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15. 在高度为6m的填料塔内，用纯吸收剂吸收某气体混合物中的可溶组分，在操作条件下，相平衡常数m = 0.5，当qn,C/qn,B = 0.8时，溶质回收率可达90％，现改用另一种性能较好的填料在相同条件下其吸收率提高到95％，问此填料的体积传质系数是原填料的多少倍？
16. 某填料塔在常压及293K下，用清水吸收混合气体中的SO2，处理气量为1m3·s-1，其中含SO2 9%（体积百分数）。要求SO2的吸收率为95%，吸收用的液气比为最小液气比的1.2倍。求：
（1）吸收所得出塔液体浓度； （2）气相传质单元数；
已知常压、293K下，SO2的YA - XA平衡数据列于下表中： XA YA XA YA
17. 有一吸收塔，其填料层高为3m，操作压强为0.1MPa(绝)，温度为20℃。现用来吸收氨－空气混合气体中的氨，吸收率为99％。混合气体中含氨0.06（摩尔分率），进口气体流率为580kg·(m2·h)-1（标态），进口清水流率为770kg(m2·h)-1。假定等温逆流操作，平衡关系为yA*= 0.9xA, 且KG与气体流速的0.8次方成正比。试分别计算下列情况下的填料层高度。
（1）将操作压强增加一倍。 （2）将进口水流量增加一倍。 （3）将进口气体流量增加一倍。
18. 某填料吸收塔用XA,2 = 0.0002的溶剂逆流吸收混合气中的可溶组分，采用液气比是3，气体入口浓度YA,1= 0.01，回收率可达? = 0.90。
今因解吸不良使吸收剂入口浓度X2升至0.00035。试求： （1）可溶组分的回收率下降至多少？ （2）液相出塔浓度升高至多少？ 已知物系的平衡关系为YA*= 2XA。 19. 平衡关系YA* = XA, YA,1 = 0.1, XA,2 = 0.01 （1）当? = 0.8时，(qn,C/qn,B)min = ?
（2）?max= ？分别在 qn,C/qn,B < m、qn,C/qn,B > m， qn,C/qn,B = m ） （3）如果YA* = 0.5XA时，?max会有何变化？ （4）XA,2由0.01升至0.15，会有何现象？
20. 压强为1.013×105Pa、温度为25℃的系统中，N2和O2的混合气发生定常扩散过程。已知相距5.00×10-3m的两截面上，氧气的分压分别为1.25×104Pa、7.5×103Pa；0℃时氧气在氮气中的扩散系数为1.818×10-5 m2·s-1。求等分子反向扩散时：
（1）氧气的扩散通量；
5.625×10-5 6.618×10-4 8.43×10-4 0.01891 1.41×10-4 1.58×10-3 1.406×10-3 0.03546 2.81×10-4 4.23×10-3 1.969×10-3 0.05411 4.22×10-4 7.69×10-3. 2.81×10-3 0.08423 5.63×10-4 0.01127 4.22×10-3 0.1377 （2）氮气的扩散通量；
（3）与分压为1.25×104Pa的截面相距2.5×10-3m处氧气的分压。
21. 定常态下，NH3和H2的混合气发生扩散过程。系统总压为1.013×105Pa、温度为298K，扩散系数为7.83×10-5 m2·s-1。已知相距0.02m的两截面上，NH3的分压分别为1.52×104Pa和Pa。试求：
（1）NH3和H2作等分子反向扩散时的传质通量；
（2）H2为停滞组分时，NH3的传质通量。并比较等分子反向扩散与单向扩散的传质通量大小。
22. 在某一装水的浅槽中，水的高度为5×10-3 m，维持槽中水温为30℃，因分子扩散使水逐渐向大气蒸发。假设扩散开始时通过一厚度为5×10-3 m、温度为30℃的静止空气层，该空气层以外水蒸气分压视为零。扩散系数为3.073×10-5 m2·s-1，大气压为1.013×105Pa。求浅
槽内的水完全蒸发所需的时间。
23. 含NH310%（体积百分数，下同）的氨-空气混合气在填料吸收塔中连续用水吸收，出塔时氨的浓度降为0.1%。操作温度为293K，压强为1.013×105Pa。已知在塔内某一点上，氨在气相中的浓度为5%，与该点溶液呈平衡的氨的分压为660Pa，传质速率为1.00mol·m-2·s-1。若氨在空气中的扩散系数为2.4×10-5 m2·s-1，且假定传质总阻力集中在气液界面气体一侧的层流膜层中。试求该层流膜层的厚度。
思 考 题
1. 低浓度气体吸收有何特点？
2. 亨利定律有哪些表达方式？相平衡关系在吸收过程中有何应用？ 3. 双膜理论的主要论点是什么？
4. 吸收速率方程有哪些表达方法？各式中哪一项代表传质过程的阻力？ 5. 说明操作线方程及操作线的物理意义。
6. 利用已学过的传热原理与传质原理，填充下表： 过 程 内 容 传 递 对 象 被 传 递 的 对 象 传热过程 吸收过程 传 递 方 向 过 程 极 限 过 程 推 动 力
7. 说明吸收分系数与吸收总系数的物理意义及相互间的关系？ 8. 用吸收实现均相混合物分离的基本依据是什么？ 9. 吸收的传质单元数有哪些计算方法？ 10. 说明填料塔的基本构造和各部分的作用。
11. （1）将含4％（mol%）CO2的空气与浓度为1.2×10-3kmol/m3 CO2水溶液接触，将发生什么过程？混合气为0.1MPa 、20℃。
（2）若将温度提高到50℃，将发生什么过程？ （3）若将气相压力提高到0.2MPa，将发生什么过程？
（4）若（1）问中的液相浓度为2.82×10-5，则将发生什么过程？
12. 试在图中画出操作时，当吸收剂用量增加或溶剂再循环（塔高与其它条件不变）后，操作线的新位置。
思考题 12 附图
13. 用逆流填料吸收塔处理低浓度气体混合物，已知过程为双膜控制（即气相阻力和液
相阻力均不能略去）。试分析在入口气量适度增加的操作条件下（其他条件不变），出口气、液组成YA,1、XA,1的变化情况。
第四章 精 馏
例1. 在常压下精馏塔分离苯与甲苯混合物，已知塔顶第一块板上液体苯的含量为0.95（mol%, 下同），釜中液苯含量为0.05，苯和甲苯混合物可作为理想溶液，两纯组分的饱和蒸汽压分别为：
0logPA?6.906?1211
t?220.8
logPB0?6.955?001345 t?219.5
式中PB,PB单位为mmHg, t的单位为℃,试求塔顶，塔底处两组分的相对挥发度各为多少？
解：精馏塔的操作压强应等于两纯组分的蒸汽分压之和，即：
0P?PAxA?PB0xB?101.3kPa
0PA?788.86mmHg?105.15kPa 塔顶：xA = 0.95, xB = 0.05，设塔顶液体混和物的泡点 t = 81.3℃，则：
1211logP?6.906??2.89781.3?220.80A
logPB0?6.955? 1345?2.48481.3?219.5