还剩11页未读，继续阅读
本资源只提供10页预览，全部文档请下载后查看！喜欢就下载吧，查找使用更方便
文本内容:
第二章吸收
1.从手册中查得1013Kpa、2「C时，若
10.g水中含氨g则此溶液上方的氨气平衡分压为已知在此组成范围内溶液服从亨利定律，试求溶解度系数.kmol.m3•kPa及相平衡o常数m解1求由时;=粤・求算•已知.相应的溶液浓度可用如下方法算出o以水为基准，因为溶液很稀.故可近似认为其密度与水相同.并取其值为.则:1/17C3=NH100+1=0582kmm31000n582・・.H=0叫1P NH=斯=
0.590b^//m3・kP°2•求・由..
2.
101.
3.kpa.1「C时，氧气在水中的溶解度可用pO2=
3.31X106x表示式中PO2为氧蓑气相中的分压，kPa.x为氧在液相中的摩尔分数试求在此温度及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氧在空气中的摩尔分数为.故
21.28=6A3x10-
63.31x
1063.31X1064=Py=
101.33x
0.21=
21.28^o因值甚小，故可以认为即X，=
6.43x10所以溶解度
3.某混合气体中含有2%体积CO2,其余为空气混合气体的温度为
3.总压强为506・.kPa从手册中查得3JC时CO2在水中的亨利系数E=
1.88xlO.KPa,试求溶解度系数.kmol/m3•kPa、及相平衡常数m,并计算每100克与该气体相平衡的水中溶有多少克CO2o
10002.955EM
51.88X10X18H O2解
1.求由求算.⑵.求E
1.88xl05…m=—==371p
506.61当y=
0.02时.100g水溶解的CO2M=29x
0.94+17x
0.06=
28.28依/kml—二x1—
0.06=1928kmol/m2・〃Q
28.28L770=
42.78痴//苏・/2Q18叱」9x1928=o/o
5642.78ln[l-5^~m^2+S]NO Y一mX221-SG
0.0638-0ln[x1-
0.4056+
0.4056]1-
0.
40560.000638=
6.8843H O——=
0.4358根N
6.884OGG1p=2p1，,，八m=mp Ip=
0.9x—=
0.45公”3=
0.
202842.78ln[^~mX21-S+S]Y-mX722由于”故NOG1-5m p
0.0638-0ln[x1-
0.2028+
0.2028]1-
0.
20280.000638-0=
5.496H°GK C1K apClYIG=故:H_OGHG=
0.4358x1=
0.2179mH=H°OG G2=
0.2179x
5.496=
1.198m.-z-HG NG填料层高度比原来减少了3-
1.198=
1.802加2L=2Ls=-=—=-x
0.4056=
0.2028L2L V=
5.
496.N°G计算过程同D.液体流速的增加对K a无显著影响.G=H c=
0.4358加0C/U uu则Z=NOG・HOG=
5.496X
0.4358=
2.395m.即所需填料层高度较原来减少了3-
2.395=
0.605加⑶V=2VS=叱=^^2=2x04056=
0.8112L L%=——■——ln[100xl-
0.8112+
0.8112]=
15.81—
0.8112气体质量流速增大时，总吸收系数相应增大.2V0-8K=K^r=20SKGa GaGa=——=-==202x
0.4358=
0.501m°.Q2》z=H-N”=
15.8x
0.501=
7.92m.nr即所需填料层高度较原来增加
7.92-3=
4.92m.•
16.要在一个板式塔中用清水吸收混于空气中的丙醇蒸气混合气体流量为
3.kmol/h,其中含丙醇1%（体积）要求吸收率达到90%,用水量为
9.kmol/h该塔在10L
3.KPa、
2.C下等温操作，丙醇在气、液两o相中的平衡关系为,求所需理论板数解:V=30x1-
0.01=29Jkmol/h.JH1=O1O111-
0.01公=xl—%=
0.0101x1—
0.90=
0.00101L-9Qkmol/h…2+XM=29八.11-.011:L900+0003由题意知则:L90=
1.1977mV又因为.则:cp—cpA=
0.90ln^-1m5*I—=_1^0_一1=53lnl.1977In A第三章
2.解（
1.塔径两种填料的值如下.陶瓷拉西环（乱堆）陶瓷拉西环（乱堆）比较两种填料的值可知，小填料的泛点气速应比大填料的低，故应接小填料计算塔径.款乎=盛需谧严川63gpY..
