07化工原理習題答案

7-1．100g水中溶解1gNH3

，從手冊查得200CNH3

的平衡分壓為986.6Pa，在此117濃度以內(nèi)聽從亨利定律試求溶解度系數(shù)H〔單位為kmolm3kPa1和相平衡常數(shù)m，總壓力為100kPa?！泊穑篐0.59kmolm3kPa1, m0.943117c

1011000

0.582kmolm3， H 1 m3，Pe 0.98667.4760100101.3y 7.4760100101.3e117x1171100

0.0105，17 18mye0.00990.943。x 0.01057-2．100Cp*

3.313106xp為氧在氣相中的kPax21%，試求總壓為101kPa時，每m3水中可溶解多少g氧〔答：11.4gm3 ，或0.35molm3 〕解：Pe0.21101.321.3kPa，Pe 21.3x3.313106

6.42106，3.3131066.4210632c 181000

11.4gm3。7-3．用清水吸取混合氣中的NH3

，進入常壓吸取塔的氣體含NH3

體積分數(shù)為6%，NH3

體積分數(shù)為0.4%，出口溶液的摩爾比為0.012kmolNH3

kmol1水。此物系的平衡關系為Y

2.52X 。氣液逆流流淌，試求塔頂、塔底處氣相推動力各為多少〔ΔY2

0.00402ΔY1

0.034〕y 0.06 y 0.004Y

1 0.064，Y 2 0.0402，1 1y1

10.06

2 1y2

10.004塔底：Ye塔頂：Ye

2.52X2.520.0120.03024，2.52X2.5200，塔頂氣相推動力Y 0.00402，2塔底氣相推動力Y1

YY1 e,1

0.0640.030240.034。7-4300KH2kmolm3kPa1,傳質(zhì)系數(shù)kG

0.056kmolm2h1kPa1，k 0.075kmolm2h1kmol-1m3。求總傳質(zhì)系數(shù)KL G

以及氣相阻力在總阻力中所占〔KG

0.0408kmolm-21

h1kPa11

,0.73〕KG

1 1 1

0.0408kmolm2h1kPa1，K HKG L

0.056 20.075氣相阻力所占分率：1 0.0561

0.73。0.056 0.0757-5．從礦石焙燒送出的氣體，含體積分數(shù)9%SO2

，其余視為空氣。冷卻后送入吸取塔，用水吸取其中所含SO2

的95。吸取塔的操作溫度為300C，壓力為100kPa。每小時處理的爐氣量為1000m〔300C100kPa時的體積流量2倍。求每小時的用水量和出塔時水溶液組成。平衡關系數(shù)據(jù)為SO2

溶解度/kgSO2

100kg1HO2SO2

平衡分壓/kPaL30120kgh1x1

0.00206 )Y1

y11y11

0.09 0.099，10.09Y (1)Y2

(10.95)0.0990.00495， V (1 0.09) 36.6kmolh1，22.4 303進吸取塔SO2

P1

101.3y101.30.099.12kPa，由平衡關系內(nèi)插得溶液平衡濃度為0.877kgSO2100kg-1HO，2/64x1,e

100/18

2.47103，L

0.0990.00495

2 38.1，L

x 0.00247min 1,eL1.2 1.238.1LV V

minLL V 36.638.11394.5molh1

25100kgh1，min

V

minL1.2L 1.22510030120kgh1，minL

0.0990.00495 1 2x

1 2 2.06103。V x 11

L 45.69V7-6．99%。入塔的混合氣中，含2%〔摩爾分數(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。平衡關系為Y

0.36X K a0.015kmolm3s1 。入塔氣體的摩爾流量為0.015kmolm2s1。求填料層Y〔Z12m〕解：y 0.02，y 0.02(10.99)0.0002，x 0.0002，1 2 2L

y y

0.020.0002 1 V X

x12

0.02

0.357， minL

L

Xe,1 2

e,1

x2 0.00020.361.5 1.50.3570.536，V VminV 1x (y1 L

y)x2

(0.020.0002)0.00020.0371，0.5361mV0.36

0.672，A L 0.5361 1 y mx 1N )(1 2) ]OG 11A

A y mx A2 2 1

)0.672]1210.672 0.360.0002H VOG K ya

0.0150.015

，HH NOG OG

12112m。7-7．在填料塔內(nèi)用稀硫酸吸取空氣中所含的NH 。溶液上方NH 的分壓為零〔相平3 3衡常數(shù)m0。以下狀況所用的氣、液流速及其他操作條件都大致一樣，總傳質(zhì)單元高度H 都可取為0.5m。試比較所需填料層高度有何不同。OG混合氣中含摩爾分數(shù)1%NH ，要求回收90%。3混合氣中含1%NH ，要求回收99%。3混合氣中含5%NH ，要求回收99%。作了上述比較之后，你對塔高與回收率的關系3能獲得什么概念〔〔〕Zm2〕Z2m〔〕Z2m〕y10.01，0.010.1y20.990.010.10.00101，y mx1

