求液相中CO2的摩尔浓度。 解:
查得30℃下CO2在水中的亨利系数E为1.88×105kPa CO2为难溶于水的气体,故溶液为稀溶液 H??SEMS?1000?2.96?10?4kmol/(m3?kPa) 51.88?10?18
*pA?yp?0.20?101.3?20.3kPa
?4 c*?20.3?6.01?10?3kmol/m3 A?HpA?2.96?104.含CO230%(体积分数)空气-CO2混合气,在压力为505kPa,温度25℃下,通入盛有1m3水的2 m3密闭贮槽,当混合气通入量为1 m3时停止进气。经长时间后,将全部水溶液移至膨胀床中,并减压至20kPa,使CO2 大部分放出,求能最多获得CO2多少kg?
设操作温度为25℃,CO2 在水中的平衡关系服从亨利定律,亨利系数E为1.66×105kPa。 解:
*pA?Ex
*pA?1.66?105x (1)
气相失去的CO2物质的量=液相获得的CO2物质的量
*(pA?pA)VG?cVLx
RT*(0.3?505?pA)?11000??1?x
8.314?29818*0.0612?4.04?10?4pA?55.56x (2)
(1)与(2)解得:x?5?10
?4E1.66?105??8300 减压后: m?p20x1?y11??1.2?10?4 m8300稀溶液: x?X?W/44
1000/18 W?2444x
49
W?2444?5?10?4?1.2kg W1?2444?1.2?10?4?0.29kg
?W?1.2?0.29?0.91kg
5.用清水逆流吸收混合气中的氨,进入常压吸收塔的气体含氨6%(体积),吸收后气体出口中含氨0.4%(体积),溶液出口浓度为0.012(摩尔比),操作条件下相平衡关系为Y?2.52X。试用气相摩尔比表示塔顶和塔底处吸收的推动力。 解:
*Y1?y10.06??0.064 Y1*?2.52X1?2.52?0.012?0.03024 1?y11?0.06y20.004??0.00402 Y2*?2.52X2?2.52?0?0
1?y21?0.004*Y2??0.00402塔顶: ?Y2?Y2?Y2?0.00402
塔底: ?Y1?Y1?Y1?0.064?0.03024?0.034
6.在操作条件25℃、压力101.3kPa下,用CO2含量为0.0001(摩尔分数)的水溶液与含CO210%(体积分数)的CO2-空气混合气在一容器充分接触,试:
(1)判断CO2的传质方向, 且用气相摩尔分数表示过程的推动力;
(2))若压力增加到506.5kPa,CO2的传质方向如何,并用液相分数表示过程的推动力。 解:
(1)查得25℃、101.3kPa下CO2-水系统的E=166MPa m?*E166??1639 p0.1013y*?mx?1639?0.0001?0.164
?y?0.10y?y*
所以CO2的传质方向由液相向气相传递,解吸过程。
*解吸过程的推动力为?y?y?y?0.164?0.10?0.064
50