化工原理第二版(下册)夏清贾绍义课后习题解答带图

1、化工原理第二版夏清，贾绍义课后习题解答（夏清、贾绍义主编化工原理 第二版（下册）天津大学出版）社,2011.8.）第1章蒸馏1已知含苯0.5 (摩尔分率)的苯-甲苯混合液,若外压为99kPa，试求该溶液的饱和温度。苯 和甲苯的饱和蒸汽压数据见例1-1附表。tC) 80.1859095100105x 0.9620.7480.5520.3860.2360.11解：利用拉乌尔定律计算气液平衡数据查例1-1附表可的得到不同温度下纯组分苯和甲苯的饱和蒸汽压Pb*, Pa*,由于总压P = 99kPa,则由x = (P-Pb*)/(Pa*-Pb*)可得出液相组成,这样就可以得到一组绘平衡t-x图数据。以

2、t = 80.1 C 为例 x = (99-40 ) / (101.33-40 ) = 0.962同理得到其他温度下液相组成如下表根据表中数据绘出饱和液体线即泡点线由图可得出当x = 0.5时，相应的温度为92 C2. 正戊烷(C5H12)和正己烷(C6H14)的饱和蒸汽压数据列于本题附表，试求P = 13.3kPa 下该溶液的平衡数据。温度C5H12223.1233.0244.0251.0260.6275.1291.7309.3KQH14248.2259.1276.9279.0289.0304.8322.8341.9饱和蒸汽压(kPa)1.32.65.38.013.326.653.2101.

3、3解：根据附表数据得出相同温度下C5H12 (A)和C6H14 (B)的饱和蒸汽压以 t = 248.2 C 时为例，当 t = 248.2 C 时 Pb* = 1.3kPa查得 Pa*= 6.843kPa得到其他温度下A?B的饱和蒸汽压如下表t(C)248251259.1260.6 275.1 276.9279289291.7304.8 309.3PA*(kPa) 6.843 8.00012.472 13.30026.600 29.484 33.42548.873 53.200 89.000101.300 PB*(kPa) 1.300 1.634 2.600 2.8265.027 5.300

4、8.000 13.300 15.694 26.600 33.250利用拉乌尔定律计算平衡数据平衡液相组成以260.6 C时为例当 t= 260.6 C 时 x = (P-P b*)/(Pa*-Pb*)=(13.3-2.826 ) / (13.3-2.826 ) = 1平衡气相组成 以260.6 C为例当 t= 260.6 C 时 y = Pa*x/P = 13.3 X1/13.3 = 1同理得出其他温度下平衡气液相组成列表如下t( C)260.6275.1276.9279289X10.38350.33080.02850y10.7670.7330.5240根据平衡数据绘出t-x-y曲线3. 利用

5、习题2的数据，计算：相对挥发度；在平均相对挥发度下的x-y数据，并与习题2的结果相比较 解：计算平均相对挥发度理想溶液相对挥发度a= Pa*/Pb*计算出各温度下的相对挥发度：tC)248.0 251.0 259.1 260.6275.1276.9279.0289.0 291.7 304.8309.3a-5.2915.5634.178- - -取275.1 C和279 C时的a值做平均am =(5.291+4.178 )/2 = 4.730按习题2的x数据计算平衡气相组成y的值当 x = 0.3835 时，y = 4.73 X0.3835/1+(4.73-1) X0.3835= 0.746同理

6、得到其他y值列表如下t( C)260.6275.1276.9279289a5.2915.5634.178x10.38350.33080.20850y10.7460.7000.5550作出新的t-x-y曲线和原先的t-x-y曲线如图4. 在常压下将某原料液组成为 0.6 （易挥发组分的摩尔）的两组溶液分别进行简单蒸馏和平 衡蒸馏，若汽化率为1/3，试求两种情况下的斧液和馏出液组成。假设在操作范围内气液平 衡关系可表示为y = 0.46x + 0.549解：简单蒸馏由 ln(W/F)=尸xFdx/(y-x)以及气液平衡关系 y = 0.46x + 0.549得 ln(W/F)=几Fdx/(0.54

