化工原理答案下册的x

1、布w 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章蒸憾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。t （°C） 80.1 859095100105x 0.962 0.748 0.5520.386 0.2360.11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j s由BA于总压* * *P =99kPa ,则由x二0于b）/（P可得出液相组成，这样就可以得到一组绘平衡你图

2、数据。以 t= 80.1°C为例 x= （ 99-40 ） / （101.33-10 ）二 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=05时，相应的温度为92°C2正戊烷（C5H】2）和正己烷（CsHm）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291.7C H512309.3223.1233.0244.0251.0260.6275.1KC 6H 14248.2259.1276.9279.0289.0304.8322.8341.9 舵 品 龄川饱和蒸汽压(kPa) 1.3 2.65.38.

3、013.326.653.2101.3解：根据附表数据得出相同温度下CsH 12 ( A)和CeH 14 (B)的饱和蒸汽压*以 t二 248.2°C时为例，当 t= 248.2 °C时 Pb = 1.3kPa*查得 Pa 二 6.843kPa得到其他温度下A?B的饱和蒸汽压如下表t(°C) 248251 259.1 260.6 275.1 276.9 279289 291.7304.8 309.3Pa (kPa) 6.843 8.00012.472 13.30026.600 29.484 33.42548.873 53.20089.000101.300PB*(kP

4、a) 1.300 1.634 2.600 2.826 5.027 5.300 8.000 13.300 15.69426.600 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* * *当匕 260.6 °C时 x= dP b )/(P ab )=(13.3-2.826 ) / (13.3-2.826 )二 1平衡气相组成以260.6 °C为例*当匕 260.6 °C时 y 二 P a x/P = 13.3X1/L3.3 = 1同理得出其他温度下平衡气液相组成列表如下t(°C )260.6275.1 276.9 2

5、79289x 10.3835 0.33080.02850y 10.767 0.7330.5240根据平衡数据绘出曲线3利用习题2的数据，计算：相对挥发度；在平均相对挥发度下的xh数据，并 与习题2的结果相比较。卷品龄r#解：计算平均相对挥发度理想溶液相对挥发度a =Pa*/P b*计算出各温度下的相对挥发度:t(°C ) 248.0 251.0 259.1 260.6 275.1 276.9 279.0 289.0 291.7304.8 309.3a- 5.291 5.563 4.178 - -取 275.1 °C和 279°C时的 a 值做平均 a m二(5.2

6、91+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 二 0.3835 时，y = 4.73 X 0.3835/1+©73-1) X 0.3835> 0.746同理得到其他y值列表如下作出新的你刁曲线和原先的你刁曲线如图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 单蒸憾和平衡蒸憾，若汽化率为1/3，试求两种情况下的斧液和憎出液组成。假设在操作范围内气液平衡关系可表示为y= 0.46x + 0.549解：简单蒸憾由h冊步)二/ x xFdx/(y)以及气液平衡关系y = 0.46x + 0.549X得h(JV /P

7、)=jxFdx/).549-0.54x)0.54h(0.549-0.54xf)/0.549_O54x).汽化率 lp = 1/3贝9 q 二 2/3 即 W /P = 2X3Ah(2Z3)= O.54h0549-O54X 0.6)/(0.549-0.54x)1解得t(°C ) 260.6.275.1276.9279289a5.2915.5634.178X10.38350.33080.20850y10.7460.7000.5550牝品 X= 0.498代入平衡关系式 y二0.46X+ 0.549 得y = 0.804平衡蒸憾由物料衡算Fxf二Wx+DyD + W = F 将W = 2/

8、3代入得到xf = 2xZ3 + 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.在连续精懈塔中分离由二硫化碳和四硫化碳所组成的混合液。已知原料液流量F若要求釜液组成Xw为4000kg4i ,组成xf为0.3 （二硫化碳的质量分率，下同） 不大于0.05,馄?出液回收率为88%。试求惚出液的流量和组分，分别以摩尔流量 和摩尔分率表示。解：懈出回收率=Dxd/Fxf=88%得憾出液的质量流量Dxd = Fxf 88 % 二 4000 X 0.3 X0.88 = 1056kg仏 结合物料衡算Fx f = W xw + D x dD + W 二 F 得 xd 二

