化工原理作业和练习题.docx
第七章练习题1.在汲取塔中用水或仪泥于空中的氨.已加入塔混合中氢分量为5.5%(殖量分数，TP>,汲取后出塔气体中乳分也为0.2%,武计算遇，出塔三侬中氯的摩尔比K、.解：先计总进、出塔气体中队的摩尔分数”和打.；0.09030.055/17+0.945/290.W2/I70.055/17R=O.(X)34.0.002/17+0.998/29进、出塔工体中式的律尔比Y-Y2¾由计算可知，当混合物中某如分的摩尔分数很小时，母尔比近似多于摩尔分数.第八章练习题2.在温度为25C及总区为101.3kPa的条件下，使含二属化碳为3.0%(体枳分数)的混合空吒及合二我化碳为350gm'的水溶液接触.试推断二礼化碳的传遂方向，并计«以二我化碳的分压表亦的西传应投动力。已知操作条件下,¥利系敦E=I.66x10SkPa.水注液的老质为997.8kgm1.解：水溶液中CO?的浓度为c=3"£1999km1.11'-0.008kmo1.m1.44对于稀水溶液，总浓度为997.8,“,.c4,.<1=kno1.m=35.43kmoUnr'18水溶液中CO2的摩尔分数为c0.008,.STX=1.443x10C155.43由p*=Ev=1.66×IO,×1.443×IO4kPa=23.954kPat相中Coi的分压为p=p1.y=03×0.03kPa=3.039kPavp*故CO;必由液相传逆到三相，进行小吸，以COz的分压表示的总传质推动力为Z=PiS_P=(23.954-3.039)kPa=20.915kPa练习题7.某顼加5.取塔内装有Sm高,比表面枳为221m%的金属阶梯坏填料,在该填料塔中,用清水逆流汲取京混合气体中的溶康如分。已加混合三的流改为50kmo1.h,溶庵的含吐为5%(体积分数):进塔湾水流量为ZOOkmoWi.其用量为找小用量的1.6倍：悌作务件下的3I液平衡关系为Y=275X；t相总汲取系教为3×K)7kmo1.(ns):康林的有效比表面积近被取为填料比表面枚的90%.试计算(1)地升塔的汲取率：(2)填料塔的宣经.鳞：(I)恰佐2I体的凝生为g«、.=50×(1-0.05)kmo1.h=47.5kmo1.h时于纯溶剂谡取Y,bn-X1a依芯惠fe1.二=2.63247.5x1.6、=(2)Y1"'1.'U'1.c=95.71%m2.75工=3-=0.0526-y,1-0.05X=Y(I-%)=0.0526×(1.-0.9571)=0.226X1.詈化-X)+X2=岩x(0.05260.00226)+0=0.0120AK=Y1-Y*0.0526-2.75×0.0120=0.0196K=K-K*=000226-2.75O=O.OO226AX-AVQOI96-0.002261.n-20.00226=0.00803口=。.0526-0.(X)226=6.269Ayem=0.798m0.00803,7»VK、"H二=0.277m:47.5/361m3×104×221×0.9X0.798填料塔的直径为D=楞Tz1.Fnig1n练习题II.失利药厂现有始终径为0.6m,填料层高度为6m的汲取塔.用纯溶剂没取票混合气体中的有卷蛆分。现埼测得的咏据如下：V=SoOn?小、H=O.02、r2=0.004.X=0.(KMo已如操作条件下的气液平衡关系为Y=1.5X.现因环保要求的提高.妥求出塔气体姐成低于0.002(库尔比)。该制药厂也氽纳以下改造方案：堆拘液比不变，在原塔的息处作业题3.在总区为110.5kPa的於件下，采纳堆料塔用清水逆流汲取浅于空t中的氢测得在塔的某一枚而上.我的气、液柏姐成分别为,=0.032、c=1.()6kom1.n'.三瞧汉取系数kc=5,2×i*kmo1.(nfskPa),液膜汉取系敦A=I.55X1.(r*m假设操作条件下平衡关系听从亨利定律.沿解我杀数"=0.725kmo1.(11kPa).(1)试计算以&，、M表示的总枢动力和相应的总汉取系数：(2)试分析该迂包的展制因解：(1)以t相分压走表示的总投动力为Ap=/，-/，*=PJ-I=(I1.o.5X0.032-(载)kPa=2.074kPa其时应的总汲取系数为skPaVkmo1.=H=(+-XnvKiHkikc0.725×1.55×1045.2×IOf=(8.899X10,+1.923×IQ'Xm3-sPa)kmo1.=2.012×IO,(m,S-PaVkmo1.K.=4.97×10*,kmo(m2skPa)*以液相加戒忌表示的总推动力为AC=C*-C=-，=(110.5X0.032X0.725-1.06)kn)1.m'=1.504kno!m'其对应的总汉取系我为KI=V=IWS=50“S771.55×1O4+5.2x106(2)汲取过假的限利四案气膜陛力占总阻力的百分咏为X100%=95.58%IfkqK,.4.97XIOfIKq=ka=5.2X10«2I膜阻力占总阻力的绝大部分，故该汲以过我为膜m制.作业题5.在101.3kPaU25C的头件下，用清水在填料塔中逆流汲取某混合气中的二网化碌.已知混合?