
𝑝
∗
𝐴
=
𝐸𝑥
𝑐
≈
𝜌
𝑠
𝑀
𝑠
=
1000
18
=
55.5
𝑘𝑚𝑜𝑙
𝑚
3
𝑥
=
𝑐
𝐴
𝑐
=
0.582
55.5
=
0.0105
𝐸
=
𝑝
∗
𝐴
𝑥
=
800
0.0105
=
76.19𝑘𝑃𝑎
𝑚
=
𝐸
𝑃
=
76.19
101.3
=
0.752
𝐻
=
𝑐
𝐸
=
55.5
76.19
×
10
3
=
0.7287
×
10
―
3
𝑘𝑚𝑜𝑙
𝑚
3
∙
𝑃𝑎
【例 5-2】某系统温度为
10℃
,总压
101.3
𝑘𝑃𝑎
,试求此条件下在与空气充分接触后的水中,
每立方米水溶解了多少克氧气? (已知 10℃时,氧气在水中的亨利系数
𝐸
=
3.31
×
10
6
𝑘𝑃𝑎
。)
(11.42
𝑔
𝑚
3
)
解:
𝑝
𝐴
=
𝑝𝑦
=
101.3
×
0.21
=
21.27𝑘𝑃𝑎
𝑐
∗
𝐴
=
𝑝
𝐴
𝐻
=
𝑝
𝐴
𝑐
𝐸
≈
𝑝
𝐴
𝜌
𝑠
𝑀
𝑠
𝐸
𝑐
∗
𝐴
=
𝑝
𝐴
𝜌
𝑠
𝐸
𝑀
𝑠
=
21.27
×
1000
3.31
×
10
6
×
18
=
3.57
×
10
―
4
𝑘𝑚𝑜𝑙
𝑚
3
𝑊
=
𝑐
∗
𝐴
𝑉
𝑀
𝑜
2
=
3.57
×
10
―
4
×
1
×
32
=
11.42
𝑔
𝑚
3
【例 5-3】在总压
101.3𝑘𝑃𝑎
,温度
30℃
的条件下,
𝑆
𝑂
2
摩尔分数为
0.3
的混合气体与
𝑆
𝑂
2
摩尔
分数为
0.01
的水溶液相接触,试问:
(1)SO
2
的传质方向;(液相分析,解吸)
(2)其它条件不变,温度降到
0℃
时 SO
2
的传质方向;(气相分析,吸收)
(3)其它条件不变,总压提高到
202.6𝑘𝑃𝑎
时 SO
2
的传质方向,并计算以液相摩尔分数差及
气相摩尔分数差表示的传质推动力。
(
∆𝑥
=
𝑥
∗
―
𝑥
=
0.0025
,
∆𝑦
=
𝑦
―
𝑦
∗
=
0.0606
)
解:
吸收例题及答案
3
(1) 从书中表 5-2 可以查出
𝑆
𝑂
2
在温度
30℃
时的亨利系数
E
=
4850
𝑘𝑃𝑎
从液相分析
∆
𝑥
=
𝑥
∗
―
𝑥
𝑥
∗
=
𝑦
𝑚
=
𝑦
𝐸
𝑃
=
0.3
4850/101.3
=
0.00627
∆
𝑥
=
𝑥
∗
―
𝑥
=
0.00627
―
0.01
=
―
0.00373
<
0
表明
𝑆
𝑂
2
混合气体在液相中的平衡摩尔分数小于液相中
𝑆
𝑂
2
的摩尔分数,所以
𝑆
𝑂
2
要从液
相转移到气相,属于解吸过程。
(2) 从书中表 5-2 可以查出
𝑆
𝑂
2
在温度
0℃
时的亨利系数
E
=
1670
𝑘𝑃𝑎
方法一:从气相分析
𝑦
∗
=
𝑚𝑥
=
𝐸
𝑝
𝑥
=
1670
101.3
×
0.01
=
0.1649
∆𝑦
=
𝑦
―
𝑦
∗
=
0.3
―
0.1649
=
0.1351
>
0
表明
𝑆
𝑂
2
混合气体的摩尔分数大于液相中
𝑆
𝑂
2
在气相中的平衡摩尔分数,所以
𝑆
𝑂
2
要从气
相转移到液相,属于吸收过程。
方法二:从液相分析
𝑥
∗
=
𝑦
𝑚
=
𝑦
𝐸
𝑃
=
0.3
1670
/
1
0
1
.