9、 0.943憎出液的摩尔流量1056/(76 X 0.943)二 14.7km oUi以摩尔分率表示徭出液组成 x d 二(0.943/76)4(0.943/76)+ (0.057/154)=0.976在常压操作的连续精懈塔中分离喊甲醇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。96.40.020.13493.50.040.23491.20.060.30489.30.080.36587.70.100.41884.40.150.51781.70.200.5

10、7978.00.300.66573.10.500.77971.20.600.82569.30.700.87067.60.800.91566.00.900.95865.00.950.97964.01.01.0解：(1)进料温度40°C75.3 °C时，甲醇的汽化潜热 n = 825kjAg水蒸汽的汽化潜热r2二2313.6kJ/kg57.6 °C时，甲醇的比热 CV1 = 2.784kJ/(kg °C )水蒸汽的比热 C v2 = 4.178kJ/(kg- °C )查附表给出数据当xa =0.4时，平衡温度t=75.3 °C40

11、6;C进料为冷液体进料即将lm。1进料变成饱和蒸汽所需热量包括两部分一部分是将40°C冷液体变成饱和液体的热量 Qx ,二是将75.3 °C饱和液体变成气体所需要的汽化潜热02,即口=(Q1+Qz)/Q2=1+(Q1/Q2)Q 1= 0.4 X32X 2.784 X ( 75.3-10 ) = 2850.748kjAgQ 2= 825 X0.4 X32 + 2313.6X0.6 X 18 二 35546.88 kj/kgI q = 1 +(Q i/Q 2 ) 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

12、液流量为100km 0M1，馄?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 镭段的下降液体流量和提懈段的上升蒸汽流量。假设塔内气液相均为恒摩尔卷品龄r#流。解：产品的流量由物料衡算 Fx W xw + DxdD + W二F代入数据得W = 60.44 km 0M1产品流量 D = 100- 60.44 二 39.56 km oUi 精憾段的下降液体流量LL 二 DR - 2.5X39.56 = 98.9 km o/h 提憾段的上升蒸汽流量V'40 °C进料 q = 1.08V = V '+ (lp

13、)F = D (1+R ) = 138.46 km oA V '二 146.46 km oUi8某连续精啊操作中，已知精憾段 y= 0.723x+ 0.263；提懈段y = l25x-0.0187若原料液于露点温度下进入精憾塔中，试求原料液，憾出液和釜残液的组成及回流比。解：露点进料q = 0即 精馅段 y 二 0723x+ 0.263 过(xd , xd) a xd =0.949提馆?段 y = l25x- 0.0187 过(xw , xw) xw = 0.0748精馄!段与 y 轴交于 Q , Xd/ (R + l) 即 X d/ (R + l)二 0.263AR 二 2.61连立

14、精啊段与提馆段操作线得到交点坐标为(0.5345 , 0.6490 )/ x f = 0.6499. 在常压连续精馆塔中，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)。塔顶憾出液组成为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精镭段操作线方程y =Rx/ (R + 1)二2xZ3 + 09Z3=2x/S + 0.3精憎段y： =xn = 0.9由平衡关系式y二a x/l + ( a -l)x 得xl = 0.7853 再由精帼段操作线方程y=2x +

15、03 得y2 = 0.8236 依次得到心 二 0.6549 y 3= 0.7366x3 = 0.5320 y 4= 0.6547X| = 0.4353 xi < x f = 0.5 < x s 精饰段需要板层数为3块提饰段 x 1 = x 4 = 0.4353提徭段操作线方程y二L x/ (L 4V ) -W xw/ ( L 4V )饱和液体进料q二1/(L 哪)=(L+F) /V = 1 + W / (3D )由物料半衡Fxf二W x* + DxdD + W = F 代入数据可得D = WL / (L -W ) = 4/3W / ( L'哪)即提谓段操作线方程=W /