7、9-0.54x) = 0.541n(0.549-0.54xf)/(0.549-0.54x)汽化率 1-q = 1/3 贝U q = 2/3 即 W/F = 2/3In (2/3) = 0.541 n(0.549-0.54X0.6)/(0.549-0.54x)解得x = 0.498 代入平衡关系式y = 0.46x + 0.549 得y = 0.804平衡蒸馏由物料衡算Fxf = Wx + DyD + W = F 将 W/F = 2/3 代入得到xf = 2x/3 + y/3代入平衡关系式得x = 0.509再次代入平衡关系式得 y = 0.7835. 在连续精馏塔中分离由二硫化碳和四硫化碳所组

8、成的混合液。已知原料液流量F为4000kg/h ,组成xf为0.3 (二硫化碳的质量分率,下同)。若要求釜液组成Xw不大于0.05, 馏出液回收率为88%。试求馏出液的流量和组分，分别以摩尔流量和摩尔分率表示。解：馏出回收率=Dx d/Fxf = 88 %得 馏出液的质量流量Dxd = Fx f 88 % = 4000 X0.3 X0.88 = 1056kg/h结合物料衡算 Fxf = Wx w + Dx dD + W = F 得 Xd = 0.943馏出液的摩尔流量 1056/(76 X0.943) = 14.7kmol/h以摩尔分率表示馏出液组成xd = (0.943/76)/(0.943

9、/76)+(0.057/154)=0.976. 在常压操作的连续精馏塔中分离喊甲醇0.4与说.6 （均为摩尔分率）的溶液，试求以下各种进料状况下的q值。（1）进料温度40 C；（ 2）泡点进料；（3）饱和蒸汽进料。常压下甲醇-水溶液的平衡数据列于本题附表中。温度丿液相中甲醇的气相中甲醇的温度t液相中甲醇的气相中F甲醇的C摩尔分率摩尔分率C摩尔分矫率摩尔分率1000 00 0了5 30 400 7291 UUUUUUUI96.40.020.13473.10.500.77f9QQ Gn nxn 0044 on onn a*93.5U.U4U. 234/1.2U.6U0.82.591.20.060.

10、30469.30.700.87f0CC Cc coC CC Lc c -89.30.080.36567.60.800.91587.70.100.41866.00.900.95884.40.150.51765.00.950.97981.70.200.57964.01.01.078.00.300.665解：（1）进料温度40 C75.3 C时，甲醇的汽化潜热ri = 825kJ/kg水蒸汽的汽化潜热Q = 2313.6kJ/kg57.6T 时,甲醇的比热 Cvi = 2.784kJ/（kg p水蒸汽的比热 Cv2 = 4.178kJ/（kg 兀查附表给出数据 当Xa = 0.4时，平衡温度t =

11、75.3 C40 C进料为冷液体进料即将1mol进料变成饱和蒸汽所需热量包括两部分一部分是将40C冷液体变成饱和液体的热量 Qi,二是将75.3C饱和液体变成气体所需要的汽化潜热 Q2，即 q =(Q1+Q2) / Q2 = 1 +(Q1/Q2)Qi = 0.4 X32X2.784 x(75.3-40 ) = 2850.748kJ/kgQ2 = 825 X0.4X32 + 2313.6 X0.6 X18 = 35546.88 kJ/kgq = 1 +(Q1/Q2) = 1.08(2) 泡点进料泡点进料即为饱和液体进料q = 1(3) 饱和蒸汽进料 q = 07. 对习题6中的溶液,若原料液流量

12、为100kmol/h，馏出液组成为0.95 ,釜液组成为0.04 (以上均为易挥发组分的摩尔分率)，回流比为2.5,试求产品的流量，精馏段的下降液体流量和 提馏段的上升蒸汽流量。假设塔内气液相均为恒摩尔流。解：产品的流量由物料衡算Fxf = Wx w + Dx dD + W = F代入数据得W = 60.44 kmol/h产品流量 D = 100- 60.44 = 39.56 kmol/h精馏段的下降液体流量LL = DR = 2.5 X39.56 = 98.9 kmol/h提馏段的上升蒸汽流量V40 C 进料 q = 1.08V = V +(1-q ) F = D (1+R ) = 138.

