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分离工程综合练习

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问答题

计算题

在温度为25℃及总压为101.3kPa的条件下,使含二氧化碳为3.0%(体积分数)的混合空气与含二氧化碳为350g/m3的水溶液接触。试判断二氧化碳的传递方向,并计算以二氧化碳的分压表示的总传质推动力。已知操作条件下,亨利系数E=1.66×105kPa,水溶液的密度为997.8kg/m3。

【参考答案】

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问答题 在温度为40℃、压力为101.3kPa的条件下,测得溶液上方氨的平衡分压为15.0kPa时,氨在水中的溶解度为76.6g(NH3)/1000g(H2O)。试求在此温度和压力下的亨利系数E、相平衡常数m及溶解度系数H。

问答题 在温度为278K的条件下,令某有机溶剂与氨水接触,该有机溶剂与水不互溶。氨自水相向有机相扩散。在两相界面处,水相中的氨维持平衡组成,其值为0.022(摩尔分数,下同),该处溶液的密度为998.2kg/m3;在离界面5mm的水相中,氨的组成为0.085,该处溶液的密度为997.0kg/m3。278K时氨在水中的扩散系数为D=1.24×10-9m2/s。试计算稳态扩散下氨的传质通量。

问答题 在总压为101.3kPa,温度为273K下,组分A自气相主体通过厚度为0.015m的气膜扩散到催化剂表面,发生瞬态化学反应A→3B。生成的气体B离开催化剂表面通过气膜向气相主体扩散。已知气膜的气相主体一侧组分A的分压为22.5kPa,组分A在组分B中的扩散系数为1.85×10-5m2/s。试计算组分A和组分B的传质通量NA和NB。

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