发布时间 : 星期二 文章化工原理第二版 - （下册）夏清，贾绍义 - 课后习题解答更新完毕开始阅读e1b40cfcaef8941ea76e05b2
算出气膜阻力在总阻力中所的百分数。 解：由1/KG = 1/kG + 1/HkL 可得总吸收系数
1/KG = 1/1.55×10-5 + 1/（1.995×2.08×10-5） KG = 1.128 ×10-5 kmol/(m2·s·kPa)
气膜阻力所占百分数为 ：（1/ kG）/（1/kG + 1/HkL）= HkL/（HkL+ kG）
= （1.995×2.08）/（1.995×2.08 + 1.55） = 0.928 = 92.8％
8.在吸收塔内用水吸收混于空气中的甲醇，操作温度为27℃，压强101.33kPa。稳定操作状况下塔内某截面上的气相甲醇分压为5kPa，液相中甲醇浓度位2.11kmol/m3。试根据上题有关的数据算出该截面上的吸收速率。 解：由已知可得 kG = 1.128×10-5kmol/(m2·s·kPa) 根据亨利定律 P = C/H 得液相平衡分压
P* = C/H = 2.11/1.995 = 1.058kPa
∴NA = KG(P-P*)= 1.128×10-5（5-1.058）= 4.447×10-5kmol/(m2·s) = 0.16 kmol/(m2·h)
9.在逆流操作的吸收塔中，于101.33kPa，25℃下用清水吸收 混合气中的CO2，将其浓度从2％降至0.1％（体积）。该系统符合亨利定律。亨利系数Ｅ=5.52×104kPa。若吸收剂为最小理论用量的1.2倍，试计算操作液气比L/V及出口组成X。
解：⑴ Y1 = 2/98 =0.0204， Y2 = 0.1/99.9 = 0.001
m = E/P总 = 5.52×104/101.33 = 0.0545×104 由 （L/V）min= （Y1-Y2 ）/X1 = （Y1-Y2 ）/（Y1/m） = （0.0204-0.001）/（0.0204/545） = 518.28 L/V = 1.2（L/V）min = 622
由操作线方程 Y = （L/V）X + Y2-（L/V）X2 得 出口液相组成 X1 = （Y1-Y2 ）/（L/V）= （0.0204-0.001）/622 = 3.12×10-5
*
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⑵ 改变压强后，亨利系数发生变化，及组分平衡发生变化，导致出口液相组成变化
m‘ = E/P总’ = 5.52×104/10133 = 0.0545×10-5
‘
（L/V） = 1.2（L/V）min’ = 62.2
’ X1‘ = （Y1-Y2 ）/（L/V）= （0.0204-0.001）/62.2 = 3.12×10-4
10.根据附图所列双塔吸收的五种流程布置方案，示意绘出与各流程相对应的平衡线和操作线，并用图中边式浓度的符号标明各操作线端点坐标。
11.在101.33kPa下用水吸收混于空气中的中的氨。已知氨的摩尔分率为0.1，混合气体于40℃下进入塔底，体积流量为0.556m3/s，空塔气速为1.2m/s。吸收剂用量为最小用量的1.1倍，氨的吸收率为95％，且已估算出塔内气相体积吸收总系数KYa的平均值为0.0556kmol/( m3·s).
