化工原理吸收课后答案解析.docx
其次章汲取习题解答1从手册中查得101.手KPa、25P时,若100g水中含氟1g,则此溶液上方的氨气平衡分压为0.987KPa。已知在此组成范围内溶液听从亨利定律,试求溶解度系数H(kino1/(msk定律与相平衡常数m.解：求由=粤求算n己知：GJ=0987W,相应的溶液浓度CM可用如下方法算出：以100K水为基准，因为溶液很稀.故可近似认为其密度与水相同.并取其值为100o依/"J.则：1Cw=湍J=O.582m1000二"=黑=鬻=0590kw(M此J0.987101.33=0.(X)974(2).求由=0.01050.0()9740.0105=0.9282 :IO1.33kpa、10匕时,氧气在水中的溶解度可用pc=3.31×106x表示。式中：%为氧在气相中的分压,kPa、X为氧在液相中的摩尔分数。试求在此温度与压强卜.与空气充分接触后的水中，每立方米溶有多少克氧.解:氧在空气中的摩尔分数为021.故%=Pyfji=1OI.33×O.21=21.28*/；21.283.31×IO63.3I×IO6=6.43×IOjs因飞值甚小，故可以认为X-即：X6xi=6.43×10所以:溶解度=6.43×106×321.×18=,4×,05三i="4*0»mH,O)3 .某混合气体中含有2%（体积）C0z,其余为空气。混合气体的温度为30,总压强为506.6kPa.从手册中查得3（C时C02在水中的亨利系数E=1.88x1.O5KPa,试求溶解度系数H（kmo1.（m,kPa）与相平衡常数m,并计算每100克与该气体相平衡的水中溶有多少克CO,o解：（1）.求由=一旦一求算EMMOH=-EMI(XX)=1.88x1.0sx1.8=2.9551.('&优)求Jn，"三=理位=371p506.6当y=0.02时,.1OOg水溶解的CO2%=506.6X0.02=I0.13能因X很小,故可近似认为X=K由上题已求出J1.c=I.I22×IO5to(z-skP1.1.)又知：H=.955hno1./(n-kP1.)则该截面上气相甲醇的平衡分压为P；=C!H=21.955=1.08P,.P=SkPa.,ij1.jN1=1.122X10sX(5-1.08)=4.4×10sJt/“(/S)'=0.1583A三(m2ft)9：在逆流操作的汲取塔中，于101.33kpa、25C下用清水汲取混合气中的H2S,将其组成由2%降至0.196(体积)o该系统符合亨利定律。亨利系数E=5.52X16kPa°若取汲取剂用量为理论最小用量的12倍,试计算操作液气比器与出口液相组成%若压强改为1013kPa,其他条件不变,再求去手与K。解：(1)求IO1.33W,下，操作液气比与出口液相组成。E5.52XIO1m=-=P101.33=545K=-=O02=0.0204I-V11-0.02*-y2i-0.001X2=O最小液气比右皿”炉左=蹙幽=518Vmm1.X0.0204/545m操作液气比为(=1.2Xe)Iti=1.2x518=622出口液相浓度%=占十D1.=O+WX(0.0204-O.(X)1)=3.12×1(TS622(2):求1013牝下的操作液气比与出口液组成/=545P1013则:,1、K-K0.0204-0.0001co()f4n=77J=51.oVn22-X0.0204/545in2-=1.251.8=62.2V出口液相组成:X.=X,+4(-K)=0+×(0.0204-().(X)1)=3.I2×IO41.''62.211,在101.33kPa下用水汲取据于空气中的疑。己知完的摩尔分数为0.1,混合气体于40下进入塔底,体积流量为0.556m7s,空塔气速为1.2mso汲取剂用量为理论最小用量的1.1倍,第的汲取率为95%,且已估算出塔内气相体积汲取总系数KI,的平均值为0.1112km01.(m3.s)0在操作条件下的气液平衡关系为y=26X,试求塔径与填料层高度。r=-=o.,1-0.1=(1.-)=0.111.1.×(1.-0.95)=O.(X)5555X,=O.X-y：0.1111.-O.OO5555工-x1m0.11H2.6=2.47-=1.1x2.47=2.72VV1.-(y1.-y2)+2HG=0.01950.1112x0.463X(0.111I-O.(X)5555)+0=0.03884J，S=0.9561.2.72Nc=-1.n(1.-S)ZW-+S=-1.n(1-0.956)X0111-+0.956=13.86I-S匕-匕1-0.9560.005555塔截面积:=0.556/1.2=0.463塔径：D=x0.463=0.77w又知：V=”史X27-×0.9=0.0195hu>1./s22.4273+40则：=0.38m塔上填料层高度:Z=HGNG=038×13.8=5.23阳12.在汲取塔中用清水汲取混合气中的SO?,气体流量为5000m"标准)h,其中SO?占10%,要求SoZ回收率为95风气、液逆流接触,在塔的操作条件下SO?