13、46 kmol/h V = 146.46 kmol/h8. 某连续精馏操作中，已知精馏段y = 0.723X + 0.263;提馏段y = 1.25x- 0.0187若原料液于露点温度下进入精馏塔中，试求原料液，馏出液和釜残液的组成及回流比 解：露点进料q = 0即 精馏段 y = 0.723x + 0.263 过(Xd , Xd )：Xd = 0.949提馏段 y = 1.25x- 0.0187 过(xw , xw).xw = 0.0748精馏段与 y 轴交于0 , xd/ (R+1) 即 xd/ (R+1 ) = 0.263R = 2.61连立精馏段与提馏段操作线得到交点坐标为(0.534

14、5 , 0.6490)二 xf = 0.6499. 在常压连续精馏塔中，分离苯和甲苯的混合溶液。若原料为饱和液体，其中含苯0.5 (摩尔 分率，下同)。塔顶馏出液组成为0.9,塔底釜残液组成为0.1，回流比为2.0,试求理论板层 数和加料板位置。苯-甲苯平衡数据见例1-1。解：常压下苯-甲苯相对挥发度a= 2.46精馏段操作线方程 y = Rx/ (R+1) = 2x/3 + 0.9/3=2x/3 + 0.3精馏段y1 = x d = 0.9由平衡关系式y = ox/1 +( a-1)x得X1 =0.7853再由精馏段操作线方程y =2x/3 + 0.3得y2 :=0.8236依次得到x2 =

15、:0.6549y3 :=0.7366X3 :=0.5320y4=0.6547X4 :=0.4353-X4 V XF =0.5 x 3精馏段需要板层数为3块提馏段 xi= x 4 = 0.4353提馏段操作线方程 y = Lx/ （ L-W） - Wxw/ （L-W）饱和液体进料q = 1L/（ L-W）=（ L+F）N = 1 + W/ （ 3D）由物料平衡Fxf = Wx w + Dx dD + W = F代入数据可得D = WL/（ L-W）= 4/3W/（ L-W）= W/ （ L+D）= W/3D = 1/3即提馏段操作线方程 y = 4x /3 - 0.1/3y2= 0.5471由平

16、衡关系式 y = ox/1 +（ a1）x得 X2 = 0.3293依次可以得到y 3= 0.4058 x 3 = 0.2173y4= 0.2564X4 = 0.1229y5= 0.1306x5 = 0.0576t x5 x w = 0.1 x 4提馏段段需要板层数为4块理论板层数为n = 3 + 4 + 1 = 8 块（包括再沸器）加料板应位于第三层板和第四层板之间10. 若原料液组成和热状况，分离要求，回流比及气液平衡关系都与习题9相同，但回流温度3.2 X为20 C,试求所需理论板层数。已知回流液的泡殿温度为83 C,平均汽化热为104kJ/kmol ,平均比热为 140 kJ/(kmo

17、l p解：回流温度改为20 C,低于泡点温度，为冷液体进料。即改变了 q的值精馏段 不受q影响，板层数依然是3块提馏段 由于q的影响，使得L/ (L-W)和W/ (L-W)发生了变化q =(Qi +Q 2) / Q 2 = 1 +(Qi/Q2)Qi= Cp AT = 140 x(83-20 ) = 8820 kJ/kmolQ2= 3.2 X104kJ/kmol q = 1 + 8820/(3.2X104)= 1.2756L/ (L-W) =V + W - F(1-q)/V - F(1-q)=3D+W- F(1-q)/3D- F(1-q)vD = W，F = 2D 得L/ (L-W) = (1+

18、q)/(0.5+q)= 1.2815W/ ( L-W) = D/3D- F(1-q)= 1/(1+2q ) = 0.2815提馏段操作线方程为 y = 1.2815x - 0.02815X1 = X4 = 0.4353代入操作线方程得 y = 0.5297再由平衡关系式得到X2= 0.3141 依次计算 y = 0.3743X3= 0.1956y4 = 0.2225x4= 0.1042y5 = 0.1054X5= 0.0457v X5 x W = 0.1 x 4提馏段板层数为4理论板层数为3 + 4 + 1 = 8 块（包括再沸器）11. 在常压连续精馏塔内分离乙醇-水混合液，原料液为饱和液体

