化工原理(周涛)课后答案.doc

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1、 第3章 蒸馏1 苯和甲苯的饱和蒸气压数据如本题附表1所示。根据表中数据作101.33kPa下苯和甲苯溶液的t-x-y图及x-y图。此溶液服从拉乌尔定律。习题5-1附表1温度苯的饱和蒸气压甲苯的饱和蒸气压温度/PA0/kPaPB0/kPa80.2101.3339.9984.1113.5944.488.0127.5950.692.0143.7257.696.0160.5265.66100179.1974.53104199.3283.33108221.1993.93110.4233.05101.33解 根据拉乌尔定律，理想溶液上方各组分的平衡分压为 pA=pAxA pB=pBxB=（1x A） 总

2、压 所以， 根据附表1数据计算气液相中甲苯的摩尔分率见本题附表2，根据附表2数据可作出t-x-y图及x-y图，见习题5-1附图1。习题1附表2温度苯饱和蒸气压甲苯饱和蒸气压xAyA温度/PA0/kPaPB0/kPa80.2101.3339.991184.1113.5944.40.8230.92388.0127.5950.60.660.8392.0143.7257.60.5080.7296.0160.5265.660.3760.60100179.1974.530.2560.453104199.3283.330.1550.305108221.1993.930.0580.127110.4233.05

3、101.3300 习题5-1附图12 在101.33kPa下正庚烷和正辛烷的平衡数据如本题附表1所示。试求： （1）在101.33kPa下溶液中含正庚烷为0.35（摩尔分率）时的泡点及平衡蒸气的瞬间组成？（2）在101.33kPa下加热到117溶液处于什么状态？各相的组成如何？溶液被加热到什么温度全部气化为饱和蒸气？习题2附表1温度/液相中正庚烷摩尔分率气相中正庚烷摩尔分率98.41.01.01050.6560.811100.4870.6731150.3110.4911200.1570.280125.600解 根据本题附表1数据作出t-x-y图，查图可得。（1）在101.33kPa下溶液中含正

4、庚烷为0.35时的泡点为113.7；平衡蒸汽瞬间组成为：正庚烷0.54（摩尔分率，下同），正辛烷为0.46。（2）在101.33kPa下加热到117溶液处于气液混合状态（或气液平衡状态）；此时液相组成：正庚烷0.25，正辛烷0.75；气相组成：正庚烷0.42，正辛烷0.58；加热到118.7全部变为饱和蒸汽。习题2附图3 利用习题5-1的数据（1）计算相对挥发度；（2）写出平衡方程式；（3）算出x-y的一系列平衡数据与习题5-1作比较。解 （1）理想溶液 计算结果如本题附表1所示。习题3附表1温度苯的饱和蒸气压甲苯的饱和蒸气压相对挥发度温度/PA0/kPaPB0/kPa80.2101.3339

5、.992.53484.1113.5944.42.55888.0127.5950.62.52292.0143.7257.62.49596.0160.5265.662.445100179.1974.532.404104199.3283.332.392108221.1993.932.355110.4233.05101.332.300（2），可取塔顶底平均值， 即 （3）由，计算比较。由本题附表2看出，两种计算方法结果基本一致。习题3附表2温度苯饱和蒸气压甲苯饱和蒸气压xAyAyA温度/PA0/kPaPB0/kPa习题5-1计算本题计算80.2101.3339.9911184.1113.5944.40

6、.8230.9230.91888.0127.5950.60.660.830.82492.0143.7257.60.5080.720.71496.0160.5265.660.3760.600.593100179.1974.530.2560.4530.454104199.3283.330.1550.3050.307108221.1993.930.0580.1270.130110.4233.05101.330004 苯和甲苯在92时的饱和蒸气压分别为143.73kPa和57.6kPa。试求苯的摩尔分率为0.4，甲苯的摩尔分率为0.6的混合液在92各组分的平衡分压、系统压力及平衡蒸气组成。此溶液可视为

