化工原理習(xí)題答案第七章

1、7-1 . 100g水中溶解1gNH3，從手冊查得200C時(shí)NH3的平衡分壓為986.6Pa, 以內(nèi)服從亨利定律。試求溶解度系數(shù)H （單位為力為 100kPa o（答：H 0.59kmol m 31170.582kmol m 3，101/1000c 0.582 cLc . c 10.59mol Pa Pe 0.9866 7.4/ 7600.0099，100101.31/17 T17yex解：cyekPa 1kmol m, m 0.943）3 kPa 1 ）和相平衡常數(shù)在此濃度m，總壓0.0105，100 78 000990.943 o0.01057-2 . 100C時(shí)氧在水中的溶解度的表達(dá)式

2、分壓，kPa ；x為溶液中氧的摩爾分?jǐn)?shù)?？諝庵醒醯捏w積分?jǐn)?shù)為21%，試求總壓為101kPa時(shí)， 每m3水中可溶解多少g氧？（答：11.4g m解：Pe 0.21 101.3 21.3k Pa，Pe21.3x 6 6"3.313 1063.313 1066.42 10 632c 11.4g m18 10006.423.313 106x,式中p為氧在氣相中的平衡3 ，或 0.35mol m 3）10 67-3 .用清水吸收混合氣中的 NH3，進(jìn)入常壓吸收塔的氣體含NH3體積分?jǐn)?shù)為6%，吸 收后氣體含NH3體積分?jǐn)?shù)為0.4%，出口溶液的摩爾比為0.012kmolNH3 kmol 1水。此物

3、系 的平衡關(guān)系為Y 2.52 X o氣液逆流流動(dòng)，頂Y 0.00402，底Y 0.034）0.060.064 y21 0.06 ，2.52X2.52 0.0122.52X2.52 00，試求塔頂、塔底處氣相推動(dòng)力各為多少？（答:解：丫1 一1 y1塔底：Ye塔頂：Yey 0.0040.0402，1 y210.0040.03024，塔頂氣相推動(dòng)力 丫20.00402，塔底氣相推動(dòng)力 丫1 丫1 Ye,10.0640.030240.034 o7-4 用水吸收空氣中的甲醇蒸汽，在操作溫度300K下的溶解度系H 2kmol m 3 kPa 1 傳質(zhì)系數(shù)kG 0.056kmol210.075knDl m

4、 h0.0408kmol11 廠KgHKlkL（答：Kg解：Kgm 2 h 1 kPa 1，kmol-1 m3。求總傳質(zhì)系數(shù)Kg以及氣相阻力在總阻力中所占的分?jǐn)?shù)。 -2 h 1 kPa 1 ,0.73）11 10.0562 0.0752 1 10.0408kmol m h kPa氣相阻力所占分率：10.73。0.05610.056 2 0.0757-5 .從礦石焙燒送出的氣體，含體積分?jǐn)?shù)9%SO2，其余視為空氣。冷卻后送入吸收塔， 用水吸收其中所含SO2的95%。吸收塔的操作溫度為300C，壓力為100kPa。每小時(shí)處理的 爐氣量為1000m3 （ 300C、100kPa時(shí)的體積流量），所用液

5、氣比為最小值的1.2倍。求每小時(shí) 的用水量和出塔時(shí)水溶液組成。平衡關(guān)系數(shù)據(jù)為液相SQ溶解度/ kgSO2 100 kg 1H2O氣相SO2平衡分壓/k Pa(答：L 30120kg h 1,x10.00206 )解：丫1_y_0.090.0991 y11 0.09(1 )Y1(1 0.95)1000273(10.09)22.43030.0990.00495,136.6kmol h101.3y 101.3 0.099.12kPa，g，進(jìn)吸收塔SO2的分壓P由平衡關(guān)系內(nèi)插得溶液平衡濃度為 0.877kgSO2 100kg02.47 10 3，100/180.099 0.00495 “ , 38.1

6、，0.00247換算為摩爾比x1,emin1.2Lmin丫1丫2X1,eLV minV -V1.2 38.145.69 ,36.6 38.11394.5mol h 125100 kg1 .2 Lmin丫丫2X1min1.2X12510030120kg h 1,Y1 Y20.099 0.004952.0610LV7-6 .用煤油從苯蒸氣與空氣的混合物中回收苯，要求回收苯2% （摩爾分?jǐn)?shù)）。入塔的煤油中，含苯0.02%。溶劑用量為最小用量的1.5倍，操作溫度 為500C，壓力為100kPa。平衡關(guān)系為丫入塔氣體的摩爾流量為0.015kmol解：y1LV2 m0.02，y 0.02(1 0.99)y