19、,其中含乙醇0.15 （摩尔分 率，下同），馏出液组成不低于0.8，釜液组成为0.02；操作回流比为2。若于精馏段侧线取 料，其摩尔流量为馏出液摩尔流量的 1/2，侧线产品为饱和液体，组成为0.6。试求所需的理 论板层数，加料板及侧线取料口的位置。物系平衡数据见例1-7。解：如图所示，有两股出料，故全塔可以分为三段，由例1-7附表，在x-y直角坐标图上绘出 平衡线，从Xd = 0.8开始，在精馏段操作线与平衡线之间绘出水平线和铅直线构成梯级，当梯级跨过两操作线交点d时，则改在提馏段与平衡线之间绘梯级，直至梯级的铅直线达到或越过点C（xw ， Xw）。如图，理论板层数为10块（不包括再沸器）出料

20、口为第9层；侧线取料为第5层12. 用一连续精馏塔分离由组分A启组成的理想混合液。原料液中含A 0.44，馏出液中含 A0.957 （以上均为摩尔分率）。已知溶液的平均相对挥发度为2.5，最回流比为1.63，试说明原料液的热状况，并求出q值。解：在最回流比下,操作线与q线交点坐标(xq , yq)位于平衡线上;且q线过(xf , xf) 可以计算出q线斜率即q心-q),这样就可以得到q的值由式 1-47 Rmin = (x D/Xq)- ai-XD”(1-Xq)/ (a-1 )代入数据得0.63 = (0.957/x q)-2.5 x(1-0.957”(1-x q)/ (2.5-1 )Xq =

21、 0.366 或 Xq = 1.07 (舍去)即Xq = 0.366根据平衡关系式y = 2.5x/ (1 + 1.5x )得到 yq = 0.591q 线 y = qx/ (q-1 ) - x f/ (q-1 )过(0.44, 0.44),( 0.366 , 0.591)q/ (q-1 ) =(0.591-0.44 ) / (0.366-0.44 )得 q = 0.67 0 q 0.96) = 197.92 kmol/h15.在连续操作的板式精馏塔中分离苯-甲苯的混合液。在全回流条件下测得相邻板上的液相组成分别为0.28, 0.41和0.57，试计算三层中较低的两层的单板效率Emv。操作条件

22、下苯-甲苯混合液的平衡数据如下：X 0.260.380.51y 0.450.600.72解：假设测得相邻三层板分别为第n-1层，第n层，第n+1层即 Xn-1 = 0.28Xn = 0.41Xn+ 1 = 0.57 根据回流条件 yn+1 = X n二 yn = 0.28yn+1 = 0.41 yn+2 = 0.57由表中所给数据a = 2.4与第n层板液相平衡的气相组成yn* = 2.4 X0.41/ (1+0.41 X1.4) = 0.625与第n+1层板液相平衡的气相组成yn+1* = 2.4 X0.57/ (1+0.57 X1.4) = 0.483由式 1-51Emv =(yn-yn+

23、1 ) / (yn*-yn+1 )可得第n层板气相单板效率EMVn =( Xn-1 -Xn) / (yn*-Xn)=(0.57-0.41 ) / (0.625-0.41 )=74.4 %第 n 层板气相单板效率EMVn+1 =(Xn-Xn+1 ) / ( yn+1 *-Xn+1 )=(0.41-0.28 ) / (0.483-0.28 )=64 %14.在常压连续提趨址中分离含乙醇0.033 （摩尔分率）的乙醇一 水混合液.饱和液体进料，直找熏汽加热.若要求塔顶产品中乙 醇回收率为99%,试求：（1 ）在理论板层数为无限多时，计算 每kmol进料所需蒸汽量.（2）若蒸汽量取为最小蒸汽量的2倍