7、理想溶液。解 根据拉乌尔定律，理想溶液上方的平衡分压为 pA=pAxA=143.730.4=57.492kPa pB=pBxB= 57.60.6=34.56 kPa=92.052 kPa=57.492/92.052=0.625yB=1-0.625=0.3755 甲醇和乙醇形成的混合液可认为是理想物系，20时乙醇的蒸气压为5.93 kPa，甲醇为11.83kPa。试求：（1）两者各用100g液体，混合而成的溶液中甲醇和乙醇的摩尔分率各为多少？（2）气液平衡时系统的总压和各自的分压为多少？气相组成为多少？解 （1）甲醇摩尔质量MA=32kg/kmol，乙醇摩尔质量MB=46kg/kmol 甲醇的摩

8、尔分率xA=100/32/（100/32+100/46）=0.59 乙醇的摩尔分率xB=1-0.59=0.41 （2）pA=pAxA=11.830.59=6.98kPa pB=pBxB= 5.930.41=2.43 kPa=9.41 kPa=6.98/9.41=0.74yB=1-0.74=0.266 由正庚烷和正辛烷组成的溶液在常压连续精馏塔中进行分离。混合液的质量流量为5000kg/h，其中正庚烷的含量为30%（摩尔百分数，下同），要求馏出液中能回收原料中88%的正庚烷，釜液中含正庚烷不高于5%。试求馏出液的摩尔流量及摩尔分率。解 正庚烷摩尔质量MA=100kg/kmol正辛烷摩尔质量MB=

9、114kg/kmol混合溶液的平均摩尔质量Mm=1000.3+1140.7=109.8 kg/kmol混合液的摩尔流量F=5000/109.8=45.54kmol/h依题意，塔顶易挥发组分回收率1=0.88 F=D+W FxF=DxD+WxW WxW =0.12 FxF得W=32.79 kmol/h，D=F-W=45.54-32.79=12.75 kmol/h，xD=0.943（摩尔分率）7 将含24%（摩尔分数，下同）易挥发组分的某液体混合物送入连续精馏塔中。要求馏出液含95%易挥发组分，釜液含3%易挥发组分。送至冷凝器的蒸气摩尔流量为850kmol/h，流入精馏塔的回流液为670kmol/

10、h。试求（1）每小时能获得多少kmol的馏出液？多少kmol的釜液？（2）回流比R= ？解 （1）D = V-L=850-670=180 kmol/hF=D+W FxF=DxD+WxWW=608.6 kmol/h（2）R=L/D=3.728 有10000kg/h含物质A（摩尔质量为78）0.3（质量分率，下同）和含物质B（摩尔质量为90）0.7的饱和蒸气自一连续精馏塔底送入。若要求塔顶产品中物质A的浓度为0.95，釜液中物质A的浓度为0.01，试求（1）进入冷凝器的蒸气量为多少？以摩尔流量表示之。（2）回流比R为多少？解（1）物质A的摩尔分率xA=0.3/78/（0.3/78+0.7/90）=

11、0.33 混合蒸汽的平均摩尔质量Mm=780.33+900.67=86.04kg/kmol 进入冷凝器的蒸气量即为原料蒸汽的量F=10000/86.04=116.2kmol/h （2）塔顶产品中物质A的摩尔分率xD=0.95/78/(0.95/78+0.05/90)=0.956 釜液中物质A的的摩尔分率xW=0.01/78/(0.01/78+0.99/90)=0.0115F=D+W FxF=DxD+WxW D=39.14 kmol/h W=77.06 kmol/h R=L/D=W/D=1.979 某连续精馏塔，泡点加料，已知操作线方程如下：精馏段 y=0.8x+0.172提馏段 y=1.3x0

12、.018试求原料液、馏出液、釜液组成及回流比。解 由精馏段操作线方程和已知操作线方程y=0.8x+0.172比较 得，所以，R=4，xD=0.86 对于泡点进料，则 =RD+F=4D+F =（R+1）D=5D提馏段操作线方程和已知操作线方程y=1.3x0.018比较 =(4D+F）/5D=1.3 F/D=2.5 WxW/5D=0.018 xW=0.06 xF=0.3810 要在常压操作的连续精馏塔中把含0.4苯及0.6甲苯溶液加以分离，以便得到含0.95苯的馏出液和0.04苯（以上均为摩尔分率）的釜液。回流比为3，泡点进料，进料摩尔流量为100kmol/h。求从冷凝器回流入塔顶的回流液的摩尔流