进塔和出塔的娘位分别为力=0.04、)2=0.(XK>.假设操作条件下平衡关系听从亨利定律.亨利赛数为4.13X10'kPa,汉取剂用量为我小用量的1.45俗.(I)试计算汲取液的组成：(2)若掾作压力极高到IO1.3kPa而其他条件不变，再求汉取液的组成.解：(1)Y=上=_21.=O.04170.0021-0.002,I-V11-0.04*0.002=40.77E4.13x10;tn=-=P,IOIJ汉取荆为清水.所以X2=0y,-0.0417-O.W2.uy=3o.oIY1.m-X10.(M17/40.77-0所以操作时的液比为纹=.45纭)q«vIqdV1.=1.45x38.81=56.27汲取液的娘成为=言(D+x：=56.27×(O.O4I7-0.002)+0=7.054×IOTT=妇也=4.077p1013j%Y1-Y20.(¼17-0.002产)=1.45隹)=1.45x3.881=5.627X：=mC+X=y(0.(M17-0.002)+0=7.055x1.0作业题6.在始终径为0.8m的填升塔内,用清水汲取臬工业废气中所含的二氧化硫%体。已知海合三的流量为45kmo1.h二款化破的体枳分收为0.032.操作条件下气液平衡关系为Y=34.5X,t和总体枳汲取系我为0.0562kmo1.(m's)若双取液中二氧化硫的序尔比为他和摩尔比的76%.要求回收率为98%.求水的用量(kgh)及所需的坳升层高度.解：-=0032-=0.0331,i-r11-0.032X=X(I-SJ=0.0331X(I-0.98)=0.0662=212111=9.594Xi。,m34.5X1=0.76X,*=0.769.5941.0-=7.29x0m恃性三体的流戈力g.v=45×(1-0.032)kmob,'h=43.56kmoh水的用量为civ(-K)43.56x(0.0331-0.000662)=*-j_W=1；1.kmoVh=1.938XIO,kmo1.h“X1-X,7.2911.O'-Oq,c=1.938×10,×1.8kgh=3.488×104kg/h求填料层高度m=0.429m,v43.5636K.(t.0.0562×0.785×0.85=-*=0.0331-34.5X7.291.×IOj=0.(X)795AY2=Y1-Y*=0.000662-34.5×0=0.(XX)662AA=AX-AKQOO795-0.000662,0.00795In0.0(X)662=0.00293031.-0tx三2=11.070.00293=11.07X0.429m=4.749m作业题8.在101.3kPa及20C的方件下，川清水在埴料塔内逆流谡取混于空中的氢已知混合JI的质量流速G为600k©(m'h),21.相进、出塔的摩尔分坡分别为0.05、0.000526,水的质量流途W为XOokg/(11h).地科层高度为3m。已知操作条件下平均关系为Y=0.9X.Kof1.正比于G*而于W无美.若(I)操作压力提高一倍；(2)三体流连增加一倍：(3)液体流速增加一倍.求分别计M填料层高度应如何改变，才能保林尾气税成不变。解：首先计算操作条件改变前的传辰单元高度和传质单元教A=三=00526"=三r°颂526操作条件下,混合气的平功摩尔质量为M=YtXiMi=0.05×17+(1.-0.05)×29kkmo1.=28.4kg,kn)1.管=器×(1.-0.05)kno1.(nrh)=20.07kmoV(nrIi)%三v=X18(1-0)kmo1.(m'h)=44.44kmo1.(m'h)=M="逊=0.40644.44*=nX1=m如(%-%)=04)6X(0.0526-0.(XX)526)=().0211A%=X-X*=0-0526-0.0211=0.0315K=K-K=0.000526-0=O.O526心=1.hI些=6.890OG1-5K1-0.4060.000526Z3Hita=m=0.435mOCNg6.890A=2Ps¾H彗"若气相出塔组成不变.时液相出坛忸龙.也不变.所以A%'=Y1-Y=0.0526-×0.021.I=0.0421KT=K-Kr*=0.000526-0=0.05261n-=5.4991-5'1-0.2030.0005261.7ft.VQnNK<qKGq%£2Hg0,435。-2S=m=0.218mK,ap022Z'="；GMXi=O2185.499m=1.199mZ=Z,-Z=(1.199-3)m=-1.801m即所睿培科层高度比原枭削成1.801in.q'ny=2<711.S'=25=2×0.406=().8121.若保持三相出塔如成不变,则液相出塔组加要加偌,即X'=2X故Am”=%-困=X-S，化Y)=0.0526-0.812(0.0526-0.0526)=0.0103K,=K-K,*=0.0526-0=0.000526In00103=15.821.-S'K>1-0.8120.000526K<QKecIPi1.qnJIXK%=I,jHg=2"×0.435m=0.500mZ=H'mNm=O.5×15.82m=7.9IOmZ
