1atm下,浓度为0.02(摩尔分数)的稀氨水在20℃时氨的平衡分压为1.666kPa,其相平衡关系服从亨利定律,氨水密度可近似取1000kg/m3。 求:E、 m 、 H 。
◆ 例2-1: 含有30%(体积)CO2的某种混合气与水接触,系统温度为30℃,总压为101.33kPa,试求液相中CO2的平衡浓度 为若干kmol/m3.
解:pi=pyi=101.33 ×0.3=30.4kPa<101.33kPa,故亨利定律适用。
而
查表4-4知30℃时CO2在水中亨利系数E=1.88×105kPa,溶液密度按纯水密度计ρ=1000kg/m3
于是,
【例1】某系统温度为10℃,总压101.3kPa,试求此条件下在与空气充分接触后的水中,每立方米水溶解了多少克氧气?
【解】查得10℃时,氧气在水中的亨利系数E为3.31×106kPa。
Pi==101.3×0.21=21.27kPa
Xi
=6.42 ╳ 10-6
【例】在总压101.3kPa,温度30℃的条件下, SO2摩尔分率为0.3的混合气体与SO2摩尔分率为0.01的水溶液相接触,试问:
1.SO2的传质方向;
2.其它条件不变,温度降到0℃时SO2的传质方向;3.其它条件不变,总压提高到202.6kPa时SO2的传质方向,并计算以液相摩尔分率差及气相摩尔分率差表示的传质推动力。
【解】1.查表,得SO2在101.33kPa、30℃时亨利系数E=0.485×104kPa,则:
2.查表,得SO2在101.33kPa、0℃时亨利系数E=0.167×104kPa,则:
3.查表,得SO2在101.33kPa、30℃时亨利系数E=0.485×104kPa,则:
例:在P=1000kPa,T=25℃下,含CO2 y=0.06的空气与含CO2为0.1g/L的水溶液接触
问:(1)将发生吸收还是解吸?
(2)如气体与水溶液逆流接触,空气中的CO2含量最低可能降到多少?
解: (1)判断过程方向 CO2气相中分压 pCO2 = P y =1000×0.06=60 kPa
查得25℃下CO2溶解在水里的 E=1.66×105 kPa
浓度可以按水处理 ( P=1000kPa,T=25℃):
CO2在水中的摩尔分数(溶解度0.1g/L液):
与水溶液达平衡的分压 pCO2 = 60 kPa
(2)吸收过程的极限
气体与水溶液逆流接触,极限时吸收塔有无限多块塔板或填料吸收塔无限高,出口气体中CO2含量最低可能降到与进塔的水溶液达平衡的分压
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