氣體吸收習(xí)題

1、1第九章第九章氣體吸收氣體吸收一、本章學(xué)習(xí)的目的、應(yīng)掌握的內(nèi)容和學(xué)習(xí)注意事項(xiàng)一、本章學(xué)習(xí)的目的、應(yīng)掌握的內(nèi)容和學(xué)習(xí)注意事項(xiàng)1.本章學(xué)習(xí)的目的通過本章的學(xué)習(xí)，掌握氣體吸收與解吸的基本概念和氣體吸收過程的基本計(jì)算方法。2.本章重點(diǎn)掌握的內(nèi)容（1）氣體吸收過程的平衡關(guān)系（2）氣體吸收過程的速率關(guān)系（3）低濃度氣體吸收過程的計(jì)算本章應(yīng)掌握的內(nèi)容（1）費(fèi)克定律和分子傳質(zhì)問題的求解方法（2）雙膜模型本章一般了解的內(nèi)容（1）溶質(zhì)滲透模型和表面更新模型

2、（2）吸收系數(shù)3.本章學(xué)習(xí)應(yīng)注意的問題（1）表示吸收過程的平衡關(guān)系為亨利定律，亨利定律有不同的表達(dá)形式，學(xué)習(xí)中應(yīng)注意把握它們之間的聯(lián)系。（2）表示吸收過程的速率關(guān)系為吸收速率方程，吸收速率方程有不同的表達(dá)形式，學(xué)習(xí)中應(yīng)注意把握它們之間的聯(lián)系。（3）學(xué)習(xí)分子傳質(zhì)，不要機(jī)械地記憶各過程的求解結(jié)果，應(yīng)注意把握求解的思路和應(yīng)用背景。（4）學(xué)習(xí)中應(yīng)注意把握傳質(zhì)機(jī)理和吸收過程機(jī)理之間的聯(lián)系，注意體會(huì)講述傳質(zhì)機(jī)理和吸收過程機(jī)理的目的和意義。二、例題解

3、析二、例題解析91惰性氣與CO2的混合氣中CO2體積分?jǐn)?shù)為30％，在表壓1MPa下用水吸收。設(shè)吸收塔底水中溶解的CO2達(dá)到飽和，此吸收液在膨脹槽中減壓至表壓20kPa，放出大部分CO2，然后再在解吸塔中吹氣解吸。設(shè)全部操作范圍內(nèi)水與CO2的平衡關(guān)系服從亨利定律，操作溫度為25℃。求1kg水在膨脹槽中最多能放出多少千克CO2氣體。解：依題意，在全部操作范圍內(nèi)水與CO2的平衡關(guān)系服從亨利定律，查附錄二得25℃下CO2溶于水時(shí)的亨力系數(shù)為MP

4、a1066.12??E方法一：對(duì)膨脹槽作CO2物料平衡(以1kg水為衡算基準(zhǔn))入膨脹槽吸收液中CO2的組成321110990.11066.13.01013.1???????Epx設(shè)此液1kg水中溶解CO2的kg數(shù)為W1，則有：kg10875.410990.11814444313111?????????WWWx出膨脹槽吸收液中CO2的組成422210307.71066.1)020.01013.0(???????Epx設(shè)此液1kg水中溶解C

5、O2的kg數(shù)為W2，則有：3范圍內(nèi)物系的平衡關(guān)系服從亨利定律。試求兩塔的塔高。解：因是低濃度氣體吸收，故兩塔氣相摩爾流率相可視為近似相等，又二塔液相摩爾流率也相等，故兩塔操作的液氣比相等，于是有232232232min121121221min0)()(0)()(yyymmyyyxxyyGLGLyyymmyyyxxyyGLGLBBBBAAAA?????????????????????????????????????????????????

6、???????????????????????????????13121132321213.009.0)1(yyyyyyyyyyyyyGLGLBA?因，即7.0)(7.0)(232B121A??????yyyyyy??，，又。于是?????BA43.1BA????0.17.043.111???????BASS即A、B二塔的操作線與平衡線平行，于是有（可參考圖示），故有3B2)()(yyyymAm????，m8.2372.137)()(3

7、709.009.03.0)()(373.03.0)()(OGOG11132OG11121OG??????????????????????????OGOGBABABmBAmANHHHNNyyyyyyNyyyyyyN??說明：關(guān)于操作線與平衡線平行的問題對(duì)吸收而言，當(dāng)時(shí)，無論采用何種方法計(jì)算，都會(huì)出現(xiàn)一個(gè)型的不定式，此時(shí)應(yīng)牢1?SOGN00記，因?yàn)榇藭r(shí)在塔的任何截面上，傳質(zhì)的對(duì)數(shù)平均推動(dòng)力都相等，現(xiàn)證明如下：21yyyyim???????不

8、妨設(shè)，當(dāng)時(shí)，則有。而xayxay????21??，0?xayy??21??)0()()())((2)())(()()()2()()]()ln[(2)]()ln[()()()ln(2102002121limlimlim?????????????????????????????????????xyyyaxaxaxaxaxaxaxaxaxaxaxaxyxaxaxxaxaxaxayyyyymxxmxm?????????此結(jié)論不僅適用于傳質(zhì)，同樣

9、也適用于傳熱的計(jì)算。94一逆流操作吸收塔如圖所示混合氣體由塔底引入，其中可溶組分的濃度（摩爾分05.01?y率，下同），單位塔截面上的氣相流率，吸收劑分兩處加入。由塔頂加入的為s)kmol(m014.02??G純?nèi)軇?，單位塔截面上的流率。從塔頂往下，?jīng)2米填料層高度后，又加入s)kmol(m0112.021??L一股的吸收劑，單位塔截面上的流率，再經(jīng)6m填料層高度后，液01.02??xs)kmol(m0112.022??L體由塔底引出。