发布时间 : 星期四 文章化工原理课后习题解答(杨祖荣主编) 精品更新完毕开始阅读
Y1?y10.04??0.0417 1?y11?0.04 Y2?y20.005??0.005
1?y21?0.005x10.012??0.0121 1?x11?0.012 X1?Y?Y2Y1?Y2Y20.005?L??1??m(1?)?2.5(1?)??*Y1Y10.0417 ?X2?V?minX1m ?2.2Y?Y2L0.0417?0.005?1??3.03 VX1?X20.0121?0L?L?3.03/???1.38 ?V?V?min2.212．用SO2含量为1.1×10-3(摩尔分数)的水溶液吸收含SO2为0.09（摩尔分数）的混合气中的SO2。已知进塔吸收剂流量为 37800kg/h，混合气流量为100kmol/h，要求SO2的吸收率为80%。在吸收操作条件下，系统的平衡关系为Y?17.8X，求气相总传质单元数。 解： 吸收剂流量L?*37800?2100kmol/h 18Y1?y10.09??0.099 1?y11?0.09 Y2?Y1(1??)?0.099(1?0.8)?0.0198
惰性气体流量V?100(1?y1)?100(1?0.09)?91kmol/h
X1?X2?V91(Y1?Y2)?1.1?10?3?(0.099?0.0198)?4.53?10?3 L2100?Y1?Y1?Y1*?0.099?17.8?4.53?10?3?0.0184 ?Y2?Y2?Y2*?0.0198?17.8?1.1?10?3?2.2?10?4
?Y1??Y20.0184?2.2?10?4?Ym???4.1?10?3
?Y0.0184lnln12.2?10?4?Y2 29
NOG?Y1?Y20.099?0.0198??19.3 ?Ym4.1?10?313．用清水逆流吸收混合气体中的CO2，已知混合气体的流量为300标准m3/h，进塔气体中CO2含量为0.06（摩尔分数），操作液气比为最小液气比的1.6倍，气相总传质单元高度为0.8m。操作条件下物系的平衡关系为Y＝1200X。要求CO2吸收率为95％，试求： （1）吸收液组成及吸收剂流量； （2）写出操作线方程； （3）填料层高度。
解：（1）由已知可知惰性气体流量V?X2=0， ?＝＊
300（1－0.06)?12.59kmol/h 22.4Y1-Y2 Y1 最小液气比 ?Y1?Y2Y1?Y2?L????m? ?*?V?minX1?X2Y2/mL?L??1.6???1.6m??1.6?0.95?1200?1824 V?V?min?L???V＝1824×12.59＝22963kmol/h V?? 操作液气比
吸收剂流量L＝?Y1?y10.06??0.064 1?y11?0.06吸收液组成X1?X2?(2) 操作线方程 Y?VV(Y1?Y2)?X2?Y1??0.064?0.95/1824?3.33?10?5 LLLLX?(Y1?X1)?1824X?(0.064?1824?3.33?10?5) VV 整理得 Y=1824X + 3.26×10-3 (3) 脱吸因数 S? NOGmV1200??0.658 L1824??Y1?mX21?ln?(1?S)?S? 1?S?Y2?mX2?11??ln?(1?0.658)?0.658??5.89
1?0.658?1?0.95?NOG?Z?NOG?HOG?5.89?0.8?4.71m
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14．在逆流的填料塔中，用清水吸收空气－氨混合气中的氨，气相质量流速为 0.65kg/(m2·s)。操作液气比为最小液气比的1.6倍，平衡关系为 Y*?0.92X，气相总传质系数KYa为0.043kmol/(m3·s)。试求：
(1)吸收率由95％提高到99％，填料层高度的变化。 （2）吸收率由95％提高到99％，吸收剂用量之比为多少？ 解：（1）吸收率为95％时：
V＝0.65／29＝0.0224 kmol/(m2·S)
HOG?V0.0224??0.521m Kya0.043Y?Y2Y1?Y2?L???m??0.92?0.95?0.874 ???1*VX?XY/m??min122L?L??1.6???1.6?0.874?1.398 V?V?minL＝0.0224×1.398＝0.0313 kmol/(m2·S)
S?mV0.92??0.658 L1.398NOG??Y1?mX21?ln?(1?S)?S? 1?S?Y2?mX2?11??ln?(1?0.658)?0.658??5.89
1?0.658?1?0.95?NOG?Z?NOG?HOG?5.89?0.521?3.1m
吸收率为99％时：
H'OG?HOG?'V0.0224??0.521m KYa0.043Y1?Y'2Y?Y?L??1'2?m?'?0.92?0.99?0.911 ??min?*X1?X2Y2/m?V?L?L?()'?1.6??min?1.6?0.911?1.457 V?V?L＝0.0224×1.457＝0.0326 kmol/(m2·S)
‘'S'?
mV0.92??0.631 L'1.45731
N'OG???1'Y1?mX2'ln(1?S)?S?? ''1?S?Y2?mX2?N'OG?11??ln?(1?0.631)?0.631??9.82
1?0.631?1?0.99?Z'?N'OG?HOG?9.82?0.521?5.1m
Z'5.11??1.65 Z3.1(2) L＝0.0224×1.398＝0.0313 kmol/(m2·S)
L＝0.0224×1.457＝0.0326 kmol/(m2·S)
‘L'0.0326??1.04 L0.031315. 用纯溶剂在填料塔内逆流吸收混合气体中的某溶质组分，已知吸收操作液气比为最小液气比的倍数为β，溶质A的吸收率为η，气液相平衡常数m。试推导出： （1）吸收操作液气比
L与η、β及m之间的关系； V（2）当传质单元高度HOG及吸收因数A一定时，填料层高度Z与吸收率η之间的关系? 解：（1） ??Y1?Y2 Y1
Y?Y2Y1?Y2?L??1??m???*VY/m??minX1?X21L?L????????m V?V?min（2） Z?NOG?HOG?HOG?Y1?Y2
(Y1?mX1)?(Y2?mX2)Y?mX1ln1Y2?mX2X1?X2??YVV(Y1?Y2)?Y1??1 LLAmZ?HOG?HOGY?mX1Y1?Y2?ln1
mVY1?mX1?Y2Y21?Y1?mX1LlnY232