3
=
0.0
18
∆
𝑥
=
𝑥
∗
―
𝑥
=
0.0
18
―
0.01
=
0.008
>
0
表明
𝑆
𝑂
2
混合气体在液相中的平衡摩尔分数大于液相中
𝑆
𝑂
2
的摩尔分数,所以
𝑆
𝑂
2
要从气
相转移到液相,属于吸收过程。
(3) 从书中表 5-2 可以查出
𝑆
𝑂
2
在温度
30℃
时的亨利系数
E
=
4850
𝑘𝑃𝑎
𝑚
=
𝐸
𝑝
=
4850
202.6
=
23.94
方法一:从气相分析
𝑦
∗
=
𝑚𝑥
=
𝐸
𝑝
𝑥
=
4850
202.6
×
0.01
=
0.2394
∆𝑦
=
𝑦
―
𝑦
∗
=
0.3
―
0.2394
=
0.0606
>
0
表明
𝑆
𝑂
2
混合气体摩尔分数大于液相中
𝑆
𝑂
2
在气相中的平衡摩尔分数,所以
𝑆
𝑂
2
要从气相转
移到液相,属于吸收过程。
方法二:从液相分析
𝑥
∗
=
𝑦
𝑚
=
𝑦
𝐸
𝑃
=
0.3
4850/202.6
=
0.0
125
∆
𝑥
=
𝑥
∗
―
𝑥
=
0.0
125
―
0.01
=
0.0025
>
0
表明
𝑆
𝑂
2
混合气体在液相中的平衡摩尔分数大于液相中
𝑆
𝑂
2
的摩尔分数,所以
𝑆
𝑂
2
要从气
相转移到液相,属于吸收过程。
【例 5-4】在填料塔吸收塔内用溶剂吸收混合于空气中的某溶质,已知某塔截面上的气、液
两相组成为
𝑝
𝐴
=
10𝑘𝑃𝑎
,
𝑐
𝐴
=
2.8
×
10
―
3
𝑘𝑚𝑜𝑙
𝑚
3
。设在一定的操作温度、压力下,气--液
相平衡关系服从亨利定律,且溶质在溶剂中的溶解度系数
𝐻
=
0.667
𝑘𝑚𝑜𝑙
𝑚
3
∙
𝑘𝑃𝑎
。液相传
质系数
𝑘
𝐿
=
1.4
×
10
―
4
𝑚
𝑠
,气相传质系数
𝑘
𝐺
=
5.0
×
10
―
6
𝑘𝑚𝑜𝑙
𝑚
2
∙
𝑠
∙
𝑘𝑃𝑎
。试求:
(1)以分压差表示吸收总推动力、总传质阻力、总传质速率及传质阻力的分配;
(
1
0.0𝑘𝑃𝑎
,
2.10
×
10
5
(
𝑘𝑃𝑎
∙
𝑚
3
∙
𝑠
)
𝑘𝑚𝑜𝑙
,
4.75
×
10
―
5
𝑘𝑚𝑜𝑙
(
𝑚
3
∙
𝑠
)
,
液 相 分 配 5%)
(2)若吸收温度提高,溶质在溶剂中的溶解度系数
𝐻
=
1.4
×
10
―
3
𝑘𝑚𝑜𝑙
𝑚
3
∙
𝑘𝑃𝑎
,设气、
液相传质系数和两相浓度近似不变,上述问题结果又如何?并分析。
剩余11页未读,继续阅读
WaiyuetFung
- 粉丝: 66
- 资源: 316
上传资源 快速赚钱
- 我的内容管理 展开
- 我的资源 快来上传第一个资源
- 我的收益 登录查看自己的收益
- 我的积分 登录查看自己的积分
- 我的C币 登录后查看C币余额
- 我的收藏
- 我的下载
- 下载帮助
安全验证
文档复制为VIP权益,开通VIP直接复制
信息提交成功
评论0