0.2------------4=
0.12gPL由图（3-18）中的乱堆填料泛点线查得啜啮=皿故:l
0.12gp I
0.12x9,81x1050/=
1.568m/s.\/pp//°2-V450x
0.952x
1.16x
1.06°2v L〃=
0.8〃尸=
0.8x
1.588=
1.254m/5塔径:D=《4VJ/ru=74x700/3600x
3.14x
1.254=
0.444机⑵.压强降因两段填料层具有不同的值，故塔内流动阻力应分两段计算.上层乱堆瓷环9MPv
0.
21.252X450x
0.952x
1.16x
1.062=
0.
0767.PL
9.81x1050gPL=
0.163由图（3-18）查得
329.81314e/芷=义修/机=机.贝！］全塔压降
1373.4x5+314x5=
84374.△〃总=
3.解.查附录知.可查得两种填料的“值为25mm25mm
2.5mmx x瓷拉西环:=450-1/m金属鲍尔环:四）（生）（）（）=o1745=5X L225%p
998.2L由图（3-18）查得对应于此横坐标数值的纵坐标值（乱堆填料泛点线）呐=0JgpL即ju2x450x
1.205”F lx“＜、（）2c”2…（
31.
0050.05541=o.l----------------------------------------x产=
9.81x
998.2,%=
1.34m/
5.液泛的气体体积流量V=-=2xl.343600=2424m3/h，rXITidX上升气量，故会发生液泛改用鲍尔环，若鲍尔环的液泛速度为，填料因子为因横坐标值不变，则纵坐标仍为（即=450）2二°/160*450u.r=
1.805=
5.08n
2.253ml s.x-------------〃厂=「160，故改用鲍尔环后，发生液泛的上升气量为匕
0.
78522.253X3600=4075m3/h.ax=X
0.8XP；=
506.6x
0.02=
10.13^cc⑶Pco
10.13一Q.x=——=-=
5.39x10in5E
1.88xl05因很小，故可近似认为X=
5.39-o/CQ]=
5.39x竺|10Q kmolHO]18]依X10-5[X10-52”2网=
1.318x10702\_kgH O\2故100克水中溶有・1318g
224.在10L33kPa、09下的02与CO混合气体中发生稳定的分子扩散过程已知相距
0.2cm的两截面上02的分压分别为
13.33kPa和
6.67kPa,又知扩散系数为
0.185cm2/s,试计算下列两种情况下02的传递速率,kmol/m2•s:12与两种气体作等分子反向扩散2CO气体为停滞组分解1等分子反向扩散时的传递速率N小七以一22/\/ZD=
0.185cm2/s=
1.8510一,mx2/§T=273KP=
101.325左.Z=
0.2cm=2xl0-3m七=
13.33*以=
6.67口1QC1n-5x・・・N=----------------X
13.33-
6.67=
2.71x lQ-\kmoll m2・sA人
8.314x273x2xlO-322通过停滞CO的扩散速率、DP fn、DP、PRN=--------P-P=---------In--=--------------------------------\n---------------------A AiA2RTZP RTZPBm81=
3.01xlO_5kmoll m1-s
5.一浅盘内存有2mm厚的水层，在203的恒定温度下逐渐蒸发并扩散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
2.60X10・5m2/s,大气压强为10L33KPa求蒸干水层所需的时间解这是属于组分通过停滞组分的扩散已知扩散距离静止空气膜厚度为2=5乂1-3加.水层表面的水蒸气分压20P、=的饱和水蒸气压力为P A
2.3346红〉静止空气膜层以外;水蒸气分压为P=QA2D=
2.6x1O_5m2/s.P=m.33kP T=273+20=293Ka单位面积上单位时间的水分蒸发量为P,2DP f,DP、R
2.6XW5X
101.
33101.33N=-------P_2=-----------=--------------------------------------\n-----------------------A A]人RTZP“RTZ pBmA281=
5.03xl0-6b7w//m2-5故液面下降速度*N-MA A
5.03X10^X18ON_IN_8/—--------------=-----------------------=
9.07x10加sd p
998.23L水层蒸干的时间h5x10-30=---------=---------------=
2.2054X105=
6.125/Zd ld
9.07x1O-8h
0..
6.试根据马克斯韦尔-吉利兰公式分别估算JC、时氨和氯化氢在空气中的扩散系数.m2/s,并将计算结果与表2・2中的数据相比较.解
（1）.氨在空气中的扩散系数.查表知道，空气的分子体积V-
29.9cm3/molB氨的分子体积V=
25.8cm3/molA又知M=29g/mol.M-VIg ImolB A则时，氨在空气中的扩散系数可由式计算.
4.36xIO-*273产2x—+—1/2「产+低翳二的―$101»
25.82同理求得=
1.32310-5祖2/5nCl
7.在10L
3.kPa、
2.（3下用水吸收混于空气中的甲醇蒸气甲醇在气、液两相中的组成都很低，平衡关系服从亨利定律已知溶解度系数H=
1.