16、(L+D )二W Z3D二1/3 y '二4x ' -0.1/3 y 2二 0.5471由平衡关系式 y 二 a xAl + ( a -l)x得 x 2 = 0.3293依次可以得到y尸0.4058 x “ = 0.2173y '4二 0.2564 x 二 0.1229y 5= 0.1306 x 5 = 0.0576T X 5 Xw = 0.1 < Xi提饰段段需要板层数为 4块理论板层数为n二3 + 4 + 1二8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 回流温度为20°

17、;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 3.2 X104kJ/km ol,平均比热为 140 kj/(km ol °C )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 精憾段不受q影响，板层数依然是3块提憾段 由于q的影响，使得L7( L'哪)和W / ( L'哪)发生了变化 q=(Q i+Q 2) /Q 2=1+(Q i/Q 2)Qi = CP T = 140 X ( 83-20 ) = 8820 kj/km ol4Q:3.2 X10kJk»412 q = 1 + 8820/(

18、3.2 X 104 )= 1.2756l7 ( l' tv )二 M + W -F (1)W -F (lp)二 ED +W -F (lp)/C3D-F (lp) D = W , F 二 2D 得LV ( f-W ) = (l + q)/0.5 + q)二 1.2815W / (L'4V ) = D/I3D-F(1)> 1/ (l + 2q) = 0.2815提憾段操作线方程为y= 1.2815x-0.02815> >X1 = X 4 = 0.4353代入操作线方程得y 2 = 0.5297再由平衡关系式得到X2= 0.3141 依次计算 y3.= 0.3743

19、X3 = 0.1956y4 二 0.2225xi = 0.1042y5 二 0.1054X5 = 0.0457*.* X 5 < X W = 0.1 < X 4提馅段板层数为4理论板层数为3 + 4 + 1二8块（包括再沸器）11 在常压连续精饰塔内分离乙醇-水混合液，原料液为饱和液体，其中含乙醇0.15 （摩尔分率，下同）,憎出液组成不低于0.8,釜液组成为0.02；操作回流比为2。若于精憾段侧线取料，其摩尔流量为憾出液摩尔流量的 1左，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

20、分为三段，由例1-7附表，在直角坐标 图上绘出平衡线，从xd = 0.8开始，在精憎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，则改在提饰段与平衡线卷 品 (/之间绘梯级，直至梯级的铅直线达到或越过点C & , Xw) O如图，理论板层数为10块(不包括再沸器)出料口为第9层；侧线取料为第5层12用一连续精馄J塔分离由组分A?B组成的理想混合液。原料液中含A 0.44 ,惚出 液中含A 0.957 (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163 ,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(心，

21、yj位于平衡线上；且q线过(xf , Xf)可以计算出q线斜率即q/(lp),这样就可以得到q的值由式 1Y7 R mn =仗 D&q)-。(1D)/(l 下 q )/ ( Q T )代入数据得0.63 = (0.957AJ-2.5 X (1-0.957)/(1J/ (2.5-1 ). Xq = 0.366 或 Xq 二 1.07 (舍去)即Xq二0.366根据平衡关系式y=2.5x/ (l + 1.5x )得到 yq= 0.591q 线 y 二 qx/ ( q-1 ) -x f/ (q-1 )过(0.44 , 0.44 ) ,(0.366 , 0.591 )q/ (q-1 ) = (

22、0.591-0.44 ) / (0.366-0.44 )得 q = 0.670 q 1原料液为气液混合物13在连续精憎塔中分离某种组成为0.5 (易挥发组分的摩尔分率，下同)的两组分 理想溶液。原料液于泡点下进入塔内。塔顶采用分凝器和全凝器，分凝器向塔内 提供回流液，其组成为0.88 ,全凝器提供组成为0.95的合格产品。塔顶镭出液中 易挥发组分的回收率96%。若测得塔顶第一层板的液相组成为0.79，试求：(1) 操作回流比和最小回流比；(2)若懈出液量为100km 0U1 ,则原料液流量为多少？解：(1)在塔顶满足气液平衡关系式y二a xAl + ( a -l)x代入已知数据0.95 = 0