24、时，求所需理论板层数及两产品的组成。解：饱和液体进料.q = X 则：rz = Z. Lf = F根据恒摩尔流假定，则：ff=L = Ft I；=rz = Z）f F + K = FK + D全塔物料衡算：t Fx f x矿卡Dx并且:解得：vn. =0.00033学习参考r；D=；rom=0421mol/mol 进料；(2)几=21； =0242 mol/mol 进斛r)xvl； = Z= 0.99, Aap=0J350,1350J0.05 饱和液体进料.q = 、提愉段操 作线与q线交点为rf(0,033, 0.135), 连接点c(0.00033.0)与点rf,即为 提愉段操作线. 自”

25、点开始在两线间绘梯级，至 跨过点r止，.Vt=5,16在常压迂续扌昱懈塔中分离两组分理想洛液。原料液加热到泡点后从塔顶加入.原料液组 成为002摩尔分数，下同儿提f留塔由蒸谓釜和一块实际板构成。现测得塔顶慵出液中易 挥发组成的回收率为80蚊 且傕岀液组成为72&物系相对挥发度为25试求釜残液组成 和该层塔板的板效率(用气相表示人蒸偶釜可视为一层理论板。【解】由题意JW Xp=0.20i Xt=0.28i d =2.5而且易挥发组分回收率为O&即0.2SD=-=0.800.2F即 F=1.75D又根摇全塔物料衡算得F=W+DFxf=Dxc+Wx通过求解上面三个方程，得到x.093由题意，从塔顶加

26、料，所以只有提憾段，下面求其操作线方程 z LfWVmi X X xt-V-W m V-W又 所以 即V =V=DF二D+乩 F二 1 75D=1. 75辰_0 75心ym+1； 1. 75x0. 07而f - y小Yi %其中y；= X )=0-2 8其中泡点迸料，根据恒摩尔流假设有L/ -F2.5x0.093yj=yx=二1+ (5-1) xw 1+1,5x0.093二0. 204由 y/ =L 75x-O. 07=a 204 解得 xFtt 1572.5x0.157咒=0.3181+1.5x0457所以.弘二y】：yi-y；0.28-0204=65. 5%0.318-0.204第2章吸收

27、1从手册中查得101.33kPa,25 C时若100g水中含氨1g,则此溶液上方的氨气平衡分压为 0.987kPa。已知在此浓度范围内溶液服从亨利定律，试求溶解度系数H kmol/(m 3 kPa)及相平 衡常数m解：液相摩尔分数 x =(1/17 ) / (1/17 ) + (100/18 )= 0.0105气相摩尔分数 y = 0.987/101.33 = 0.00974由亨利定律 y = mx 得 m = y/x = 0.00974/0.0105 =0.928液相体积摩尔分数 C = (1/17 ) / (101 X10-3/103) = 0.5824 X103 mol/m 3由亨利定律

28、 P = C/H 得 H = C/P =0.5824/0.987 = 0.590 kmol/(m 3 kPa)2.101.33kPa,10 C时，氧气在水中的溶解度可用 P = 3.31 X106x表示。式中：P为氧在气相中 的分压kPa； x为氧在液相中的摩尔分率。试求在此温度及压强下与空气充分接触的水中每立 方米溶有多少克氧。解：氧在气相中的分压 P = 101.33 X21 % = 21.28kPa氧在水中摩尔分率 x = 21.28/ (3.31 X106) = 0.00643 X103每立方米溶有氧 0.0064 X103 X32/ (18X10-6) = 11.43g3.某混合气体

29、中含有2% (体积)CO2,其余为空气。混合气体的温度为30C,总压强为 506.6kPa。从手册中查得30 C时CO?在水中的亨利系数E = 1.88 X105 kPa，试求溶解度系数 H kmol/(m 3 Pa)及相平衡常数m ,并计算每100g与该气体相平衡的水中溶有多少 gCO2。解：由题意 y = 0.02 , m = E/P 总=1.88 X105/506.6 = 0.37 X103根据亨利定律 y = mx 得 x = y/m = 0.02/0.37X103 = 0.000054 即 每100g与该气体相平衡的水中溶有 CO2 0.000054 X44 X100/18 = 0.

