化工原理習(xí)題答案(第七章)

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第7章 吸收 7-1．水中溶解，從手冊查得時的平衡分壓為，在此濃度以內(nèi)服從亨利定律。試求溶解度系數(shù)（單位為）和相平衡常數(shù)，總壓力為。 （答： , ） 解：， ， ， ， 。 7-2．時氧在水中的溶解度的表達(dá)式,式中為氧在氣相中的平衡分壓， ；為溶液中氧的摩爾分?jǐn)?shù)?？諝庵醒醯捏w積分?jǐn)?shù)為，試求總壓為時，每水中可溶解多少氧？（答： ，或 ） 解：， ， 。 7-3．用清水吸收混合氣中的 ，進(jìn)入常壓吸收塔的氣體含體積分?jǐn)?shù)為，吸收后氣體含體積分?jǐn)?shù)為，出口溶液的摩爾比為水。此物系的平衡關(guān)系為 。氣液逆流流動，試求塔頂、塔底處氣相推動力各為多少？（答：頂，底） 解：，， 塔底：， 塔頂：， 塔頂氣相推動力， 塔底氣相推動力。 7-4．用水吸收空氣中的甲醇蒸汽，在操作溫度下的溶解度系,傳質(zhì)系數(shù)， 。求總傳質(zhì)系數(shù)以及氣相阻力在總阻力中所占的分?jǐn)?shù)。（答： , ） 解：， 氣相阻力所占分率： 。 7-5．從礦石焙燒送出的氣體，含體積分?jǐn)?shù) ，其余視為空氣。冷卻后送入吸收塔，用水吸收其中所含的。吸收塔的操作溫度為 ，壓力為。每小時處理的爐氣量為（、時的體積流量），所用液氣比為最小值的倍。求每小時的用水量和出塔時水溶液組成。平衡關(guān)系數(shù)據(jù)為 液相溶解度/ 7.5 5.0 2.5 1.5 1.0 0.5 0.2 0.1 氣相平衡分壓 91.7 60.3 28.8 16.7 10.5 4.8 1.57 0.63 ( 答： ) 解：， ， ， 進(jìn)吸收塔的分壓， 由平衡關(guān)系內(nèi)插得溶液平衡濃度為， 換算為摩爾比， ， ， ， ， 。 7-6．用煤油從苯蒸氣與空氣的混合物中回收苯，要求回收。入塔的混合氣中，含苯（摩爾分?jǐn)?shù)）。入塔的煤油中，含苯。溶劑用量為最小用量的倍，操作溫度為 ，壓力為。平衡關(guān)系為，總傳質(zhì)系數(shù) 。入塔氣體的摩爾流量為。求填料層高度。（ 答：） 解：，，， ， ， ， ， ， 。 7-7．在填料塔內(nèi)用稀硫酸吸收空氣中所含的。溶液上方的分壓為零（相平衡常數(shù)）。下列情況所用的氣、液流速及其他操作條件都大致相同，總傳質(zhì)單元高度都可取為。試比較所需填料層高度有何不同。 混合氣中含摩爾分?jǐn)?shù)，要求回收。 混合氣中含，要求回收。 混合氣中含，要求回收。作了上述比較之后，你對塔高與回收率的關(guān)系能獲得什么概念？（答：（1） ；（2） ；（3） ） 解：⑴， ， ， ， 查圖得：， ； ⑵， ， ， 查圖得：， ； ⑶， ， ， 查圖得：， 。 7-8．今有連續(xù)逆流操作的填料吸收塔，用清水吸收原料氣中的甲醇。已知處理氣量為（操作狀態(tài)），原料中含甲醇，吸收后水中含甲醇量等于與進(jìn)料氣體中相平衡時濃度的。設(shè)在常壓、下操作，吸收的平衡關(guān)系取為，甲醇回收率要求為，，塔內(nèi)填料的比表面積為塔內(nèi)氣體的空塔氣速為。試求：（1）水的用量為多少？（2）塔徑；（3）傳質(zhì)單元高度；（4）傳質(zhì)單元數(shù)；（5）填料層高度。 (答：) 解：⑴， ， ， ， ， ， ， ； ⑵，， ； ⑶； ⑷用解析法： ； ⑸。 7-9．直徑為的填料吸收塔內(nèi)，裝有拉西環(huán)填料，填料層高為。每小時處理含丙酮與空氣的原料氣，操作條件為1個大氣，。用清水作吸收劑，塔頂出口廢氣含丙酮（以上均為摩爾分?jǐn)?shù)），出塔溶液中每千克含丙酮，操作條件下的平衡關(guān)系為。試計算：（1）氣相總體積傳質(zhì)系數(shù)；（2）每小時可回收丙酮多少千克？（3）若將填料層加高，又可以多回收多少千克丙酮？ （答： ） 解：塔截面積， 惰性氣體量， ，， ，， ，， ， ， ， ； 丙酮回收量：， ， ， ， ， ， 增加填料層高度后，傳質(zhì)單元數(shù)變?yōu)椋? 當(dāng)，時，從圖上讀得：， 回收率：， 原回收率：， 可多回收丙酮量： 。