CO2+H2O?H2CO3K1?2.5?10?3kmol/m3
H2CO3?H++HCO3-K2?1.7?10?4kmol/m3
若平衡状态下气相中的CO2分压为10kPa，求水中溶解的CO2的浓度。 （CO2在水中的一级离解常数为K解：首先求得液相中CO2的浓度 由亨利定律x?4.3?10?7kmol/m3，实际上包含了上述两个反应平衡，K?K1K2）
?p/E?10/?1.44?105??6.94?10?5
?1000/18?55.6kmol/m3
3
忽略CO2的溶解，吸收液的摩尔浓度为c0所以
?CO2??c0x?55.6?6.94?10?5?3.86?10?3kmol/m
2由反应CO+H2O?H2CO3，得K??H2CO3?
1?CO2??H2CO3???CO2?K1?3.86?10?3?2.5?10?3?9.65?10?6kmol/m
3
由反应H2???H????HCO3?? CO3?H++HCO3-，得K??2?H2CO3???4?6?5kmol/m3 ??HCO3???K2?H2CO3??1.7?10?9.65?10?4.05?10所以水中溶解的CO2总浓度为
??3?5?6?3kmol/m?CO2???H2CO3????HCO3???3.86?10?4.05?10?9.65?10?3.90?103
8.8用吸收法除去有害气体，已知操作条件下相平衡关系为
y*?1.5x，混合气体初始含量为y1?0.1，吸收剂入塔浓度为x2?0.001，液气
比为2。已知在逆流操作时，气体出口浓度为
y2?0.005。如果操作条件不变，而改为并流操作，气体的出口含量是多少？逆流操作吸收的溶质是
并流操作的多少倍？假设总体积传质系数不变。
解：逆流操作时，液体出口含量为
x1?qnG1?y1?y2??x2???0.1?0.005??0.001?0.0485 qnL2?ym?平均传质推动力
?y1?mx1???y2?mx2???0.1?1.5?0.0485???0.005?1.5?0.001??0.01157
lny1?mx1y2?mx2ln0.1?1.5?0.04850.005?1.5?0.001传质单元数为NOG?y1?y20.1?0.005??8.21
?ym0.01157改为并流操作后，体积传质系数不变，所以传质单元高度不变，传质单元数也不变。 联立并流操作的物料衡算和传质单元数计算式
x1'?qnG'y1?y2?x2 ??qnL 21
NOG'y1?y2y1?mx2 1??ln?y1?mx2???y2?mx1'?1?mqnGy2?mx1'qnLy1?mx2lny2?mx1'将数值代入以上两式，求得
'y2?0.044，x1'?0.0291
逆流和并流操作所吸收的溶质量之比为
N逆Kya?h?ym逆qnG?y1?y2?0.1?0.005????1.7
'N并Kya?h?ym并qnL?y1?y20.1?0.044?8.13在填料层高度为5m的填料塔内，用清水吸收空气中的某气态污染物。液气比为1.0，吸收率为90%，操作条件下的相平衡关系为Y如果改用另外一种填料，在相同的条件下，吸收率可以提高到95%，试计算两种填料的气相总体积传质系数之比。
解：吸收因子
*?0.5X。
S? qnL?2mqnG原填料下：NOG???Y?mX2111??ln??1?1/S?1?1/S??ln??1?0.5???0.5??3.41
1?1/S?Y2?mX21?0.9??1?0.5?HOG?qnGh5???1.466
KYa?NOG3.41气相总传质单元高度为：
新填料下：
'NOG???Y?mX2111??ln??1?1/S?1?1/S??ln??1?0.5???0.5??4.703
1?1/S?Y2?mX21?0.95??1?0.5?气相总传质单元高度为：
'HOG?qnGh5?'??1.063
KYa?NOG4.703在其它条件不变的情况下，两种填料的气相总体积传质系数之比为
'KYa'HOG1.466???1.38 KYaHOG1.063 22
环境工程原理第三版课后答案