30、0132 gH = p/18E = 10 3/ (10 X1.88X105) = 2.955 X10-4kmol/(m 3 kPa)7. 在101.33kPa , 27C下用水吸收混于空气中的甲醇蒸汽。甲醇在气，液两相中的浓度都很 低，平衡关系服从亨利定律。已知溶解度系数H = 1.995kmol/(m 3 kPa),气膜吸收系数kG =1.55X10-5 kmol/(m 2 s kPa),液膜吸收系数 kL = 2.08 X10-5 kmol/(m 2 s kmol/m 3)。试求总吸 收系数Kg,并计算出气膜阻力在总阻力中所的百分数。解：由1/Kg = 1/k g + 1/Hk l可得总吸

31、收系数1/Kg = 1/1.55 X10-5+ 1/ (1.995 X2.08X10-5)Kg = 1.122 X10-5 kmol/(m 2 s kPa)气膜阻力所占百分数为：(1/ k g) / (1/kG + 1/Hk l) = Hk l/ ( HkL+ k g)=(1.995 X2.08) / (1.995 X2.08 + 1.55 )=0.723 = 72.3 %8. 在吸收塔内用水吸收混于空气中的甲醇,操作温度为27C,压强101.33kPa。稳定操作状况 下塔内某截面上的气相甲醇分压为 5kPa,液相中甲醇浓度位2.11kmol/m 3。试根据上题有关 的数据算出该截面上的吸收速

32、率。解：由已知可得 kG = 1.128 X10-5 kmol/(m 2 s kPa)根据亨利定律P = C/H得液相平衡分压 * P = C/H = 2.11/1.995 = 1.058kPaNa = K g(P-P*)= 1.122 X10-5 (5-1.058 ) = 4.447 X10-5kmol/(m 2 s)=0.158 kmol/(m 2 )9. 在逆流操作的吸收塔中，于101.33kPa, 25 C下用清水吸收 混合气中的CO2,将其浓度从2%降至0.1%(体积)。该系统符合亨利定律。亨利系数E =5.52 xl04kPa。若吸收剂为最 小理论用量的1.2倍，试计算操作液气比L

33、/V及出口组成X。解： 丫1 = 2/98 =0.0204 ,丫2 = 0.1/99.9 = 0.001m = E/P 总=5.52 X104/101.33 = 0.0545 X104由(L/V) min= (Y1-Y2 ) /X1* =(Y1-Y2 ) / (Y1/m )=(0.0204-0.001 ) / (0.0204/545 )=518.28L/V = 1.2(L/V) min = 622由操作线方程丫 =(L/V) X + 丫2- (L/V) X2得 出口液相组成X1 =(Y1-Y2 ) / ( L/V) =(0.0204-0.001 ) /622 = 3.12 X10-5改变压强后

34、，亨利系数发生变化，及组分平衡发生变化，导致出口液相组成变化m = E/P 总=5.52 X104/1013 = 0.0545 X10-5(L/V)= 1.2(L/V) min = 62.2X1 =(Y1-Y2 ) / (L/V) =(0.0204-0.001 ) /62.2 = 3.12 X10-410. 根据附图所列双塔吸收的五种流程布置方案，示意绘出与各流程相对应的平衡线和操作 线，并用图中边式浓度的符号标明各操作线端点坐标。11. 在 101.33kPa下用水吸收混于空气中的氨。已知氨的摩尔分数为0.1，混合气体于40 C下进入塔底，体积流量为0.556m3/s，空塔气速为1.2m/s

35、。吸收剂用量为理论最小用量的1.1倍，氨的吸收率为95% ,且已估算出塔内气相体积吸收总系数 KYa的平均值为0.1112kmol/(m3 s)。在操作条件下的气液平衡关系为 丫=2.6X，试求塔径及填料层高度y = (1 -0.1 1 11x(1 - 0.95) = 0.005555L-1.1 x 2.47 = 2.72VVX = - (K -Y ) + X v x (0J 111- O.OU5555) + 0 L2.72mV 2,6S = 0.956L 2J21Y, - r,t0J11 IN 也=S + .VI - ln(l - 0.956)x+ 0.956| = 13.81 -S/2 -