23、.88a /I + 0.88( a -1)I a = 2.591第一块板的气相组成y i = 2.591x i/ (1 + 1.591xi)=2.591X 0.79/ (1 + 1.591 X0.79 )二 0.907在塔顶做物料衡算V二L + DVyi= Lxl+ D xd0.907 ( L + D ) = 0.88L + 0.95D .I L/D = 1.593即回流比为R = 1.593由式 W7 R mn = (X D/Xq)-Cl (1 D )/(1。T )泡点进料 X q = X FRm 五二 1.03 1(2)回收率Dxd/Pxf= 96 %得到F = 100 X0.95/ (0

24、.5 X 0.96 ) = 197.92 km 0U115在连续操作的板式精锚塔中分离苯-甲苯的混合液。在全回流条件下测得相邻板上的液相组层的单板效率EmV o成分别为0.28 , 0.41和0.57，试计算三层中较低的两操作条件下苯-甲苯混合液的平衡数据如下：x 0.26 0.38 0.51y 0.45 0.60 0.72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 X nT = 0.28 Xn= 0.41 X= 0.57 根据回流条件 y n+l 二 X n y n = 0.28 y n+i 0.41 y n+2=057由表中所给数据a = 2.4与第n层板液相平衡的气相组

25、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+i = 2.4 X0.57/(1+0.57 X 1.4 )二0.483由式1怖1 E MV =(y<y 沖)/( y/h 申)可得第n层板气相单板效率E MVn =（ Xn-1之n） / （n j n）(0.57-0.41 ) / ( 0.625-0.41 )卷品龄r#=74.4%*第n层板气相单板效率E MVn+l =(XCn+1) / ( yn+1之n+1 )(0.41-0.28 ) / (0.483-0.28 )=64第2章吸收1. 从手册中查得101.33kPa

26、,25 °C时，若100g水中含氨lg,则此溶液上方的氨气平 衡分压为0,987kPao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 km 01/血3 - kPa)及相平衡常数m解：液相摩尔分数 x= (1A7 ) A(1/L7 ) + (100A8 )二 0.0105气相摩尔分数 y = 0.987/L01.33 = 0.00974由亨利定律 y 二 mx 得 m 二 y/k 二 0.00974X).0105 =0.928"5333液相体积摩尔分数 C 二 (147 ) / (101X10 40 )二 0.5824 XlOmo血由亨利定律 P = C/H 得 H=

27、C 护=0.5824/0.987 = 0.590 km oW 3 - kPa)2.101.33kPa,10 °C时，氧气在水中的溶解度可用P二3.31 X 10&X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 X 21% = 21.28kPa氧在水中摩尔分率 x 二 21.28/ (3.31 X106 ) = 0.00643 X 103每立方米溶有氧 0.0064 X 103X32/ ( 18X 10 ) = 11.43g3.某混合气体中含有2%

28、 (体积)C02,其余为空气。混合气体的温度为30°C,总 压强为506.6kPao从手册中查得30°C时C 0 2在水中的亨利系数E = 1.88 X105kPa,试求溶解度系数H km o/(hi 3 kPa)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 o解：由题意 y = 0.02 , m 二 E护总二 1.88 X 105/506.6 二 0.37X103根据亨利定律 y = mx 得 x = y血=0.02/0.37 X 103= 0.000054 即每100g与该气体相平衡的水中溶有C0 2 0.000054 X44X100/18 =