水在20温度下送入塔顶，由于吸收氨时有溶解热放出，故使氨水温度越近塔底越高。已根据热效应计算出塔内氨水浓度与起慰问度及在该温度下的平衡气相浓度之间的对应数据，列入本题附表中试求塔径及填料塔高度。
氨溶液温度t/℃ 氨溶液浓度 气相氨平衡浓度
Xkmol(氨)/kmol(水)
Y*kmol()/kmol()
20 0 0 23.5 0.005 0.0056 26 0.01 0.010 29 0.015 0.018 31.5 0.02 0.027 34 0.025 0.04 36.5 0.03 0.054
39.5 0.035 0.074
42 0.04 0.097 44.5 0.045 0.125
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47 0.05 0.156 解：混合气流量G = πD2u/4
∴D = (4G/πu)1/2=[(4×0.556)/(3.14×1.2)]1/2= 0.77 m Y1 = 0.1/0.9 = 0.111
y2 = y1（1-η）= 0.05×0.1 = 0.005 Y2 = 0.005/0.995 = 0.005
根据附表中的数据绘成不同温度下的X-Y*曲线查得与Y1= 0.111相平衡的液相组成
X1*= 0.0425
（L/V）min= （Y1- Y1）/ X1* = （0.111-0.005）/0.0425 = 2.497
（L/V）= 1.1(L/V)min= 2.75
由操作线方程Y = (L/V)X + Y2 可得 X1 = (V/L)(Y1-Y2)
= (0.111-0.005)/2.75 = 0.0386
由曲线可查得与X1相平衡的气相组成Y1* = 0.092 ΔYm=（ΔY1-ΔY2）/ln(ΔY1-ΔY2)
= [（0.111- 0.092）-0.005]/ln（0.111-0.092）/0.005 = 0.0105
∴ΝOG =（Y1-Y2）/ΔYm = （0.111-0.005）/0.0105
= 10.105
惰性气体流量 G' = 0.556×(1-0.1) = 0.556×0.9
= 0.5004m3/s
= （0.5004×101.33×103）/（8.314×313） = 19.49 mol/s
HOG = V/(KYaΩ) = (19.49×10-3)/(0.0556π×0.772/4) = 765.56×10-3 m
填料层高度 H =ΝOG × HOG = 10.105×765.56×10-3
= 7.654m
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12.在吸收塔中用请水吸收混合气体中的SO2，气体流量为5000m3（标准）/h，其中SO2占10％，要求SO2的回收率为95％。气，液逆流接触，在塔的操作条件下，SO2在两相间的平衡关系近似为Y* = 26.7X，试求：
（1） 若取用水量为最小用量的1.5倍，用水量应为多少？ （2） 在上述条件下，用图解法求所需理论塔板数；
（3） 如仍用（2）中求出的理论板数，而要求回收率从95％提高到98％，
用水量应增加到多少？
解：（1）y2 = y1（1-η）= 0.1×（1-0.95）= 0.005
Y1 = 0.1/0.9 = 0.111 Y2 = 0.005/（1-0.005）= 0.005 （L/V）min=（Y1-Y2）/X1* = （Y1-Y2）/（Y1/26.7）
= （0.111-0.005）×26.7/0.111 = 25.50
（L/V）=1.5（L/V）min= 38.25
惰性气体流量： V = 5000×0.9/22.4 = 200.89 用水量 L = 38.25×200.89 = 7684kmol/h
（2）吸收操作线方程 Y = （L/V）X + Y2 代入已知数据 Y = 38.25X + 0.005
在坐标纸中画出操作线和平横线，得到理论板数NT = 5.5块
14．在一逆流吸收塔中用三乙醇胺水溶液吸收混于气态烃中的H2S，进塔气相中含H2S（体积）2.91％要求吸收率不低于99％，操作温度300Ｋ，压强101.33kPa，平衡关系为Y* = 2X，进塔液体为新鲜溶剂，出塔液体中H2S浓度为0.013kmol(H2S)/kmol(溶剂)
已知单位塔截面上单位时间流过的惰性气体量为0.015kmol/(m·s)，气相体积吸收总系数为0.000395 kmol/(m3·s·kPa)。求所需填料蹭高度。 解：y2 = y1（1-η）=0.0291×0.01 = 0.000291
Y2 = y2 = 0.000291 Y1 = 0.0291/（1-0.0291）= 0.02997 ΔYm = [（Y1-Y1*）-Y2]/ln[（Y1-Y1*）/Y2]
= [（0.02997-0.013×2）-0.000291]/ln[（0.02997-0.013×2）
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