95.kmol/m3•kPa,气膜吸收系数kG=
1.55X10-.kmol/m2•s•kPa,液膜吸收系数kL=
2.08X10-.kmoV（m2•kmol/m3）试求总吸收系数KG,并算出气膜阻力在o总阻力中所占百分数解总吸收系数--------1-------------------------------------------1----------------------------------------KG=~L=
1.122x10—5加//（加2$攵匕）1k Hk
1.55x10—5i955x
2.08x W5气膜P助在点P助中所占百分数.G c
1.122=
72.3/1/k+\/Hk
1.55G c
8.在吸收塔内用水吸收棍子空气中的甲醇，操作温度2JC,压强10L
3.KPa稳定操作状况下塔内某截面上的气相甲醇分压为.kPa,液相中甲醇组成为试根据上题中的有关数据算出该截面上的吸收速率解吸收速率由上题已求出人=1・122乂10-5痴〃苏.叱又知H=L955kmol/而・kP.则该截面上气相甲醇的平衡分压为P；=C/H=
2.11/
1.955=
1.08^.P=5kP.A a贝q=
1.12210一5—
1.08=
4.4x10-5knwl//・sNA X5X=0A5S3kmol/m2-h..
9.在逆流操作的吸收塔中，于、2「C下用清水吸收混合气中的H2S,将其组成由2%降至
0.
19.体积该系统符合亨利定律亨利系数E=
5.52XLkPa若取吸收剂用量为理论最小用量的12倍，试计算操作液气比及出口液相组成若压强改为lOLkPa,其他条件不变，再求手及解1求下，操作液气比及出口液相组成E
5.52xl04=
545.
101.33y=
0.02=1-
0.02Q0204i-y=0001=
0.0011-
0.001%1一%X=
00.0204-
0.001…最小液气比*=/£=v r-J1O.m
0.0204/545操作液气比为＞
1.2x,=
1.2x518=
622.出口液相浓度V X1=X2+f7x
0.0204-
0.001=
3.12xW516222求1013%匕下的操作液气比及出口液组成E
5.52xl043m=—==
545.P1013则:K-K
0.0204-
0.0001…=—!......-=-----------------------=51oX Y
0.0204/
545.m-=
1.2x
51.8=
62.2V出口液相组成:X；=乂二乂-%=0+」-
0.0204-
0.001=
3.12xlOT L
62.22+xIL在10L
3.kPa下用水吸收据于空气中的氨已知氨的摩尔分数为0・1,混合气体于
4.七下进入塔底，体积流量为
0.
55.m3/s,空塔气速为L.m/s吸收剂用量为理论最小用量的L1倍，氨的吸收率为95%,且已估算出塔内气相体积吸收总系数的平均值为
0.1112在操作条件下的气液平衡关系为，试求塔径及填料层高度解r=-^=
0.111111-
0.1右=Y1_0=
0.1111X1—
0.95=
0.
005555.X=
0.2K-y,
0.1111-
0.005555彳、V；min Yo.iiiiY—-----------------------------m〜
2.6-=
1.1x
2.47=
2.
72.VV1X]=—升—X+乂2=——xo.llll-
0.005555+0=
0.
0388.L
2.72V26mS=——=^=
0.
956.i y-y*—!—ln[l-
0.956x°，+
0.956]=
13.81-
0.956N
0.005555coO l-S XYL
2.72塔截面积:0=
0.556/
1.2=
0.463京.塔径D=J^x
0.463=
0.77m.又知2^
2730.9=
0.0195^//v=x x
22.4273+40则〃V
0.0195…H「=-----------=---------------------=
0.38m.oG Ky〃塔上填料层高度Z=H c・N_=
0.38x
13.8=
5.23m.c
12.在吸收塔中用清水吸收混合气中的SO2,气体流量为5000m3标准/h,其中SO2占10%,要求SO2回收率为95%o气、液逆流接触，在塔的操作条件下SO2在两相间的平衡关系近似为试求1若取用水量为最小用量的15倍，用水量应为多少？2在上述条件下，用图解法求所需理论塔板数；3如仍用⑵中求出的理论板数，而要求回收率从95%提高到98%,用水量应增加到多少？解1求用水量Y=010^
0.111111-
0.10X=
0.l111x1—
0.95=
0.00556V=^P22xl—0,10=201左根//无V.—匕_201x
0.111—
0.00556Lmin=51OOkmol/h.
0.1111八；X-x2-----------u
26.7L-
1.5L=
1.5x5100=7650kmol水/h.min
22.42求理论板数201Vx
0.1111-
0.00556=
0.