29、 0.0132gH =pA8E = 10 3 / ( 10X 1.88 X 105) = 2.955 XIO1 km o/(jn 3 kPa)7在101.33kPa, 27°C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 =1.995km o/6 3 kP a),气膜吸收系数 k g = 1.55 X 10-5 km ol/fo 2 s kP a),液 膜吸收系数k l = 2.08 X 10 km o/血2 s km oUn 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 /K g = 1/k

30、G+ 1/Hk l可得总吸收系数1/K g = 1/1.55 X 10吒 + 1/ ( 1.995 X2.08 X10吒)Kg = 1.128X10 kmo/(hi 2 s kPa)气膜阻力所占百分数为:(1/kc) / (im + 1/HkL)=HW (HkL+kG)=(1.995 X 2.08 ) / ( 1.995 X2.08 + 1.55 )=0.928 二 92.8 %8在吸收塔内用水吸收混于空气中的甲醇，操作温度为27°C,压强101.33kPao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2.11km o血J试根据上题有关的数据算出该截面上的吸

31、收速率。解：由已知可得 kG 二 1.128 X lOkmol/dn 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 = 1.058kPaANa = K gG-P *)= 1.1280.16 km 0”血2 h)X 10吒(5-1.058 )二 4.447 X 10吒 km ol/b 2 s)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C02,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 =5.52X104kPao若吸收剂为最小理论用量的1.2倍，试计算操作液气比L川及

32、出口组成X。解：Y=2/98 =0.0204,Y 2= 0.1/99.9 = 0.001m =E/f 总二 5.52X104/L01.33 = 0.0545X 104IIr| ( L/V ) m(Y】迪2 ) A ! *= (YT 2 ) / (Yi/fn )=(0.0204-0.001 ) / (0.0204/545 )=518.28L/V二 1.2( L/V)mb = 622由操作线方程Y二(L/V ) X + Y 2- (L/V ) X2得出口液相组成X 严 (Y】刊2 ) / (L/V ) =(0.0204-0.001 ) /622 = 3.12 x io- 改变压强后，亨利系数发生变

33、化，及组分平衡发生变化，导致出口液相组成变化m '二 E护 总=5.52 X 10440133 = 0.0545 X 10吒(L/V ) = 1.2 (L/V ) “ = 62.2X ! = (YHf2 ) / (L/V ) = (0.0204-0.001 ) /62.2 = 3.12 X 1010. 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中的氨。已知氨的摩尔分率为 0.1 , 混合气体于40°C下进入塔底，体积流量为0.556m 3 /f

34、e ,空塔气速为1.2m /s o吸收 剂用量为最小用量的11倍，氨的吸收率为95%,且已估算出塔内气相体积吸收总 系数Kys的平均值为0.0556km ol/(m 3 s).水在20温度下送入塔顶，由于吸收氨时有溶解热放出，故使氨水温度越 近塔底越高。已根据热效应计算出塔内氨水浓度与起慰问度及在该温度 下的平衡气相浓度之间的对应数据，列入本题附表中试求塔径及填料塔 咼度。氨溶液温度t/°C氨溶液浓度气相氨平衡浓度卷品龄r#Xkm o 1(氨)/km ol(水)39.5Y *km o 10Am o 10420.040.09744.50.0450.125470.050.15620002

35、3.50.0050.0056260.010.010290.0150.01831.50.020.027340.0250.0436.50.030.0540.0740.035解：混合气流量G = D2uAAD = (4G / Ji u) 1/2 = (4 X 0.556)/(3.14 x 1.2)皿二 0.77 mY i = 0.1 X).9 = 0.111y2 = y i (1- H ) = 0.05 X 0.1 = 0.005Y2 二 0.005X).995 = 0.005根据附表中的数据绘成不同温度下的XT*曲线查得与Y】二0.111相平衡的液相组成X：二 0.0425(L/V ) mF (Y

