吸收例题及答案2

【吸收过程基本概念】 在吸收过程中，气体分子进入液体，形成溶液。这个过程涉及几个关键参数，包括亨利系数（E）、溶解度系数（H）和相平衡常数（m）。这些参数对于理解和控制吸收过程至关重要。 1. **亨利系数（E）**：它描述了在一定温度下，气体在液体中的溶解度与其在气相中的分压之间的关系。E值越大，气体在液体中的溶解度越低。 2. **溶解度系数（H）**：H是单位压力下气体在溶液中溶解的摩尔量，通常以kmol/(m³·Pa)表示。它反映了气体在特定条件下的溶解能力。 3. **相平衡常数（m）**：m是液相中气体摩尔浓度与气相中气体分压的比值，用于表示在平衡状态下，气体在溶液和气相之间的分布情况。m值的大小直接影响吸收过程的方向。 【题目解析】 题目给出了三个不同的场景，分别涉及到温度、压力对吸收过程的影响。 （1）在20℃和总压100KPa（表压）下，1g氨气溶解于100g水中，平衡后氨的分压为780Pa。通过计算得出，亨利系数E=7.43×10^4Pa，溶解度系数H=7.48×10^-4kmol/(m³·Pa)，相平衡常数m=0.743。 （2）当温度保持不变，总压升至200KPa（表压），E和H不变，m降低至0.248。这是因为总压增加，使得气体更倾向于留在气相，从而降低了m的值。 （3）温度升高到40℃，氨的平衡分压为980Pa，E=9.33×10^4Pa，H=5.95×10^-4kmol/(m³·Pa)，m=0.933。温度上升导致E增加，m也增加，但H降低，因为气体溶解度随温度升高而减小。 【讨论】 - 温度和压力的变化对吸收过程有显著影响。温度升高会增加E，使气体更不易溶解，降低H，同时增加m，使得吸收过程变得困难。 - 总压的增加会降低m，表明在更高的压力下，气体更难被吸收。 这些知识对于设计和操作吸收塔、选择合适的吸收剂以及优化工艺过程具有实际指导意义。在实际工程中，需要根据具体的工况调整操作条件，以实现高效的吸收过程。例如，为了提高吸收效率，可以考虑降低温度或增加系统总压。