天津大学化工原理第二版下答案1(2)

c 1.06koml/m。气、液相组成分别为y 0.032、气膜吸收系数kG=5.2×10-6 kmol/(m2·s·kPa)，液膜吸收系数kL=1.55

3

×10-4 m/s。假设操作条件下平衡关系服从亨利定律，溶解度系数H＝0.725 kmol/(m3·kPa)。 （1）试计算以 p、 c表示的总推动力和相应的总吸收系数；

（2）试分析该过程的控制因素。 解：(1) 以气相分压差表示的总推动力为 p p p* pty 其对应的总吸收系数为

c1.06 (110.5 0.032 )kPa 2.074kPa H0.725

11111

( )(m2 s kPa)/kmol 4 6

KGHkLkG0.725 1.55 105.2 10

(8.899 103 1.923 105)(m2 s Pa)/kmol 2.012 105(m2 s Pa)/kmol

2

KG 4.97 10 6kmol/(m·s·kPa)

以液相组成差表示的总推动力为

c c* c pH c (110.5 0.032 0.725 1.06)kmol/m 1.504kmol/m 其对应的总吸收系数为 K

L

3

3

11H kLkG

1

10.725

1.55 10 45.2 10 6

m/s 6.855 10 6m/s

（2）吸收过程的控制因素

气膜阻力占总阻力的百分数为

1/kGKG4.97 10 6

100% 95.58% 6

1/KGkG5.2 10

气膜阻力占总阻力的绝大部分，故该吸收过程为气膜控制。

4. 在某填料塔中用清水逆流吸收混于空气中的甲醇蒸汽。操作压力为105.0 kPa，操作温度为25 ℃。在操作条件下平衡关系符合亨利定律，甲醇在水中的溶解度系数为2.126

kmol/(m3·kPa)。测得塔内某截面处甲醇的气相分压为7.5 kPa，液相组成为2.85 kmol/m3，液膜吸收系数kL=2.12×10-5 m/s，气相总吸收系数KG＝1.206×10-5 kmol/(m2·s·kPa)。求该截面处（1）膜吸收系数kG、kx及ky；（2）总吸收系数KL、KX及KY；（3）吸收速率。

解：(1) 以纯水的密度代替稀甲醇水溶液的密度，25 ℃时水的密度为

997.0kg/m3

溶液的总浓度为

997.0

kmol/m3 55.39kmol/m3 18

2

kx ctk＝55.3 92. 12 510km ol /(mL

ct

s )

3

mol/(m1.1741 20 ks)

111112

( )(m s kPa)/ kmol 5 5kGKGHkL1.206 102.126 2.12 10

6.073 104(m2 s kPa)/ kmol

kG 1.647 10 5kmol(m2 s kPa)

ky ptkG 105.0 1.647 10 5kmol/(m2 s) 1.729 10 3kmol/(m2 s)

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