36、l-Y i) /X = (0.111-0.005 ) /0.0425 = 2.497 (L/V ) = 1.1 C/V) 2.75由操作线方程Y =(L/V)X + Y 2可得X !二(V/L)(Y i 记2)=(0.111-0.005)/2.75=0.0386由曲线可查得与X】相平衡的气相组成Y】*二0.092Ym= ( Yi- Y2) /h( Yi- Y2)(0.111-0.092) -0.005>( 0.111-0.092 ) /0.005=0.0105Nog二(Yi2)/ Ym 二(0.111-0.005 ) /0.0105=10.105惰性气体流量 G' = 0.556

37、 X (1-0.1)= 0.556X0.9二 0.5004m 3/s=(0.5004 X101.33 X 103) / (8.314 X313)=19.49 m oVsHog= V/(K vaQ)= (19.49 X 2 )/0.0556 n X 0.77 2A)二 765.56X 10-3 m填料层高度 H 二 Nog X Hog 二 10.105 X765.56 Xio3=7.654m12在吸收塔中用请水吸收混合气体中的S02,气体流量为5000m (标准)4),其中S02占10%,要求SO?的回收率为95%o气，液逆流接触，在塔的操作条件下，*2SO在两相间的平衡关系近似为Y = 26.

38、7X ,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(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- H ) = 0.1 X ( 1-0.95 ) = 0.005Yi = 0.1/0.9 = 0.111 Y2= 0.005/ ( 1-0.005 ) = 0.005(L/V )"二(YT 2) A i *=( Yi -¥2) / (Yi /26.7 )=(0.111-0.005 ) X 26.7X).111=25.50(L/V ) =1

39、.5 (L/V ) mF 38.25惰性气体流量:V = 5000 X0.9/22.4 = 200.89用水量 L = 38.25 X 200.89 二 7684km oVh(2)吸收操作线方程Y = (L/V ) X + Y 2代入已知数据Y = 38.25X + 0.005卷 品 (/在坐标纸中画出操作线和平横线，得到理论板数 Nt = 5.5块14在一逆流吸收塔中用三乙醇胺水溶液吸收混于气态桂中的H2S,进塔气相中含H?S (体积)2.91 %要求吸收率不低于99%,操作温度300K,压强101.33kPa,平衡关系为Y*=2X ,进塔液体为新鲜溶剂，出塔液体中H?S浓度为0.013km

40、 ol(H 2S)/km ol(溶剂)已知单位塔截面上单位时间流过的惰性气体量为0015kmo/血2 s),气相体积吸收总系数为0.000395 kmoW 3 s kPa)。求所需填料蹭高度。W： y2 = y ! (1- n ) =0.0291 X0.01 = 0.000291Y2 = y 2 = 0.000291 Y ： = 0.0291/(1-0.0291 ) = 0.02997* *Ym 二(YT ) -¥ 2/h( Y1 ) A 2=(0.02997-0.013X2) -0.000291>(0.02997-0.013 X 2)X).000291=0.0014N 二(丫

41、 迪)/ Y 二 (0.02997-0.000297 ) /0.0014 二 21.20G12mH OG = V/(K yqQ)二 0.015/(0.000395 X 101.33 )二 0.375H = N og X Hog21.2 X0.375 = 7.9m卷品龄r#第3章干燥1 已知湿空气的总压强为50kPa,温度为60°C相对湿度40%,试求：(1)湿空气 中水气的分压；(2)湿度；(3)湿空气的密度解：(1)查得60°C时水的饱和蒸汽压Ps二19.932kPa 水气分压 P 水气二 P sd)二 19.932 X0.4 二 7.973kPa(2) H = 0.62

42、2 P 水气 / (P于水气)二0.622 X7.973/ ( 50T.973 )=0.118 kg/kg 绝干(3) lkg绝干气中含0.118kg水气x 绝干二(1/29)/(1/29)+(0.118/18)- 0.84x 水气二(0.118/18)/(1/29)+(0.118/18)= 0.16湿空气分子量 M = 18x+ 29x 二 18 X0.16 + 29 X 0.840水气绝干气二 27.249 g/fn ol湿空气密度 P 二 MP/RT 二(27.24 X 10'3 X50 X 103 ) / (8.314 X 333)=0.493 kg/fn彳湿空气2. 利用湿空

