《化工原理学习指导》答案丁忠伟主编吸收蒸馏干燥计算题.docx
化工原理学习指导丁忠伟主编吸取-蒸偏-枯燥答案气体吸取5-26.在25下，用Co浓度为0.Olkmol/m3和0.05kmolnv的Co水溶液分22别与CO分压为50.65kPa的混合气接触，操作条件下相平衡关系为P*=1.66X102A5X(kPa),试说明上述两种状况下的传质方向，并用气相分压差和液相摩尔浓度差分别表示两种状况下的传质推动力。M解：X=C0.01x18/1000=1.8x10-4APSP*=1.66XlOsX1.8X10-4=29.9(kPa)AP=50.65kPa>P*所以传质方向为溶质由气相到液相(吸取过程)AA以气相分压差表示的传质推动力为bp=P-P*=50.65-29.9=20.8kPaAAA与Co分压为50.65kPa的气相呈相平衡的液相摩尔浓度2c=PCPA=1000x50.65:0.017kmolm3AME18x1.66x105S以液相摩尔浓度差表示的传质推动力为c-c*-C-0.017-0.01=0.007kmolm3AAAMx'=c-2-=0.05×18/1000=9.0XlO-4PSP,=1.66X105X9.0X10-4=149.4(kPa)P=50.65kPa<P所以传质方向为溶质由液相到气相(解吸过程)AA以气相分压差表示的传质推动力为NP=pp=149.4-50.65=98.8kPaAAA以液相摩尔浓度差表示的传质推动力为c=c-c=0.05-0.017=0.033kmolm3AAA5-27.在一填料塔内用清水逆流吸取某二元混合气体中的溶质Ao进塔气体中溶质的浓度为0.03(摩尔比，下同)，出塔液体浓度为0.OOO3,总压为IOlkPa,温度为40,问：(1)压力不变，温度降为20°C时,塔底推动力(Y-Y*)变为原来的多少倍？2)温度不变，压力到达202kPa,塔底推动力(Y-Y*)变为原来的多少倍？:总压为IOlkPa,温度为40时，物系气液相平衡关系为Y*=50X。总压为IoIkPa,温度为20时，物系气液相平衡关系为Y-20Xo解：总压为IOlkPa,温度为40时y=mX=50×3x10-4=0.015()所以-.=0.03-0.015=0.0151(1)压力不变,温度降为20时Y*=Tn-X=20×3×10-4=0.006()所以-Y.=0.03-0.006=0.0240.024 “c"6倍0.015(2)压力到达202kPa,温度为40P m' =一 1Pm = " × 50 = 252所以Qy)螺5倍K*=m-X=25×3×10-4=0.0075=0.03-0.0075=0.02255-28.在一填料塔中进展吸取操作，原操作条件下,ka=ka=0.026kmo1ms,YX液相体积传质系数kaocLo-试分别对m=0.1及m=5.0两种状况，计算当液体流X量增加一倍时，总传质阻力削减的百分数。解:(1)m=0.1时Illl1P=1+=+=423.08(m3s)kmolmka0.0260.1×0.026XXYU=2L时(L,66ka=2o.66×0.026=0.0411kmol(m3s)I77JX408.95(m3 s)kmol1111iamka0.04110.1x0.026X所以，阻力削减:A2r一出场型型=3.34%1423.081 = 1 +K a k a U =2L 时1 +1= 46.15(m3 s)kmolmk Q 0.026 5 X 0.026(Lr >66 k a= 一k a = 266 x 0.026 = 0.0411 kmol(m3 s) 1 l 1=1÷1= 32.02(m3 s)kmolk“ mk a 0.0411 5 × 0.026 y所以，阻力削减:KXa K a _ 46.15-32.02ITaX46.1530.6%5- 2 9.用清水在填料吸取塔中逆流吸取含有溶质A的气体混合物。进塔气体浓度为0.05（摩尔分率），在操作条件下相平衡关系为Y-5 X,试分别计算液气比为6、5和4时，出塔气体的极限浓度和液体出口浓度。解（1）p = 6 >77?,当填料层高度为无穷时,操作线ab与平衡线交于塔顶。:.Y2.min=mX = 02由物料衡算:+Uy )L 1 2,miny其中y =_!_ =I -y10.0526X =160.05= 0.05261-0.05习题5-29附图=0.00881 = 5 = mf操作线ab与平衡线重叠1 ； V.r=mX=0,2,min2.X=吧=Ooo51.maxm51.a(3)歹=4血,操作线。(与平衡线交于塔底。X=F1=00526=QtO1Q5l,maxm5由物料衡算：=Y-匕(X-X)=0.0526-4×0.0105=0.01062,minyl,max2.05-30.在填料塔中用清水吸取混合气体中的溶质，混合气中溶质的初始组成为05(摩尔分率)，操作液气比为3,在操作条件下，相平衡关系为Y-5X,通过计算比较逆流和并流吸取操作时溶质的最大吸取率。