13、量及自釜升入塔底的蒸气的摩尔流量。解 已知xF=0.4，xD=0.95，xW=0.04，R=3，F=100kmol/h，求L=？V=？总物料 F=D+W 即100= D+W易挥发组分 FxF=DxD+WxW 100 0.4= D0.95+W0.04 得D=39.56kmol/h L=RD=118.68 kmol/h，=（R+1）D=158.24 kmol/h11 在连续精馏塔中将甲醇30%（摩尔百分数，下同）的水溶液进行分离，以便得到含甲醇95%的馏出液及3%的釜液。操作压力为常压，回流比为1.0，进料为泡点液体，试求理论板数及加料板位置；若原料为40的液体，其它条件相同，求所需理论板数及加料

14、板位置。常压下甲醇和水的平衡数据如本题附表所示。习题11附表1温度/液相中甲醇摩尔百分数气相中甲醇摩尔百分率温度/液相中甲醇摩尔百分数气相中甲醇摩尔百分数1000.00.075.340.072.996.42.013.473.150.077.993.54.023.471.260.082.591.26.030.469.370.087.089.38.036.567.680.091.587.710.041.866.090.095.884.415.051.765.095.097.981.720.057.964.5100.0100.078.030.066.5解 根据图解法确定理论板数及加料板位置。（1）在

15、直角坐标系中由附表1所示平衡数据绘平衡线和对角线；（2）由R=1.0，xD=0.95得精馏段操作线方程 精馏段操作线方程和对角线交于点a（0.95,0.95）；（3）进料为泡点液体，进料方程为x=xF=0.3，与精馏段操作线方程交于d（0.3，0.625）；（4）连接精馏段操作线和进料线交点d与b（0.03，0.03）得提馏段操作线。（5）从a点开始在精馏段操作线和平衡线间绘制直角梯级，跨过精馏段操作线和进料线交点d点后在提馏段操作线和平衡线间绘制直角梯级，跨过b点处停止，所得直角梯级数就是包含塔底再沸器的塔板数（10块），加料板为跨过d点时的理论板9（第7块），加料板以上为精馏段理论塔板数（

16、不计入精馏段）。 说明：附图为图解法示意图，大家应用坐标纸或计算机按上述步骤绘图。db a12 习题5-6中，若进料为泡点液体，回流比为3.5，求理论板数及加料板位置。常压下正庚烷、正辛烷的平衡数据见习题5-2附表1。解 由习题5-6知，xD=0.943，xF=0.3精馏段操作线方程为进料方程为q=1,xW=0.05，据此可绘出提馏操作线方程，图解法很容易求出所需理论板数，跨过精馏段与提馏段操作线交点的一块板为加料板。说明：附图为图解法示意图，大家应用坐标纸或计算机按上述步骤绘图。 d b a13 用一连续精馏塔分离苯-甲苯混合液，原料中含苯0.4，要求塔顶馏出液中含苯0.97，釜液中含苯0.

17、02（以上均为摩尔分率），若原料液温度为25，求进料热状态参数q为多少？若原料为气液混合物，气液比34，q值为多少？解 （1）苯-甲苯混合液的t-x-y图见习题5-1附图1由图可知，当xF=0.4时，泡点为95，故进料为低于泡点温度的冷液。平均温度为（93+20）/2=56.5平均冷凝潜热rm=（0.49378+0.68692）4.187=32026kJ/kmol平均比热容cp=(1.840.478+1.840.692)=159kJ/(mol. )所以，进料热状态参数q=( cpt+r)/r=159(93-20)+32026/32026=1.36（2）气液比为3：4 14 用一常压连续精馏塔分

18、离含苯0.4的苯-甲苯混合液。要求馏出液中含苯0.97，釜液中含苯0.02（以上均为质量分率），操作回流比为2，进料参数q=1.36，平均相对挥发度为2.5，用简捷计算法求所需理论板数。并与图解法比较之。解 将质量分率换算为摩尔分率xF=0.4/78/(0.4/78+0.6/92)=0.44 同理xD=0.974, xW=0.023 q线方程为=3.78x-1.22 （1） 平衡线方程为 （2） 联立（1）、（2）得xq=0.51, yq=0.71 查吉利兰图可得N=13.78，取14块。图解法同5-11，结果基本一致。图解过程略。15 有一20%甲醇溶液，用一连续精馏塔加以分离，希望得到96