43、气的H-I图查出本题附表中空格内的数值，并给出序号4中各数值的求 解过程序号干球温/芟湿球温,变湿f；£相)寸湿度1焙水气岔if仃八°CO0/ ,丿K刃Kg 叫旷Z 0Kg/1a°C160350.03221405i30240270.024090325320180.0137550215卷 品 (/430280.02585954253干球温度为20°C,湿度为0.009 kgAg绝干的湿空气通过预热器加热到50°C, 再送往常压干燥器中，离开干燥器时空气的相对湿度为80%。若空气在干燥器 中经历等恰干燥过程，试求：3(1) lm原湿空气在预热器过程

44、中焙的变化；3(2) lm原湿空气在干燥器中获得的水分量。解：(1)原湿空气的恰：Io= (1.01 + 1.88H o)t+ 2490 H o二(1.01 + 1.88X 0.009) X 20 + 2490 X0.009二 43 kj/kg绝干通过预热器后空气的焙Ii = (1.01 + 1.88X0.009) X 50 + 2490 X0.0009=73.756 kjAg绝干恰变化 H = L-I 0- 30.756 kjAg 绝干"33空气的密度 P 二 MP/RT 二(29X10 X101.33 X 10 ) / (8.314 X293) =1.21 kg/fn 3lm 3

45、原湿空气恰的变化为H = 30.756 X 1.21/1.009 = 36.9 kj/kg湿气(2)等恰干燥 I x= I 2 - 73.756 kjAg 绝干假设从干燥器中出来的空气湿度 t= 26.8°C,查得此时水蒸汽的饱和蒸汽压Ps 二 3.635 kPa H 2 = 0.622 © P s /( P-(bPs)二 0.622 X0.8 X3.635/(101.33-0.8X 3.635)二 0.0184 kj/kg 绝干由 12 二 73.756 = (1.01 + 1.88H 2 ) t2 + 2490 H 2 试差假设成立A H2= 0.0184 kj/kg

46、绝干牝品 获得水分量:H = H2-H 0= 0.0184-0.009 - 0.0094 kjAg 绝干=0.0094X 1.214.009 二 0.011 kj/kg 湿气4将to = 25°C, d）o二50%的常压新鲜空气，与干燥器排出的t2二50°C,（1）2二80%的常压废气混合，两者中绝干气的质量比为1： 3o分别用计算法和做图法求混合 气体的湿度和恰。解：（1）查得25°C时和50°C时水的饱和蒸汽压分别为3.291 kPa和12.34kPa新鲜空气湿度 Ho= 0.622 （l）oPs/（P- cboPs）=0.0529 kg水/kg绝干

47、混合气焙：匚二(1.01 + 1.88H Q 4+ 2490 H m(1.01 + 1.88 X0.0529 ) X 43.75 + 2490 X 0.0529混合气温度 t “ 二(25 + 50X3) / (1 + 3) = 43.75 °C绝干=180.26 kj/kg(2)做图发略二 0.622X0.5 X3.291/ (101.33-0.5 X3.291 )=0.01027 kg水/kg绝干废气湿度H 2 = 0.622©2 P S /(P-巾 2Ps)二 0.622X 0.8 X 12.34/ (101.33-0.8 X12.34 )=0.20142 kg水/3kg绝干混合气湿度 Hm =( 0.01027+0.06714 X 3) / ( 1 + 3)5干球温度t。二26 °C,湿球温度two=23 °C的新鲜空气，预热到95 °C后送入 连续逆流干燥器内，离开干燥器时温度为t尸85°C。湿物料初始状况为：温度1 1e二25 °C,含水量3 = 15 %终了时状态为：温度0 2= 34.5 °C , 3 2=0.2%。每小时有9200kg湿物料加入干燥器内。绝干物料的比热容 Cs二1.84 kj/（kg 绝干 °C ）。干燥器内无输送 装置，热损失