在两相间的平衡关系近似为H=267XO试求:(1)若取用水量为最小用量的15倍,用水量应为多少？15.24×25019(X)58.08/58042.28"r："Jwr>14.在一逆流汲取塔中用三乙醇胶水溶液汲取混于气态垃中的HS进塔气相含I1.S2.91%(体积)，要求汲取率不低于99%,操作温度300K,压强为101.33kPa,平衡关系为广=2X,进塔液体为簇新溶剂，出塔液体中H2S组成为0.013kmo1.(H6)kmo1.(溶剂)。已知单位塔截面上单位时间流过的惰性气体量为0.015kmo1.(m2s),气相体积汲取总系数为0.000395km1.(m,SkPa。求所需填料层高度。解：Z=HCNG=已知:0.02911-0.0291=0.03K=X(I-8)=0.03×(1-0.99)=0.0003X=OO1.3.左=氏=2x0013=0026x,=o.r=o则:=0.00143(0.03-0.026)-0.000310.03-0.026In0.0003Kft=K,ap=0.(XX)395×101.33=0.04Aho(miS)又知:=().05bno1./(nr'S)-Hti=0.0150.04=0.375，NG0.03000030.00143=20.8Z=0.375X20.8=7.8，15.有一汲取塔，填料层高度为3m,操作压强为101.33KPa,温度为20C,用清水汲取棍于空气中的氨。混合气质量流速G=580kg(mih),含宓6%（体积），汲取率为99%;水的质量流速W=770kg（m2h）。该塔在等温下逆流操作，平衡关系为y*=0.9X°Q与气相质量流速的08次方成正比而与液相质量流速大体无关。试计算当操作条件分别作下列变更时,填料层高度应如何变更才能保持原来的汲取率（塔径不变）:（1）操作压强增大一倍；（2）液体流量增大一倍；（3）气体流量增大1倍。解：已知Z=3，儿P=IOI.3254q,7=293kY.=-1.=0.()638.X1=0'1-0.06-K=X(I-G)=0.0638X(1-0.99)=0.000638混合气体的平均摩尔质量M=29×0.94+17×0.06=28.28j/kmon=X(1-0.06)=19.28mo”(M')28.28=42.78w>/(m2-h)18_/Mv0.9×19.28C/5=().40561.42.78/Vc=-1.-1.n(1.-S)()+511-O4一11X2In1.1-0.40566.8840.0638-00.0(X)638×(1-0.4056)+0.4056173He=-=-=0.4358J°NG6.884(1)P=2/，m=mp!p=().9x-=0.45mV0.45×19.28S="E-=42.78=0.2028由于生=旦故NG=£呻毋)("S)+S口皿黑黯”。.2。28,+。2。2阴=5.496V.He=一crJ故：久1.=二HGPC=CA84358Xg=0.2119mZ=HnZVn=0.2179X5.496=1.198m填料层高度比原来削减3-1.198=1.8O2w1.=21.(2)：S=i=1.×().4056=0.20281.21.VNG=5.496(计算过程同(D).液体流速的增加对Kd无显著影响.Ho=Wc=04358w则:Z=NGHG=5.496×0.4358=2.395，”即所需填料层高度较原来削减了3-2.395=0.605mV=2VS=-=20.4056=0.81121.1./Vc=p-1.n1.(X)×(1.-0.8112)+0.8112=15.8气体质量流速增大时,总汲取系数KM相应增大.KaVn-*KGa=K心产=2%V2VHG=：=+=2"2HG=产X0.4358=0.50Iw°Ka,02飞内6Z=HaNC=I5.8x0.501=7.92W即所需填料层高度较原来增加7.92-3=4.如16.要在一个板式塔中用清水汲取混于空气中的丙醉蒸气。混合气体流量为30kmo1.h,其中含内醉战（体积）。要求汲取率达到90%,用水量为90kmo1.h0该塔在101.33KPa、27C下等温操作，丙醇在气、液两相中的平衡关系为H=2.53X,求所需理论板数。解:V=30X(I-O.OI)=29.7*三/h1.=o.oo1-0.01K=>(I-<p,)=0.0101x(1-0.90)=0.()01011.=90hno1.hV(-).29.7x(0.0101-0.(X)101)._(J+_U.(nO9<)由题意知，=2.53则:A=1.1977mV2.53x29.7乂因为X,=0.则:二A=0.9（）1.n±-1.In1.Mo9。NT=>8=120_一55InA1.n1.1977第三章2.聚氯乙烯生产过程中，须要将乙炊发生器送出来的粗乙燃气体净化,方法是在填料塔中用次氯酸钠稀溶液除去其中的硫、磷等杂质。粗乙燃气体通入填料塔的体枳流量为78旷h,密度为1.16kgm3;次氯酸钠水洛液的用量为4000kgh,密度为1050kgm',黏度为1.06mPaso所用填料
