《化工原理教学资料》习题5jisuan

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1、二、计算题1、比较气、液两相浓度大小，确定传质方向在常压latm>25。（：下，溶质组成为0.05（摩尔分率）的CO?-空气混合物分别与以下几种溶液接触，试判断传质过程的方向，并计算两相传质推动力的大小。己知在常压及25°C下CO?在水中的亨利系数为1640atmo（1）浓度为1.Ixl0_3kmol/m3的CO2水溶液;（2）浓度为1.69x103kmol/m3的CO2水溶液；（3）浓度为3.Ixl0_3kmol/m3的CO2水溶液。答案：（1）吸收过程；（2）气液相达平衡；（3）解吸过程2、操作压力对吸收推动力大小的影响某逆流吸收塔塔底排出液中含溶质2x10"（摩尔分率），进

2、塔气体中含溶质2.5%（体积％）,操作压力为latm,此时气液平衡关系为y*二50x。现将操作压力由latm增至2atm,问塔底气相推动力（y-y*）和液相推动力（x*-x）各增加为原來的多少倍。答案：（y-y*）增加1.33倍；（x*-x）增加2.67倍。3、吸收剂流量大小对总传质阻力的影响用填料塔进行吸收操作，在操作条件下，kya=kxa=0.026kmol/m3.s,已知液相体积传质分系数k.aocL06%试分别对n）=0.1及沪5.0两种情况，计算当液体流量增加一倍时，总传质阻力减少的百分数。答案：（1）加=0.1时,34%；（2）/«=5H寸，30.6%o4、气液平衡对

3、吸收平衡的影响在填料吸收塔中，用清水吸收含有溶质A的气体混合物，两相逆流流动。进塔气体初始浓度为5%（体积％）,在操作条件下相平衡关系为Y*=3X,试分别计算液气比为4和2时，出塔气体的极限浓度和液体出口浓度。0答案：（1）$=4>加，操作线ab与平衡线交于塔顶。yamin=0gbXb=0.0132（2）工=25,操作线db与平衡线交于塔底。©Xbmax=00175,Yamin=0.01765、逆流吸收与并流吸收操作对出塔气体组成的影响用纯水吸收空气中的S02,混合气中S02的初始组成为5%(体积),液气比为3,在操作条件下，相平衡关系为Y*二5X,通过计算说明逆流和并流吸收操作

4、出塔气体的极限浓度哪个低？答案：(1)逆流时ra=0.0211；(2)并流时人=0.0329,逆流时出塔气体的极限浓度低。6、最小液气比、操作液气比、出塔液相组成的计算及操作压力对其影响在逆流操作的吸收塔中，在101.3kPa、25oC条件下，用清水吸收混合气中的H2S,将其浓度由2%降至0.1%(体积％)o该系统符合亨利定律，亨利系数为5.52xlO'kPao若吸收剂用量为最小用量的1.2倍，试计算操作液气比Ls/Gb及出塔液相组成Xb0若操作压力改为1013kPa其它条件不变，再求Ls/Gb及Xbo答案：(1)P=101.3kPa时,厶=622,Xb=3.12xl0-3；Gb

5、(2)P=l()13kPa时，土-=62.2,Xb=3.12xl()-4oGb7、传质单元数的计算低浓度气体逆流吸收，试证：N()C=—In如'1_些△儿L式中：Ayb=yb-yb*为塔底吸收推动力;Aya=ya-y{1*为塔顶吸收推动力。证明：略8、液体入塔浓度为零时，传质单元数与溶质回收率、液气比为最小液气比倍数间的关系用纯溶剂对低浓度气体进行逆流吸收，溶质的回收率为耳，所用液气比为最小液气比的卩倍。气液平衡关系服从亨利定律，试以!］、卩两个参数列出计算Nog的表达式。答案：Ng=—In1—0〃G-i0丿1-〃9、填料层高度的计算在逆流操作的填料吸收塔中，用清水吸收某低浓气体

6、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互为平行的两条直线。已知气体混合物的摩尔流率为90kmol/m2.h,要求回收率达到90%,气相体积总传质系数Kya为0.02kmol/m3.s,求填料层高度。答案：〃0=11.25m10、填料层高度对吸收率的影响在一塔径为5的常压逆流填料塔屮，用清水吸收含溶质5%(体积％)混合气屮的溶质，已知混合气的处理量为125kmol/h,操作条件下的平衡关系为y*二1.2x,气相体积传质总系数为180kmol/m3.h,吸收剂用量为最小用量的1.5倍，要求回收率达到95%。试求：(1)吸收剂出塔浓度；(2)完成上述任务所需的填料层的

7、高度；(3)若在以上填料层基础上加高2m,其它条件不变，问回收率可达到多少？答案：⑴心=0.0278,(2)Ao=5.64m,(3)填料层加高2m,?/=97.6%11v传质系数的计算直径为800mm的填料吸收塔内装6m高的填料,每小时处理2000m3(25°C,latm)的混合气，混合气屮含丙酮5%,塔顶出口气体屮含丙酮0.263%(均为摩尔分率)。以清水为吸收剂，每kg塔底出口溶液中含丙酮61.2g0在操作条件下的平衡关系为Y*二2.0X,试根据以上测得的数据计算气相体积总传