36、 K/I - 0.9560.005555堆截面积:2 = 0.556/1.2 - 0.463m =塔径:又知：V0.556273-xx 0.9 = 0.01f x22.4273 + 40则:Or3gmVOXH45H , r K Q 0.1 I I2x 0.463 Fa塔上填料层高度:Z H n、N 口 = 0.3K x 13.S = 5.23m12. 在吸收塔中用请水吸收混合气体中的 SO2,气体流量为5000m3 (标准)/h ,其中SO2占 10%,要求S02的回收率为95%。气，液逆流接触,在塔的操作条件下,SO?在两相间的平 衡关系近似为Y* = 26.7X，试求：(1) 若取用水量为

37、最小用量的1.5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(2)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) y2 = y 1 (1-n) = 0.1 X(1-0.95 ) = 0.005Y1 = 0.1/0.9 = 0.111 Y2 = 0.005/ (1-0.005 ) = 0.005(L/V) min= (Y1-Y2) /X1* =(Y1-Y2) / (Y1/26.7 )=(0.111-0.005 ) X26.7/0.111=25.50(L/V) =1.5 ( L/V) min= 38.25惰性气体流量：V

38、= 5000 X0.9/22.4 = 200.89用水量 L = 38.25 X200.89 = 7684kmol/h(2)吸收操作线方程丫 =( L/V) X + 丫 2代入已知数据Y = 38.25X + 0.005在坐标纸中画出操作线和平横线，得到理论板数Nt = 5.5块13、13.在一个接触效能相当于X层理论塔板的筛扳塔内-用一种摩尔质t为23X密 度为则9(M)kg/m3的不挥发油吸收捏于空气中的丁烧。塔内操作压强为10l.33kPa, 遍度为I5C,进塔气体含丁烷5%(体积),要求回收率为95%. 丁烷在15U时的蒸 气压强为)94仔kP*液相密度为5SOkg/m3假定拉乌尔定津

39、及道尔顿定律适用，求：()回收每in? 丁烷需用溶剂油多少(n?)?(2)若操作压强改为304.OkPa,而其他条件不变则上述溶剂油耗宣将是多少 (m3)?解：(由拉乌尔定律匸 p194.5y = x * jr = 1.92 xp101*3 3由于为低组戚吸收，可以认为y - 1号2丸0.05.Y j1 = 0.0 5 2 6 X 0. (1I -0,05*F： - r,(l 一卩)=0.0526(1 - 0.95) - 0.00263由克列姆塞尔方程得到：1岭一厂咖-叮n = o 書=w 砖 一 -解得：叮=0,042叮 0.042X1 = Q.022121.92由此可知，毎回收】皿山丁烷所

40、需纯溶剂油数量为0.022 -015.24x 250190058.O8/5SO丁烷的摩尔质量为55则回收每f J液体丁烷所需溶剂油的体积为45,5 x 250/9003=1 26.2m/ rM5fi,08/5fi0皿(2).若p =目(H皿尸g则：194.5y =jc - 0.6398a. Y - 0.6398 X304.0因为Xz = 0故= 0打=0042.(条件耒变仍用上法求得)0.042X j = (1,U656m 0.639H14 .在一逆流吸收塔中用三乙醇胺水溶液吸收混于气态烃中的H2S,进塔气相中含H2S (体积)2.91 %要求吸收率不低于 99%,操作温度300K,压强101

41、.33kPa ,平衡关系为丫* =2X,进塔液体为新鲜溶剂，出塔液体中H2S浓度为0.013kmol(H 2S)/kmol(溶剂)已知单位塔截面上单位时间流过的惰性气体量为0.015kmol/(m I 15.241mof/ km o Ls),气相体积吸收总系数为0.000395 kmol/(m Xj - jj 0.0656 - 0skPa)。求所需填料蹭高度。解：y = y i (1- n) =0.0291 X).01 = 0.000291丫2 = y 2 = 0.000291Yi = 0.0291/ (1-0.0291 ) = 0.02997/Ym = (Y1-Y1*) -Y2/ln (Y1-Y1*) /Y=(0.02997-0.013 X2 ) -0.000291/ln( 0.02997-0.013 X2 )/0.000291=0.0014Ng = (Y1- Y2) / AYm = (0.02997-0.000291 ) /0.0014 = 21.2Hog = V/(K YaQ) = 0.015/ (0.000395 X101.33)=0.375H = N