6-1 已知在kPa(绝对压力下)，100 g水中含氨1 g的溶液上方的平衡氨 气分压为987 Pa。试求： ⑴ (2) (3) (4)
溶解度系数H (kmol ? m ? Pa)； 亨利系数E(Pa)； 相平衡常数m
总压提高到200 kPa(表压)时的H, E，m值。
3
31
(假设：在上述范围内气液平衡关系服从亨利定律，氨水密度均为 1000 kg/m) 解：(1)根据已知条件
PNH
3987Pa
3
1/17
C
NH
101/1000
0.5824 kmol / m
定义
PNH
3CNH ■ H NH
5.9 10 kmol / m ?Pa
1/17
0.0105
4
3
H NH CNH
3
PNH
3
(2) 根据已知条件可知
x
NH3
根据定义式
1/17 100/18
PNH
可得
E
3
NH3NH3
X
ENH
3
9.42 104 Pa
(3) 根据已知条件可知
yNH PNH / p 987/101325 0.00974
3
3
于是得到
mNH
3yNH XNH
3
3
0.928
3
3
(4) 由于H和E仅是温度的函数，故HNH和ENH不变；而
m y . x d EX E，与 T 和 p相关，故 mNH 丄 0.928
px px p
3
0.309。
3
分析(1)注意一些近似处理并分析其误差。
(2) 注意E，H和m的影响因素，这是本题练习的主要内容之一
6-2 在25C下，CO分压为50 kPa的混合气分别与下述溶液接触:
(1) 含CO为mol/L的水溶液； (2) 含CQ为mol/L的水溶液。
试求这两种情况下CO的传质方向与推动力。 解：由亨利定律得到
*
PCO 50kPa EXCO
2
2
根据 《化工原理》教材中表8-1查出
ECO 25°C 1.66 10 kPa
2
5
所以可以得到
4103.01
XCO2
又因为
H CO 25 C
2
H?O
EM HO
2
1000
1.66 105 18
3.347 10 4kmol/ kPa?m3
所以得
Cco
2
H CO PCO
2
2
4 3
3.347 10 50 0.0167kmol/m
3
于是:
(1) 为吸收过程,
c 0.0067kmol / m 。
3
(2) 为解吸过程,
分析
c 0.0333kmol / m。
(1) 推动力的表示方法可以有很多种，比如，用压力差表示时:
C
p
CO2
0.01CO2
H
29.9kPa
4 CO
2
3.347 10 4
C
0.05
②
*
CO2
PCO
—— ----------- 4 149.4kPa 2
HC
°2 3.347 10 4
推动力 p 99.4kPa (解吸)
或者， 用摩尔分数差表示时 ①由
XCO 囂 1.8 10 4
，判断出将发生吸收过程，推动力
18
x 1.201 10 4
;
②由XCO4
2 9 10 ，判断出将发生解吸过程，推动力 X 5.99 10
(2)推动力均用正值表示 6-3指出下列过程是吸收过程还是解吸过程，推动力是多少，并
在x-y图上表示。
(1) 含SQ为(摩尔分数)的水溶液与含SQ为(摩尔分数)的混合气接触，总
压为 kPa，t=35 C；
⑵ 气液组成及总压同(1) ，t=15 C；
(3) 气液组成及温度同(1)，总压为300 kPa(绝对压力)。
解(1)根据《化工原理》教材中表8-1知T = 35C时，SQ的E 0.567 104
kPa ,
故
E m —
直匹56
P
101.3
根据相平衡关系，得
yA mxA 56 0.001 0.056
由于yA yA，所以将发生解吸过程。传质推动力为
y 0.056 0.03 0.026
(2 ) T = 15 C 时，SO 2的 E 0.294 104kPa，故
化工原理第六章吸收习题答案解析
