发布时间 : 星期一 文章化工原理答案更新完毕开始阅读
c1?3701000?44 ?0.00841Ex1?1.73?10?1.513?105?4 x1?c1?0.00841?1.513?10?4 ∴p*?c55.56?26.16kN/m2
∵p*?pco2 于是发生解吸作用。 (4分)
以分压差表示的传质推动力为 ?p?p*?p?11.16KN/m2 (2分)
3、在逆流操作的吸收塔中，用纯溶剂等温吸收某气体混合物中的溶质。在常压、27℃下操作时混合气流量为 1200m/h。气体混合物的初始浓度为0.05（摩尔分率），塔截面积为 0.8m，填料层高为4m，气相体积总传质系数Kya为 100kmol/m.h，气液平衡关系符合亨
利定律，且已知吸收因数为1.2。
试求：混合气离开吸收塔的浓度和回收率。注：计算中可近似用摩尔分率代替摩尔比。(15分) 解：G?1200?273/3000.8?22.4Kya?60.941002?60.94kmol/mh
3
23
HOG?GNOG?LmG?0.6094m NOG?HHOG?40.60941?6.564 (5分)
y1y2?S] (5分)
?1.2
, S?1?1?0.833 NOG?A1.21?Sln[1(?S)
6.564?11?0.833ln[(1?0.833)0.05y2?0.833]
y2?0.00387 ??y1?y2?1?y2?1?0.00387?92.3% (5分)
y1y10.054、某厂使用填料塔，以清水逆流吸收某混合气体中的有害组分A 。已知填料层高度为8m。操作中测得进塔混合气组成为0.06（组分A 的摩尔分率，以下同），出塔尾气中组成为0.008，
出塔水溶液组成为0.02。操作条件下的平衡关系为y=2.5x。试求： 1、该塔的气相总传质单元高度；
2、该厂为降低最终的尾气排放浓度，准备另加一个塔径与原塔相同的填料塔。若两塔串联操作，气液流量和初始组成均不变，要求最终的尾气排放浓度降至0.005 ，求新加塔的填料层高度。 注：计算中可近似用摩尔分率代替摩尔比。(15分)
解：1、L?y1?y2?0.06?0.008?2.6 (2分)
Gx1?x20.02
S?1A?mL/G?2.52.6?0.9615 NOG?11?Sln[(1?S)y1y2?S]?5.80
HOG?HNOG?85.80?1.38m (6分)
2、若两塔串联操作,设串联后两塔总填料高H’
y'2?0.005, 填料相同,流量不变,所以HOG不变 , 则H'?HOG?N'OG
29
N'OG?11?Sln[(1?S)y1y2'?S]?9.17 H'?1.38?9.17?12.7m (5分)
于是:新增塔的填料层高?H?H'?H?4.7m。 (2分)
5、设计一填料塔,在常温常压下用清水吸收空气-丙酮混合气体中的丙酮,混合气入塔流率为80kmol/h,含丙酮5%(体积%),要求吸收率达到95%。已知塔径0.8m,操作条件下的平衡关系可以y=2.0x表示,气相体积总传质系数Kya=150Kmol/m.h。而出塔溶液中丙酮的浓度为饱和浓度的70%,试求:
1、所需水量为多少[m/h]; 2、所需填料层高度,m;
3、用水量是最小用水量的多少倍。(15分) 解：1、y2?y1(1??)?0.05(1?0.95)?0.0025 x*?y1m?0.052.0?0.025 (3分)
3
3
x1?70%x*?70%?0.025?0.0175
y1?y2x1?x20.05?0.00250.0175?0?217kmol/h?3.91m/h (4分)
3L?G??80? 2、 ?Ym?