7、1y2Xe,1X2丫1 丫2minXe,1 X245.6999%。入塔的混合氣中，含0.36X，總傳質(zhì)系數(shù) Ky a 0.015kmol m 3 s 1。 s 1。求填料層高度。(答：Z 12m )0.0002，X20.0002，O.。2 O.。0020.3570.0002 ，0.361.5丄 1.5V min0.3570.536,XiOGV,L(y1mV匸Vy2)x21(0.020.0002)0.00020.0371，0.5360.360.672，0.536O.。15 1m，兀 0.015Hog Nog 12 112m。H7-7 .在填料塔內(nèi)用稀硫酸吸收空氣中所含的 NH 3。溶液上方NH

8、3的分壓為零(相平衡 常數(shù)m 0 )。下列情況所用的氣、液流速及其他操作條件都大致相同，總傳質(zhì)單元高度Hog 都可取為0.5m。試比較所需填料層高度有何不同。混合氣中含摩爾分?jǐn)?shù)1%NH3，要求回收90%。 混合氣中含 混合氣中含1%NH3，要求回收99%。5%NH3，要求回收99%。作了上述比較之后，你對塔高與回收率的關(guān)系能2.25m ；( 3)Z 2.25m )獲得什么概念？(答：(1)Z1m ； (2) Z解：y10.01,y20.01 0.10.00101，0.990.010.1zy1mx20.0110，y2mx20.00101丄mV0，AL查圖得：Nog2，ZH OGN OG0.52

9、1m ；y10.01,y20.010.010.0001，y1o.。1 100，y20.0001查圖得：Nog4.5，ZH OGN OG0.54.52.25m : y 0.05，y20.05 0.010.99 0.050.01y10.0599，y20.000505查圖得：Nog4.5，ZH OG N OG0.5 4.50.000505 ,2.25m。7-8 .今有連續(xù)逆流操作的填料吸收塔，用清水吸收原料氣中的甲醇。已知處理氣量為 1000m3 h 1 (操作狀態(tài))，原料中含甲醇100g m 3，吸收后水中含甲醇量等于與進(jìn)料氣體中 相平衡時(shí)濃度的67%。設(shè)在常壓、250C下操作，吸收的平衡關(guān)系取為

10、丫 1.15X，甲醇回收 率要求為98%，kY 0.5kmol m 2 h 1，塔內(nèi)填料的比表面積為a 200m2 m 3塔內(nèi)氣體的 空塔氣速為0.5m s 1。試求：(1)水的用量為多少kg h 1 ? (2)塔徑；(3)傳質(zhì)單元高度H。© ;(4)傳質(zhì)單元數(shù)Nog ； (5)填料層高度。(答：L 1150kg h 1 ; D 0.84m ; Hog 0.686m ; NOG 8.89 ; Z 6.1m)100 10 3/320 071/22.40.070.0753,10.07)0.0753Y1解：y1Yi丫2X1X2丫1(167%*X10,100022.40.67m(10.98)

11、1.50.07531.150.67(110 30.0439 ,丫1 丫2、273y1273 250.0753 1.5100022.410 3(10.07)也 38kmol h 12980.0439 0VsH OGX1 X21.68V1.68 38 63.8kmol h10003m3600申uVs 1 , u 0.5m s 1 ,I 4 1000Y3600 3.14 0.5381.68 ,11.15 103kg h 1 ;0.84m ；Kya0.686m ；0.5 200 0.8424用解析法：1嗆 需（誥753先 需8.89;,1.151 1.68 Z Hog Nog 0.686 8.896.

12、1m。7-9 .直徑為0.88m的填料吸收塔內(nèi)，裝有拉西環(huán)填料，填料層高為 6m。每小時(shí)處理 2000m3含5%丙酮與空氣的原料氣，操作條件為1個(gè)大氣，250C。用清水作吸收劑，塔頂 出口廢氣含丙酮0.263% （以上均為摩爾分?jǐn)?shù)），出塔溶液中每千克含丙酮61.2g，操作條件 下的平衡關(guān)系為Y 2X。試計(jì)算：（1）氣相總體積傳質(zhì)系數(shù)Kya ; （2）每小時(shí)可回收丙酮 多少千克？ （ 3）若將填料層加高 亦，又可以多回收多少千克丙酮？（答：KYa 176.8kmol m 31 1 1h , 225kg h , 6.56kg h )解：塔截面積S惰性氣體量-d24V 200022.4Yi0.051

13、0.050.526 ,-0.88 20.61m2，4-(10.05) 77.7kmol h 1，2980.00263，10.00263丫2X20 , x161.2/58ye,1丫1丫20.0198， 61.2/58 938.8/182 0.0198 0.0396，Ye10.03960 0412，e，110.03960.0526 0.0412 0.0114，0.00263 00.00263，Ym¥丫2丫2KYaNaV(Y1 丫2)Z Ym丙酮回收量:Z Ym200022.477.7(0.05260.00263)31仃6.8kmol m h 0.61 6 0.006273(0.05 0.00263) 58.08225kg h 1，298HogN OGOG NV可ZOG ,77.7176.8 0.618.33，0.720.72 ,O.。114 O.。0263 0.006，,0.0114In0.00263X1X2yiy2O.0