00277.%+xZ=7650a梯级图解法在y-X直角坐标图中给出平衡线=
26.7x7及操作线BT由图中8点开始在操作线与平衡线之间画梯级得理论板层数N7=
5.5S）用克列姆塞尔算图夕=95%工=0X—X
0.1111-
0.00556…则相对回收率（p=」—二=--------------------------------=
0.95K-mX
0.1111在理论最小用水量下，，〕据此查图得4nin=
0.95而焦=
0.95=
1.5x
0.95m V=
1.5义
0.95x
26.7x201=7650初zo/（水）/h查图（或由式计算）可知当4=2=
1.
43.0=
0.95时mVN=
5.5T两种方法解得的结果相同
（3）求P=98%时所需增加的水量用克列姆塞尔法估算，已知据此查图2-21得4=
1.
75.贝:£=
1.75/71V=
1.75X
26.7x201=939Qkmvl/h.故需要增加的用水量L-L=9390—7650=1740初（水）/力=
3.13x10,依水/无
13.在一个接触效能相当于8层理论塔板的筛板塔内，用一种摩尔质量为
250、密度为则9O.kg/m3的不挥发油吸收捏于空气中的丁烧塔内操作压强为
101.
3.kPa,温度为
1.℃,进塔气体含丁烷5%（体积），要求回收率为95%o丁烷在1JC时的蒸气压强为194・.kPa,液相密度为
58.kg/m3假定拉乌尔定律及道尔顿定律适用，求
（1）回收每1m3丁烷需用溶剂油多少（ml
（2）若操作压强改为
304.0kPa,而其他条件不变，则上述溶剂油耗量将是多少（m3）P
194.5xx=
1.92x—x=
101.33p解.
（1）.由拉乌尔定律.由于为低组成吸收，可以认为=
0.05=o
0526.x,=O.K*=011-
0.05--匕=X（1—0）=
0.0526x（l-
0.95）=
0.
00263.由克列姆塞尔方程得到:In—卜0・0526一片N八.一q=8=_______________0-0263-07I匕一匕IIn---------In-------------------------片―0Y；=
0.042y*0042X=人==
0.
022.
11.
921.92=45・51＜1（碗/（油）/川丁烷）X-X
0.022-0}2由此可知，每回收丁烷所需纯溶剂油数量为丁烷的摩尔质量为
58.
08.则回收每1加液体丁烷所需溶剂油的体积为
345.5x250/900〜一,3---------------------=
126.2加，油、/〃丁产）
58.08/580（油）（丁烷）
（2）.若则:1945『=
0.6398X.*==006398x
304.0因为乂故呼=02=0y*0042X］二工==
0.
0656.
0.63981=
15.24kn%由）l kmol（「烧）-x
0.0656-02（条件未变，仍用上法求得）
15.24x25019004”33z
58.08/580二（汕）（液体丁烷）••
14.在一逆流吸收塔中用三乙醇胶水溶液吸收混于气态屋中的H2S,进塔气相含H2291%（体积），要求吸收率不低于99%,操作温度
30.K,压强为
101.
3.kPa,平衡关系为,进塔液体为新鲜溶剂，出塔液体中H2S组成为
0.0Lkmol（H2S）/kmol（溶剂）已知单位塔截面上单位时间流过的惰性气体量为
0.
01.kmol/（m2•s）,气相体积吸收总系数为
0.
00039.kmol/（m3•s•kPa）,求所需填料层高度解Z=H NCC已知:
0.0291=00311-
0.0291b=Y1_⑼=
0.03X1-
0.99=
0.0003X=.013耳=根X[=2x
0.013=
0.026X=0石=o2_
0.03-
0.026-
0.0003=
0.
00143.△1=一.—则:In--------------------------------
0.0003K=K ap=
0.000395x
101.33=
0.04^//m2-SYa G又知:_
0.015=
0.375m.~
0.04—=
0.015kmol/m-sZ=
0.375x
20.8=
7.8m.
15.有一吸收塔，填料层高度为3m,用清水操作压强为10L33KPa,温度为20℃,吸收棍于空气中的氨混合气质量流速G=58Okg/m2ii,含氨6%体积，吸收率为99%;水的质量流速W=770kg/m2•h该塔在等温下逆流操作，平衡关系为KGa与气相质量流速的
0.8次o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改变时，填料层高度应如何改变才能保持原来的吸收率塔径不变1操作压强增大一倍;2液体流量增大一倍;3气体流量增大一倍解已知Z=3九p=
101.325^,7=293kX=°,0==011-
0.062X=Y1—0=
0.0638xl-
0.99=
0.000638混合气体的平均摩尔质量。
个人认证
优秀文档
获得点赞 0