19、%及50%的甲醇溶液各半，以饱和液体采出。釜液浓度不高于2%（以上均为摩尔百分数）。回流比为2.2，泡点进料，试求所需理论板数及加料口、侧线采出口的位置。解 习题15附图1总物料 易挥发组分设F=1kmol/h，依题D1=D2，则W=0.746kmol/h将塔分成3段，通过物料衡算可得第1段操作线为根据xD2=0.5和q=1定出第1、2段操作线的交点d1。选取第2段任一s板进行物料衡算sVLys+1xs习题15附图2总物料 易挥发组分得第2段操作线为 根据xF=0.2和q=1定出第2、3段操作线的交点d2。连接d2与b（0.02，0.02）可求出第3段操作线（第3段操作线也可用物料衡算方程求出

20、），图解可得理论板数为8块（含再沸器）、加料口在第5块板、侧线采出口在第4块板。图解过程略。16 在连续精馏塔中分离两组分理想溶液，原料液组成为0.5(易挥发组分摩尔分率，下同)，泡点进料。塔顶采用分凝器和全凝器，如图所示，分凝器向塔内提供泡点温度的回流液，其组成为0.88，从全凝器得到塔顶产品，其组成为0.95要求易挥发组分的回收率为96%，并测得离开塔顶第一层理论板的液相组成为0.79，试求：（1）操作回流比为最小回流比的倍数；（2）若馏出液流量为50kmol/h，求所需的原料流量。解 （1）分凝器相当于一块理论板，得=2.59 由精馏段操作线方程得 R=1.593q=1， 习题16附图R

21、/Rmin=1.538（2）回收率= 得F=99kmol/h17 在连续精馏塔中分离苯-甲苯混合液。在全回流条件下测得相邻板上液体组成分别为0.28，0.41和0.57，试求三层板中下面两层的单板效率。在操作条件下苯-甲苯的平衡数据如下： x 0.26 0.38 0.51 y 0.45 0.60 0.72解法1 如本题附图所示，全回流条件下，根据操作条件下苯-甲苯的3组平衡数据 习题17附图，计算可得=（2.328+2.447+2.470）/3=2.415 带入第n板平衡方程得，xn*=0.354, 所以，同理可求xn+1*=0.223，解法2 下面两层的单板效率也可由气相组成计算，即 ， 全

22、回流条件下，全回流条件下，第4章 气体吸收1已知在25时，100g水中含1g NH3，则此溶液上方氨的平衡蒸气压为986Pa，在此浓度以内亨利定律适用。试求在1.013105Pa（绝对压力）下，下列公式中的常数H和m（1）p*=c/H； （2）y*=mx解 （1）NH3的摩尔质量为17g/mol，溶液的质量为1gNH3与100g水之和，溶液的密度约为溶剂密度S=1000kg/m3。故 kmol/m3又 kPa所以 kmol/（m3kPa）（2）溶剂水的摩尔质量Ms=18g/mol 则有 因为 所以 2 1.013105Pa、10时，氧气在水中的溶解度可用下式表示： p=3.27104x式中 p

23、氧在气相中的分压，atm； x氧在液相中的摩尔分率。试求在此温度和压强下与空气充分接触后的水中，每立方米溶有多少克氧。解 在空气中氧的分压为0.21atm，代入所给溶解度关系式中，得0.213.27104x得x6.410-6假设水中溶解的氧气为m克，则得m=11.4g3 某混合气体中含2%（体积）CO2，其余为空气。混合气体的温度为30，总压强为51.013105Pa。从手册中查得30时CO2在水中的亨利系数E=1.41106mmHg。试求溶解度系数H及相平衡常数m，并计算100g与该气体相平衡的水中溶有多少克CO2。解 （1）解法一 求得相平衡常数m再求水中氧的摩尔分率。首先将亨利系数E的单