0.01 10，y mx2

0.001011mV

0，A LNOG

2，ZH NOG OG

0.521m；⑵y 0.01，1y 0.010.010.0001，2y 0.01y10.0001100，y2NOG

4.5，ZH NOG OG

0.54.52.25m；⑶y 0.05，10.01y20.990.050.010.000505，1y 0.05 99，1y 0.0005052NOG

4.5，ZH NOG OG

0.54.52.25m。7-8．今有連續(xù)逆流操作的填料吸取塔，用清水吸取原料氣中的甲醇。處理氣量為1000m3h1〔操作狀態(tài)，原料中含甲醇100gm3，吸取后水中含甲醇量等于與進料氣體中相平衡時濃度的67%。設在常壓、250C下操作，吸取的平衡關系取為Y1.15X，98%kY

0.5kmolm2h1a200m2m3塔內(nèi)氣體的空塔氣速為0.5ms11水的用量為多少kgh〔2〕3〕傳質(zhì)單元高度HOG

〔〕傳質(zhì)單元數(shù)NOG

〔5〕填料層高度。L1150kgh1

;D0.84m;HOG

0.686m; NOG

8.89;Z6.1m)y1

100103/321/22.40.07

0.07，Y1

10.07

0.0753，Y Y12 11

(1)0.0753(10.98)1.5103，67%X

0.67Y 0.670.07530.0439，1 X*1

m 1.15X 0，21000 273 1000 273V22.4

1

) 38kmolh1，27325 22.4 298L YY1 2

0.07531.51031.68，V X X1 2

0.04390L1.68V1.683863.8kmolh11.15103kgh1；1000⑵V s

3600

m3s1，u0.5ms1，4Vsu4100036003.144Vsu4100036003.140.5⑶H OG

VKaY

380.52004

0.842

0.686m；⑷用解析法：1

V YmX VN )(12OG 1mV L Y2

2mX2

)m ]LL 1

)1.15]8.89；11.15 1.68 1.151031.68

0 1.68⑸ZH NOG OG

0.6868.896.1m。7-9．直徑為0.88m的填料吸取塔內(nèi)，裝有拉西環(huán)填料，填料層高為6m。每小時處理2023m3含51250C。用清水作吸取劑，塔頂出口廢氣含丙酮26%〔以上均為摩爾分數(shù)，出塔溶液中每千克含丙酮61.2g，操作條件下的平衡關系為Y2X〔1〕氣相總體積傳質(zhì)系數(shù)Ka〔2〕每小時可回收Y丙酮多少千克〔3〕假設將填料層加高3m，又可以多回收多少千克丙酮KKa176.8kmolm3h1,225kgh1,6.56kgh1Y解：塔截面積S

d24 4

〕0.8820.6m2，惰性氣體量V

2023 273 (1 0.05) 77.7kmolh 22.4 2980.05 0.002631Y10.051

0.526，Y2

0.00263，x 2

61.2/5861.2/58938.8/18

0.0198，0.0396ye,1

20.01980.0396，Ye,1

0.0396

0.0412，Y0.05260.04120.0114，1Y 0.0026300.00263，2Y m

YY1Y

0.01140.002630.006，0.0114ln 1Y2

ln0.00263

V(Y1

Y) 77.7(0.05260.00263)2 176.8kmolm3h1；Ya ZYm

ZYm2023

0.6160.006

(0.050.00263)58.08225kgh1，22.4 298ZHOG

N ，OGH V 77.7 0.72，OG K 176.80.61YaN Z 6 8.33，OG H 0.72OGV xx 1

0.0198 0.418，y y1 2

0.050.00263mV20.4180.836，L增加填料層高度后，傳質(zhì)單元數(shù)變?yōu)镹

Z 9 12.5，OG HOGmV

0.72當N 12.5，OG L

0.836時，從圖上讀得：140，y回收率：

y y1 y1

2y1 210.0250.975，yy1原回收率：

y y1 y1

0.050.002630.9474，0.05可多回收丙酮量：。22.4 2987-10．95提高到98%，過程為mV

0.562氣膜掌握，原操作條件下吸取因數(shù) 為 L

，試問吸取劑用量增加多少倍才能滿足L上需要求

1.81L 解：原操作狀況下：N

V YmXm )(1 2

V)m ]OG 1mV L