07化工原理第七章习题答案

7-1水中溶解，从手册查得时的平衡分压为，在此浓度以内服从亨利定律。试求溶解度系数（单位为）和相平衡常数，总压力为。 （答： , ） 解：， ， ， ， 。7-2时氧在水中的溶解度的表达式,式中为氧在气相中的平衡分压， ；为溶液中氧的摩尔分数。空气中氧的体积分数为，试求总压为时，每水中可溶解多少氧？（答： ，或 ）解：， ， 。7-3用清水吸收混合气中的 ，进入常压吸收塔的气体含体积分数为，吸收后气体含体积分数为，出口溶液的摩尔比为水。此物系的平衡关系为 。气液逆流流动，试求塔顶、塔底处气相推动力各为多少？（答：顶，底）解：， 塔底：， 塔顶：， 塔顶气相推动力， 塔底气相推动力。7-4用水吸收空气中的甲醇蒸汽，在操作温度下的溶解度系,传质系数， 。求总传质系数以及气相阻力在总阻力中所占的分数。（答： , ）解：， 气相阻力所占分率： 。7-5从矿石焙烧送出的气体，含体积分数 ，其余视为空气。冷却后送入吸收塔，用水吸收其中所含的。吸收塔的操作温度为 ，压力为。每小时处理的炉气量为（、时的体积流量），所用液气比为最小值的倍。求每小时的用水量和出塔时水溶液组成。平衡关系数据为液相溶解度/7.5 5.0 2.5 1.5 1.0 0.5 0.2 0.1气相平衡分压91.7 60.3 28.8 16.7 10.5 4.8 1.57 0.63( 答： )解：， ， ， 进吸收塔的分压， 由平衡关系内插得溶液平衡浓度为， 换算为摩尔比， ， ， ， ， 。7-6用煤油从苯蒸气与空气的混合物中回收苯，要求回收。入塔的混合气中，含苯（摩尔分数）。入塔的煤油中，含苯。溶剂用量为最小用量的倍，操作温度为 ，压力为。平衡关系为，总传质系数 。入塔气体的摩尔流量为。求填料层高度。（ 答：）解：， ， ， ， ， ， 。7-7在填料塔内用稀硫酸吸收空气中所含的。溶液上方的分压为零（相平衡常数）。下列情况所用的气、液流速及其他操作条件都大致相同，总传质单元高度都可取为。试比较所需填料层高度有何不同。混合气中含摩尔分数，要求回收。混合气中含，要求回收。 混合气中含，要求回收。作了上述比较之后，你对塔高与回收率的关系能获得什么概念？（答：（1） ；（2） ；（3） ）解：， ， ， ， 查图得：， ； ， ， ， 查图得：， ； ， ， ， 查图得：， 。7-8今有连续逆流操作的填料吸收塔，用清水吸收原料气中的甲醇。已知处理气量为（操作状态），原料中含甲醇，吸收后水中含甲醇量等于与进料气体中相平衡时浓度的。设在常压、下操作，吸收的平衡关系取为，甲醇回收率要求为，塔内填料的比表面积为塔内气体的空塔气速为。试求：（1）水的用量为多少？（2）塔径；（3）传质单元高度；（4）传质单元数；（5）填料层高度。(答：)解：， ， ， ， ， ， ， ； ， ； ； 用解析法： ； 。7-9直径为的填料吸收塔内，装有拉西环填料，填料层高为。每小时处理含丙酮与空气的原料气操作条件为1个大气，。用清水作吸收剂，塔顶出口废气含丙酮（以上均为摩尔分数），出塔溶液中每千克含丙酮，操作条件下的平衡关系为。试计算：（1）气相总体积传质系数；（2）每小时可回收丙酮多少千克？（3）若将填料层加高，又可以多回收多少千克丙酮？（答： ）解：塔截面积， 惰性气体量， ， ， ， ， ， ， ； 丙酮回收量：， ， ， ， ， ， 增加填料层高度后，传质单元数变为， 当，时，从图上读得：， 回收率：， 原回收率：， 可多回收丙酮量： 。7-10 用水吸收混合气中的丙酮，塔高不变，使回收率由提高到，过程为气膜控制，原操作条件下吸收因数为，试问吸收剂用量增加多少倍才能满足上需要求？ 解：原操作情况下： ， 因过程为气膜控制：与的变化无关