化工原理第七章习题答案

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1、07-1．100g水中溶解1gNH，从手册查得20C时NH的平衡分压为986.6Pa，在此33−3−1浓度以内服从亨利定律。试求溶解度系数H（单位为kmol⋅m⋅kPa）和相平衡常数m，−3−1总压力为100kPa。（答：H=0.59kmol⋅m⋅kPa,m=0.943）117−3解：c==0.582kmol⋅m，1011000c0.582−1−3H===0.59mol⋅Pa⋅m，Pe0.98667.4760y==0.0099，e100101.3117x==0.0105，1100+1718ye0.0099m===0.943。x0.01050*6∗7-2．10C

2、时氧在水中的溶解度的表达式p=3.313×10x,式中p为氧在气相中的平衡分压，kPa；x为溶液中氧的摩尔分数。空气中氧的体积分数为21%，试求总压为3−3−3101kPa时，每m水中可溶解多少g氧？（答：11.4g⋅m，或0.35mol⋅m）解：Pe=0.21×101.3=21.3kPa，Pe21.3−6x===6.42×10，663.313×103.313×10−66.42×10×32−3c==11.4g⋅m。18×10007-3．用清水吸收混合气中的NH，进入常压吸收塔的气体含NH体积分数为6%，33−1吸收后气体含NH体积分数为0.4%，出口溶液的摩尔

3、比为0.012kmol⋅NH⋅kmol水。33∗此物系的平衡关系为Y=2.52X。气液逆流流动，试求塔顶、塔底处气相推动力各为多少？（答：顶ΔY=0.00402，底ΔY=0.034）21y10.06y20.004解：Y===0.064，Y===0.0402，121−y1−0.061−y1−0.00412塔底：Y=2.52X=2.52×0.012=0.03024，e塔顶：Y=2.52X=2.52×0=0，e塔顶气相推动力∆Y=0.00402，2塔底气相推动力∆Y=Y−Y=0.064−0.03024=0.034。11e,17-4．用水吸收空气中的甲醇蒸汽，在操作温

4、度300K下的溶解度系−3−1−2−1−1H=2kmol⋅m⋅kPa,传质系数k=0.056kmol⋅m⋅h⋅kPa，G−2−1-13k=0.075kmol⋅m⋅h⋅kmol⋅m。求总传质系数K以及气相阻力在总阻力中所占LG-2−1−1的分数。（答：K=0.0408kmol⋅m⋅h⋅kPa,0.73）G11−2−1−1解：K===0.0408kmol⋅m⋅h⋅kPa，G1111++KHK0.0562×0.075GL气相阻力所占分率：10.056η==0.73。11+0.0562×0.0757-5．从矿石焙烧送出的气体，含体积分数9%SO，其余视为空气。冷却后送

5、入吸收20塔，用水吸收其中所含SO的95%。吸收塔的操作温度为30C，压力为100kPa。每小230时处理的炉气量为1000m（30C、100kPa时的体积流量），所用液气比为最小值的1.2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SO溶解度27.55.02.51.51.00.50.20.1−1/kgSO⋅(100kg)HO22气相SO2平衡分压91.760.328.816.710.54.81.57/kPa0.63−1(答：L=30120kg⋅h,x=0.00206)1y10.09解：Y===0.099，11−y1−0.091Y=(1−η)Y=

6、(1−0.95)×0.099=0.00495，211000273−1V=×(1−0.09)=36.6kmol⋅h，22.4303进吸收塔SO的分压P=101.3y=101.3×0.09=9.12kPa，21-1由平衡关系内插得溶液平衡浓度为0.877kgSO2⋅(100kg)HO，20.877/64−3换算为摩尔比x==2.47×10，1,e100/18⎛L⎞Y1−Y20.099−0.00495⎜⎟===38.1，⎝V⎠minx1,e0.00247L⎛L⎞=1.2⎜⎟=1.2×38.1=45.69，V⎝V⎠min⎛L⎞−1−1Lmin=V⎜⎟=36.6×38.

7、1=1394.5mol⋅h=25100kg⋅h，⎝V⎠min−1L=1.2L=1.2×25100=30120kg⋅h，minLY1−Y2Y1−Y20.099−0.00495−3=⇒x===2.06×10。1VxL45.691V7-6．用煤油从苯蒸气与空气的混合物中回收苯，要求回收99%。入塔的混合气中，含苯2%（摩尔分数）。入塔的煤油中，含苯0.02%。溶剂用量为最小用量的1.5倍，操作温0∗度为50C，压力为100kPa。平衡关系为Y=0.36X，总传质系数−3−1−2−1K⋅a=0.015kmol⋅m⋅s。入塔气体的摩尔流量为0.015kmol⋅m⋅s。求

8、填料层Y高度。（答：Z=12m）解：y