24、位进行换算 Pa求得相平衡常数 由 得 则溶解的CO2质量为mCO2=（2）解法二 先求得相平衡常数H再求水中氧的摩尔分率。 kmol/（m3kPa）pA0.0251.0131051.013104Pa10.13kPacA*= pAH=10.132.9610-42.99810-3 kmol/m3假设溶有m克CO2，则解得 m=0.0132g4 在1.013105Pa、0下的O2与CO混合气体中发生稳定扩散过程。已知相距0.2cm的两截面上O2的分压分别为100Pa和50Pa，又知扩散系数为0.18cm2/s，试计算下列两种情形下O2的传递速率为多少：（1）O2与CO两种气体作等分子反向扩散；（2

25、）CO气体为停滞组分。解 （1）等分子反向扩散时传递速率 kmol/（m2s）（2）一组分通过另一组分的单向扩散 kPa传递速率 kmol/（m2s）因为漂流因子P/pBm近似为1，所以计算得到的单向扩散速率与等分子反向扩散速率相等。5 一浅盘内存有2mm厚的水层，在20的恒定温度下靠分子扩散逐渐蒸发到大气中。假定扩散始终是通过一层厚度为5mm的静止空气膜层，此空气膜层以外的水蒸气分压为零。扩散系数为2.6010-5m2/s，大气压强为1.013105Pa。求蒸干水层所需时间。解 本题中水层厚度Z的变化是时间的函数，且与扩散速率有关。查教材附录水的物理性质得, 20时水的蒸汽压为2.3346k

26、Pa。已知条件为：pA1=101.3kPa, pA2=0, pB2=101.3kPa，pB1=101.3-2.3346=98.97kPa, P= pA2+ pB2=101.3 kPa代入上式得：5.0310-6 kmol/（m2s）水的摩尔质量M=18 kg/kmol，设垂直管截面积为A，在d时间内汽化的水量应等于水扩散出管口的量，即 在=0，Z=0到=，Z=210-3m之间积分，得6 于1.013105Pa、27下用水吸收混于空气中的甲醇蒸气。甲醇在气、液两相中的浓度很低，平衡关系服从亨利定律。已知H=1.955kmol/（m3kPa），气膜吸收分系数kG=1.5510-5kmol/（m2s

27、kPa），液膜吸收分系数kL=2.0810-5kmol/（m2skmolm-3）。试求吸收总系数KG并算出气膜阻力在总阻力中所占的百分数。解 由气膜吸收分系数、液膜吸收分系数求得总传质系数。 由公式 解得KG1.12210-5 kmol/（m2skPa）传质阻力为吸收系数的倒数，则气膜阻力在总阻力中所占的百分数为 7 在吸收塔内用水吸收混于空气中的低浓度甲醇，操作温度27，压强为1.013105Pa。稳定操作状况下塔内某截面上的气相中甲醇分压为37.5mmHg，液相中甲醇浓度为2.11kmol/m3。试根据上题中的有关数据计算出该截面的吸收速率。解 本题可以采用总传质速率方程也可采用气膜或液膜

28、吸收速率方程进行计算。已知条件 ，cA=2.11 kmol/m3，kG=1.5510-5kmol/（m2skPa），kL=2.0810-5kmol/（m2skmolm-3） （1） 采用总传质速率方程： pA*=cA/H联立上两式可解得：= 1.12210-5(5.0-2.11/1.955)4.40210-5 kmol/（m2s）（2） 采用气膜吸收速率方程，则需求界面浓度pi=ci/H联立上两式并代入已知数据得 pi2.16kPa，ci=4.22 kmol/m3=4.40210-5 kmol/（m2s）8在逆流操作的吸收塔内，于1.013105Pa、24下用清水吸收混合气中的H2S，将其浓度

29、由2%降至0.1%（体积百分数）。该系统符合亨利定律，亨利系数E=5451.013105Pa。若取吸收剂用量为理论最小用量的1.2倍，试计算操作液气比L/V及出口液相组成X1。若操作压强改为101.013105Pa而其它已知条件不变，再求L/V及X1。解 本题先求最小液气比，而其中的X1*需利用平衡关系求得。然后由液气比得到X1。首先将气体入塔及出塔组成（体积分数）换算为摩尔比 =0.0204kmol（硫化氢）/kmol（惰性气体）同理Y20.001001 kmol（硫化氢）/kmol（惰性气体）m=E/P=545X1*= Y1/m=0.0204/545=3.74*10-5kmol（H2S）/

