第六章 吸收习题参考答案
（注：红色字体标注部分对教材所给答案进行了修正，请核查）
【6-1】 含有8%（体积分数）C2H2的某种混合气体与水充分接触，系统温度为20℃，总压为101.3kPa。试求达平衡时液相中C2H2的物质的量浓度。
解：混合气体按理想气体处理，则C2H2在气相中的分压为
p?p总y?101.3?0.08kPa?8.104kPa
C2H2为难溶于水的气体，故气液平衡关系符合亨利定律，并且溶液的密度可按纯水的密度计算。
查得20℃水的密度为?=998.2kg/m3。
由 cA*?Hp， H??EMS
故 cA*??pEMS
查表8-1可知，20℃时C2H2在水中的亨利系数E=1.23?10kPa，
5故 cA*?998.2?8.104kmol/m3?3.654?10?3kmol/m3 51.23?10?183【6-2】 总压为101.3 kPa，温度为20 ℃的条件下，使含二氧化硫为3.0％（体积分数）的混合空气与含二氧化硫为350g/m的水溶液接触。试判断二氧化硫的传递方向，并计算以二氧化硫的分压和液相摩尔分数表示的总传质推动力。已知操作条件下，亨利系数E=3.55?10kPa ，水溶液的密度为998.2kg/m 。
33解：由道尔顿分压定律
p?p总y?101.3?0.03kPa?3.039kPa
液相摩尔分数为（溶液近似按纯水计算）：
0.35x?64?0.0000986
998.218稀溶液符合亨利定律，所以：
p*?Ex?3.55?103?0.0000986?0.35kPa
p ＞p?，二氧化硫由气相向液相传递，进行吸收过程。
用气相分压表示的总推动力为：
p?p??3.039?0.35?2.689kPa
与气相浓度相平衡的液相平衡浓度：
x??p3.039??0.000856 3E3.55?10用液相摩尔分数表示的总推动力为：
x??x?0.000856?0.0000986?0.0007574
【6-3】 在某填料塔中用清水逆流吸收混于空气的CO2，空气中CO2的体积分数为8.5%，操作条件为15℃、405.3kPa，15℃时CO2在水中的亨利系数为1.24?10kPa，吸收液中CO2的组成为x15试求塔底处吸收总推动力?y、?1.65?10?4。
?x、?p、?c、?X解：相平衡常数为
和?Y。
E1.24?105m=??305.9
p总405.3由亨利定律
*y1?mx1?305.9?1.65?10?4?5.047?10?2 * x1?y10.085??2.779?10?4 m305.9由道尔顿分压定律
p1?p总y1?405.3?0.085kPa?34.45kPa
由亨利定律
*p1?Ex1?1.24?105?1.65?10?4kPa?20.46kPa
吸收液的密度可近似按纯水计算，查手册得，15℃水的密度为998.95kg/m3
x1?s1.65?10?4?998.95则 c1??kmol/m3?9.157?10?3kmol/m3
Ms18*x1?s2.779?10?4?998.95c??kmol/m3?1.542?10?2kmol/m3
Ms18*1吸收液的摩尔比为
X1?X1*?x1?x1?1.65?10?41?x1x*?x1?2.779?10?4*1?x1*1
混合气的摩尔比为 Y1?y10.085??0.0929
1?y11?0.085*y15.047?10?2 Y???0.0532 *1?y11?5.047?10?2*1塔底处吸收总推动力为 ?y?*y1?y1?0.085?5.047?10?2?3.453?10?2
*?x?x1?x1?2.779?10?4?1.65?10?4?1.129?10?4*?p?p1?p1?(34.45?20.46)kPa?13.99kPa ?c*?c1?c1?(1.542?10?2?9.157?10?3)kmol/m3?6.263?10?3kmol/m3
?X??x?1.129?10?4?Y?Y1?Y1*?0.0929?0.0532?0.0397【6-4】 在填料吸收塔内用水吸收混合于空气中的甲醇，已知某截面上的气液两相组成为设在一定的操作温度、压力下，甲醇在水中的溶解度系数H为0.5kmol/(m气膜吸收系数为kG的分配情况。
解：以分压表示吸收总推动力
3pA?5kPa,cA?2kmol/m3，
?5液膜吸收系数为kL?2?10m/s，?kPa)，
?1.55?10?5kmol/(m2?s?kPa)。试求以分压表示吸收总推动力、总阻力、总传质速率并分析阻力
cA2??4kPa H0.5?pA?pA?p*A?5?4?1kPap*A?总阻力
111??KGHkLkG
11?0.5?2?10?51.55?10?554 ?1?10?6.45?10??1.645?105(m2?s?kPa)/kmol总传质速率 NA
?KG(pA?p*A)?1?62?1?6.08?10kmol/(m?s) 51.645?10液相阻力的分配
1HkL1?105??0.608?60.8% 511.645?10KG由计算结果可以看出此吸收过程为液相传质阻力控制过程。
【6-5】 用填料塔在101.3kPa及20℃下，以清水吸收混合于空气中的甲醇蒸气。若在操作条件下平衡关系符合亨利定律，
3kPakPakmol/m甲醇在水中的亨利系数为27.8。测得塔内某截面处甲醇的气相分压为6.5 ，液相组成为2.615，液膜
?5-52k?2.12?10m/sK=1.125?10kmol/(m?s?kPa)。求该截面处:（1）膜吸收系数kG、LG吸收系数，气相总吸收系数
ky?32?32?32k?1.553?10kmol/(m?s)kk?1.553?10kmol/(m?s?kPa)k?1.176?10kmol/(m?s)y及x；[x；G；]
（2）总吸收系数[
KL、Kx、Ky、
KX及KY；
Ky?1.14?10kmol/(m?s)?32KL?5.64?10?6m/s
Kx?3.124?10?4kmol/(m2?s)；
KX?3.128?10?4kmol/(m2?s)；KY?1.14?10?3kmol/(m2?s)]
?52N?6.327?10kmol/(m?s)] A（3）吸收速率。[
解：（1）溶液中溶质含量很低，近似以纯水的密度代替溶液的密度，查附录得，20℃时水的密度为998.2kg/m。
3
998.2?2.12?10?5=1.176?10-3kmol/m2s 18?998.2溶解度系数 H???1.995kmol/m3?kPa
EMS27.8?18kx?ckL?111??kGKGHkL11?(?) 1.125?10?51.995?2.12?10?5?6.524?104(m2?s?kPa)/kmolkG?1=1.533?10-5kmol/(m2?s?kPa) 46.524?10ky?p总kG?101.3?1.533?10-5=1.533?10-3kmol/(m2?s)
11H11.995???(?)（2）KLkLkG2.12?10?51.533?10?5
?1.773?105s/mKL?5.64?10?6m/s
相平衡常数
m?E27.8==0.274 p总101.311m??Kykykx10.274?(?) ?3?31.533?101.176?10?8.769?102m2?s/kmolKy?1?1.14?10?3kmol/m2?s2 8.769?10Kx?mKy?0.274?1.14?10?3=3.124?10?4kmol/m2?s
KX?c总KL?998.2?5.64?10?6kmol/m2?s 18KY?p总KG?101.3?1.125?10?5=1.14?10?3kmol/m2?s
（3）c??pH?6.5?1.995kmol/m3
NA?KL(c??c)?5.64?10?6?(12.97?2.615)?5.84?10-5kmol/m3
【6-6】 用清水除去SO2与空气混合气中的SO2。操作条件20℃，101.3kPa下，混合气的流量为1000m3/h，其中含SO2