解：(1)逆流时V=-2j-=JH）吐=0.052611-y1-0.051在塔底达平衡Y0.0526X=I=0.01051m5-（XV 10.05260.01050.0211max4 Y 4 0.0211 =1-2- = 1-= 60%Y 0.0526(2)并流时在塔底达平衡,y =5x1 1L（X -X ）=V（Y -Y）L×A =V（Y -Y）max5二18 2Y21，X 0.0526 = 0.032981- 1 =T0.03291-=37.5%0.0526逆流时溶质吸取率高531.在10L3kPa、35的操作条件下，在吸取塔中用清水逆流吸取混合气中的溶化工原理学习指导答案丁忠伟主编吸取蒸僧枯燥计算题质A,欲将溶质A的浓度由0.02（摩尔分率，下同）降至0.001,该系统符合亨利定律，操作条件下的亨利系数为5.52x10kPa。假设操作时吸取剂用量为最小用量的1.2倍，(1)试计算操作液气比L/V及出塔液相组成X。1(2)其它条件不变，操作温度降为15,此时亨利系数为1.2×1OkPa,定量计算L/V及X如何变化。1解：(1)10L3kPa、35下E5.52X104m=-=545P101.30001 =0,0011-0.001Y=y1=002=0.02041Y=y211-y1-0.022i-y1(LY-Y0.0204-0.001.=12=518IyKTT00204-'"minIl-Am25451.1JLy_=1.2_=1.2×518=622Vmin,x=x÷v(y.vk0三4-0.00112L12622(2)温度降为15时E1.2x104m=一=118.5P101.3(LY-Y0.0204-0.001=12=112.7IF.uzu41.-Xm2118.51.1JL_=l.2_=l.2×ll2.7=135.2V.min=1.4 × 10-4.x=X÷_y)_0.0204-0.00l12L12135.25-32.以下图为低浓度气体吸取的几种流程，气液平衡关系听从亨利定律，试在Y-X图上定性地画出与各个流程相对应的平衡线和操作线的位置，并用图中表示浓度的符号标明各操作线端点的坐标。25-33.用纯溶剂逆流吸取低浓度气体中的溶质，溶质的回收率用n表示，操作液气比为最小液气比的P倍。相平衡关系为YqlnX,试以n、P两个参数表达传质单元数N。OC解：(LY-YY-YI_I=12=_j2.=研<vJ.x*-xVP1L = PWV J .7mmm,n12ymS=巴Ji/阳1.Y-mXYI1 )LY-HlXY1-n2 22,I+jHUW2=3-三L1-_L<71-f（1）11=Jnl-Ji,LKf-N）5-34.在逆流操作的填料吸取塔中，用清水吸取某低浓度气体混合物中的可溶组分。操作条件下，该系统的平衡线与操作线为平行的两条直线。气体混合物中惰性组分的摩尔流率为90kmo1/m2,h,要求回收率到达90%,气相总体积传质系数Kva为0.02kmolm3.s,求填料层高度。解：2=（l-）2LmV推动力处处相等。%="2/一吟,=（1刃）彳Y-YY-（l-n0.9N=-»2_=“1F=9OG%vl-l-1-0.9z90/H=JL=3600=25mogKa0.02YZ=N×H=9×1.25=11.25mOGOG5-35.直径为8OOmm的填料吸取塔内装6m高的填料，每小时处理2023m25eC,101.3kPa）的混合气，混合气中含丙酮5%,塔顶出口气体中含丙酮0.263%（均为摩尔分率）。以清水为吸取剂，每千克塔底出口溶液中含丙酮61.2g。在操作条件下的平衡关系为Y*=2.OX,试依据以上测得的数据计算气相总体积传质系数Ka0Y解：y0.05y=5%，Y=_i_=0.05261II-匕1-005y0.263×10-200y=0.263%,Y=2-=2.64×10-3221-yl-0.263×102261.2.X=0,X=58=0.020218oK=Y-mX=Y=2.64x10-32222=Y-mX=0.0526-2×0.0202=0.01221IIAy -k0/122-2.64x10-3InInUUl226.25 × IO-32.64x10-3.n-Y,y.0.0526-2.64×10-3TCCzy-=7uuOGK6.25×10-3mz6H=0.751mOGN°。7.99z2023x101.3x(1-0.05)N,x.而V=154.74kmol(m2h)8.314x298x0.785x0.82T=JLKPV154.74。Ka=206.05kmol(m3.h)YH0.751OG5-36.体积流量为20011ph(18、101.3kPa)的空气-氨混合物，用清水逆流吸取其中的氨，欲使氨含量由5%下降到0.04%(均为体积百分数)。出塔氨水组成为其最大组成的80%。今有一填料塔，塔径为0.3m