30、kmol（H2O）又X2=0因为 所以 若操作压强改变为原压强的10倍，其他条件不变，则相平衡常数m=E/P=54.5X1*= Y1/m=0.0204/54.5=3.7410-4kmol（H2S）/kmol（H2O）又X2=0因为 所以 9 一吸收塔于常压下操作，用清水吸收焦炉气中的氨。焦炉气处理量为5000标准m3/h，氨的浓度为10g/标准m3，要求氨的回收率不低于99%。水的用量为最小用量的1.5倍，焦炉气入塔温度为30，空塔气速为1.1m/s。操作条件下的平衡关系为Y*=1.2X，气相体积吸收总系数为KYa=0.0611kmol/（m3s）。试分别用对数平均推动力法及脱吸因数法求气相总

31、传质单元数，再求所需的填料层高度。解 气相进塔摩尔分率为 摩尔比为 kmol氨/kmol惰性气体气相出塔组成 Y2= Y1（1-h）=1.3410-2（10.99）=1.3410-4吸收剂进塔组成 X1*= Y1/m=0.0134/1.2=1.11710-2kmol氨/kmol水最小液气比 液气比 进塔惰气流量 V=5000（11.3210-2）/22.4=220.3 kmol/h则最小吸收剂用量Lmin=1.188220.3=261.7 kmol/h吸收剂进塔流量L=1.5 Lmin =1.5261.7=392.6 kmol/h出塔液相组成 =（1）采用对数平均推动力法计算总传质单元数NOG

32、：Y1*=mX1 =1.27. 4210-3=8.90410-3Y2*=mX2 =0Y1=Y1Y1*=1.33610-28.90410-3=4.45610-3Y2=Y2Y2*=1.33610-4 （2）采用脱吸因数法计算总传质单元数NOG：脱吸因数 由此可见，两种方法计算得到气相总传质单元数相差不大。（3）气相总传质单元高度: 混和气体积流量 吸收塔的直径为 吸收塔的截面积 W=0.7851.342=1.41m2气相总传质单元高度为： （4）填料层高度Z=NOGHOG=10.740.71=7.62m10 600m3/h（28及1.013105Pa）的空气-氨的混合物，用水吸收其中的氨，使其含量

33、由5%（体积）降低到0.04%。今有一填料塔，塔径D=0.5m，填料层高Z=5m，总传质系数KYa=300kmol/（m3h），溶剂用量为最小用量的1.2倍。在此操作条件下，平衡关系Y*=1.44X，问这个塔是否适用？解 判断所给的塔是否适用，必须知道完成给定任务所需的填料层高度，然后与Z=5m进行比较，或者在Z=5m条件下计算y2，将其与0.04%进行比较。气相进塔摩尔比为 kmol氨/kmol惰性气体同理气相出塔组成 Y2= 4.00210-4 kmol氨/kmol惰性气体吸收剂进塔组成 X1*= Y1/m=5.2610-2/1.44=3.6510-2kmol氨/kmol水最小液气比 液气

34、比 脱吸因数 进塔惰气流量 则最小吸收剂用量Lmin=1.4323.1=33.033 kmol/h吸收剂进塔流量L=1.2 Lmin =1.233.033=39.64 kmol/h吸收塔的截面积 W=0.7850.52=0.196m2气相总传质单元高度 填料层高度 Z=NOGHOG=19.280.39=7.52m由此可见完成给定任务所需的填料层高度为7.52m5m，所以现有的塔不合适。11 有一直径为880mm的填料吸收塔，所用填料为50mm拉西环，处理3000m3/h混合气（气体体积按25与1.013105Pa计算）其中含丙酮5%，用水作溶剂。塔顶送出的废气含0.263%丙酮。塔底送出的溶液

35、含丙酮61.2g/kg，测得气相总体积传质系数KYa=211kmol/（m3h），操作条件下的平衡关系Y*=2.0X。求所需填料层高度。在上述情况下每小时可回收多少丙酮？若把填料层加高3m，则可多回收多少丙酮？（提示：填料层加高后，传质单元高度HOG不变。）解 气相进塔摩尔比为 kmol丙酮/kmol惰性气体同理气相出塔组成 Y2= 2.6410-3 kmol丙酮/kmol惰性气体吸收剂进塔组成 kmol丙酮/kmol水X1*= Y1/m=5.2610-2/2.0=2.6310-2kmol丙酮/kmol水最小液气比 液气比 脱吸因数 进塔混合气流量 Vs 122.69 kmol/h进塔惰气流量