?Y1??Y2ln(?Y1/?Y2)?(y1?mx1)?(y2?mx2)ln(y1?mx1)/(y2?mx2)?0.00698 (2分)
H?HOGNOG??12?G??D??4?Y1?Y2Kya?Ym??12?80???0.8??4?(0.05?0.025)1500.00698?7.21m (4分)
3、
LLmin?G(y1?y2)/(x1?x2)G(y1?y2)/(x?x2)*?x*x1?0.0250.0175?1.43 (2分)
6、在一吸收塔中，用清水逆流吸收某气体混合物中的溶质组分A，操作条件下的平衡关系为y = 1.2x，操作液气比为1.2，气相入塔含A为0.06（摩尔分率，下同），气相出塔含A为0.01。若气、液初始组成、流量及操作条件不变，当另加一个完全相同的塔，两塔按串联逆流操作组合时，气体最终出塔组成为多少？(10分)
解：低浓度气体吸收 原塔：
1A?mLG?1.21.2?1,操作线与平衡线平行，即?Ym??Y2?y2
所以 HOG?HNOG?H5 (4分)
30
另串联一个完全NOG?y1?y2y2?0.060.01?1?5相同的塔后,
2HH5??相当于塔高加倍HOG不变 NOG2HHOG??10 (4分)
?10?y1?y2???1 y2y111?0.0611 (2分) ?0.005457、今有常压逆流操作的填料吸收塔，用20℃清水吸收原料气中的甲醇。已知处理气量为1000m3/h（标准状态），原料气中含甲醇100g/m3（按标准状态计），吸收后的水溶液中含甲醇量等于与进塔气体相平衡时的浓度的67%。要求甲醇的回收率为98%，吸收平衡关系可取为y = 1.15x，总体积传质系数Kya=95kmol/(m?h)，取塔内的气体空塔气速为0.5m/s。试求：
(1) 用水量；
(2) 塔径；
(3) 填料层高度。 注：甲醇分子量为32。(15分) 解：
(1) 进气浓度y1?10032100022.4?0.07（属低浓气体吸收）
3
?x1e?y1m?0.071.15?0.061 x1?67%x1e?67%?0.061?0.041 (3分)
又y2?y1?1????0.07??1?98%??0.0014 故 又G?100022.4?44.64kmol/hLG?y1?y2x1?x2?0.07?0.00140.041?0?1.67
?L?1.67?44.64?74.5kmo/lh (5分)
1000 (2)D?Vs?4?3600?293.2273.2?0.87m (2分)
u?4?0.5 (3)
H??12?G??D??4?Kya??12?44.64???0.87??4?95?0.79mOG
1A?mGL?1.15?44.6474.5?0.689
NOG???1?y1?ln??1??1??1A?y2A???1?A1?0.07??ln??1?0.689??0.689??8.961?0.689?0.0014?1
31
分)
H?HOG?NOG?0.79?8.96?7.1m (5
8、今拟在一逆流操作的填料塔中，用纯矿物油吸收混合气中的溶质，进口混合气中溶质含量为1.5%（体积%），要求吸收率为85%，操作条件下的平衡关系y = 0.5x。试求：
(1) 出口矿物油中溶质的最大浓度；
(2) 最小液气比；
(3) 取吸收剂用量为最小用量的3倍时的传质单元数； (4) 气相总传质单元高度为1m时的填料层高度。(15分)
解：低浓气体吸收
(1) 出口矿物油中溶质的最大浓度为：x1e?y1m?0.0150.5?0.03 (2分)
(2)y2?y1?1????1.5%??1?85%??0.00225 y?y21.5%?0.00225?L??1??0.425 ??0.03?0x1e?x2?G?min或 (
LG)min?m??0.5?0.85?0.425 (5分)
(3)
?L??3???3?0.425?1.275G?G?minL
1A?mLG?0.51.275?0.392 (3分)
NOG? (4)H111?1A??1?y1?ln??1??1??
A?y2A????0.015??ln??1?0.392??0.392??2.451?0.392?0.00225? (3分)
?HOG?NOG?1?2.45?2.45m (2分)
9、在20℃和101.3kPa条件下，用清水吸收空气混合气中的氨，使其氨的分压从1.33kPa下降到0.0068kPa。混合气体的处理量为1020kg/h，其平均分子量为28.8，操作条件下的平衡关系为y = 0.755 x。若吸收剂用量是最小用量的5倍，求所需的吸收剂用量和气相总传质单元数。(15分) 解：y1?1.33101.3?0.0131 ； y2?0.0068101.3?6.71?10?5?5；
G?102028.8?35.4kmol/h
y1?y2y?y20.0131?6.71?10?L??*?1? ??y10.0131x1e?x2?G?min?0?x20.755m
32
?0.75 (5分)