36、 V=122.69（10.05）116.56 kmol/h吸收塔的截面积 W=0.7850.882=0.608m2气相总传质单元高度 填料层高度 Z=NOGHOG=8.030.908=7.29m可回收的丙酮 122.69（0.050.00263）5.82 kmol/h填料层加高3m后NOG=Z/HOG=10.29/0.90811.33脱吸因数S不变，由解得 Y2=1.2810-3 kmol丙酮/kmol惰性气体可多回收丙酮 116.56（0.00264-0.00128）0.158 kmol/h12 低含量气体逆流吸收，试证： 式中为塔底的吸收推动力；为塔顶的吸收推动力证明 由物料衡算得 低浓度

37、吸收 得 13 一吸收塔，用清水吸收某易溶气体，已知其填料层高度为6m，平衡关系Y*=0.75X，混合气体流速50kmol/（m2h），清水流速40kmol/（m2h），y1=0.10，吸收率为98%。求（1）传质单元高度HOG；（2）若生产情况有变化， 新的气体流速为60kmol/（m2h），新的清水流速为52kmol/（m2h），塔仍能维持正常操作。欲使其它参数y1，y2，x2保持不变，试求新情况下填料层高度应为多少？假设KYa=AG0.7L0.3。解 气相进塔摩尔比为 kmol溶质/kmol惰性气体气相出塔组成可由回收率求得 Y2= Y1(1-)=0.111(1-0.98) =2.221

38、0-3kmol溶质/kmol惰性气体吸收剂进塔组成 X2=0液气比 脱吸因数气相总传质单元数 气相总传质单元高度 解得 KYa=102.3 kmol/（m3h）(2) 液气比 脱吸因数气相总传质单元数 由题意KYa=AG0.7L0.3，即得 kmol/（m3h）气相总传质单元高度 填料层高度 Z=NOGHOG=11.20.43=4.82m14 在一逆流填料吸收塔中，用纯溶剂吸收混合气中的溶质组分。已知入塔气体组成为0.015（摩尔比），吸收剂用量为最小用量的1.2倍，操作条件下气液平衡关系为Y=0.8X，溶质回收率为98.3%。现要求将溶质回收率提高到99.5%，问溶剂用量应为原用量的多少倍？

39、假设该吸收过程为气膜控制。解 用纯溶剂吸收，则X2=0最小液气比为 液气比脱吸因数Y2*=0， NOG中的气相总传质单元数 溶质回收率提高后，填料层高度不变，因为该吸收过程为气膜控制，所以吸收系数主要与气相流量有关，气相流量不变，吸收系数不变，则气相总传质单元高度不变，因此气相总传质单元数前后不发生变化。脱吸因数 用试差法得S=0.732（也可采用查NOG关系图得S）可得 所以溶剂用量应为原用量的倍数为 第6章 干燥1 已知湿空气总压为50.65kPa，温度为60，相对湿度为40%，试求（1）湿空气中水气分压；（2）湿度；（3）湿空气的密度。解（1）查附录6，60时水的饱和蒸气压ps= 19.

40、919kPa，=0.419.919=7.968kPa（2）=0.116kg水/kg绝干空气（3）根据比容定义，2 利用湿空气的I-H图查出本题附表中空格项的数值。习题2 附表1序号干球 温度/湿球 温度/湿 度/（kg水kg-1绝干气）相对 湿度100焓/（kJkg-1绝干气）水气 分压/kPa露点/12346040203035754.025解 根据教材中图7-5，可得习题2 附表2序号干球 温度/湿球 温度/湿 度/（kg水/kg绝干气）相对湿度100焓/（kJkg-1绝干气）水气分压/kPa露点/123460402030352817260.030.0230.0140.02524407580140965010053.524.0302515243 将某湿空气（t0=25，H0=0.0204kg水气/kg绝干空气），经预热后送入常压干燥器。试求：（1）将该空气预热到80时所需热量，以kJ/kg绝干空气表示；（2）将它预热到120时相应的相对湿度值。解（1） 对于1kg绝干空气，在