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化工原理课后习题答案第七章吸收习题解答(总18页)-本页仅作为预览文档封面，使用时请删除本页-第七章 吸 收7-1 总压 kPa ，温度25℃时，1000克水中含二氧化硫50克，在此浓度范围内亨利定律适用，通过实验测定其亨利系数E 为 MPa ， 试求该溶液上方二氧化硫的平衡分压和相平衡常数m 。
（溶液密度近似取为1000kg/m 3）解：溶质在液相中的摩尔分数：50640.01391000501864x ==+ 二氧化硫的平衡分压：*34.13100.0139kPa=57.41kPa p Ex ==⨯⨯相平衡常数：634.1310Pa40.77101.310PaE m P ⨯===⨯7-2 在逆流喷淋填料塔中用水进行硫化氢气体的吸收，含硫化氢的混合气进口浓度为5%（质量分数），求填料塔出口水溶液中硫化氢的最大浓度。
已知塔内温度为20℃，压强为×105 Pa ，亨利系数E 为。
解：相平衡常数为：6548.910321.711.5210E m P ⨯===⨯ 硫化氢的混合气进口摩尔浓度：15340.04305953429y ==+若填料塔出口水溶液中硫化氢达最大浓度，在出口处气液相达平衡，即：41max 0.0430 1.3410321.71y x m -===⨯7-3 分析下列过程是吸收过程还是解吸过程，计算其推动力的大小，并在x - y 图上表示。
（1）含NO 2 (摩尔分率)的水溶液和含NO 2 (摩尔分率) 的混合气接触，总压为，T=15℃，已知15℃时，NO 2水溶液的亨利系数E =×102 kPa ；（2）气液组成及温度同（1），总压达200kPa （绝对压强）。
解：（1）相平衡常数为：5131 1.6810Pa1.658101.310Pa E m P ⨯===⨯ *1 1.6580.0030.00498y m x ==⨯=由于 *y y >，所以该过程是吸收过程。
第七章 吸 收7-1 总压101.3 kPa ，温度25℃时，1000克水中含二氧化硫50克，在此浓度范围内亨利定律适用，通过实验测定其亨利系数E 为4.13 MPa ， 试求该溶液上方二氧化硫的平衡分压和相平衡常数m 。
（溶液密度近似取为1000kg/m 3）解：溶质在液相中的摩尔分数：50640.01391000501864x ==+ 二氧化硫的平衡分压：*34.13100.0139kPa=57.41kPa p Ex ==⨯⨯相平衡常数：634.1310Pa40.77101.310PaE m P ⨯===⨯7-2 在逆流喷淋填料塔中用水进行硫化氢气体的吸收，含硫化氢的混合气进口浓度为5%（质量分数），求填料塔出口水溶液中硫化氢的最大浓度。
已知塔内温度为20℃，压强为1.52×105 Pa ，亨利系数E 为48.9MPa 。
解：相平衡常数为：6548.910321.711.5210E m P ⨯===⨯ 硫化氢的混合气进口摩尔浓度：15340.04305953429y ==+若填料塔出口水溶液中硫化氢达最大浓度，在出口处气液相达平衡，即：41max 0.0430 1.3410321.71y x m -===⨯7-3 分析下列过程是吸收过程还是解吸过程，计算其推动力的大小，并在x - y 图上表示。
（1）含NO 2 0.003(摩尔分率)的水溶液和含NO 2 0.06 (摩尔分率) 的混合气接触，总压为101.3kPa ，T=15℃，已知15℃时，NO 2水溶液的亨利系数E =1.68×102 kPa ；（2）气液组成及温度同（1），总压达200kPa （绝对压强）。
解：（1）相平衡常数为：51311.6810Pa 1.658101.310Pa E m P ⨯===⨯ *1 1.6580.0030.00498y m x ==⨯=由于 *y y >，所以该过程是吸收过程。
第七章 干 燥湿空气的性质【7-1】湿空气的总压为.1013kP a ，(1)试计算空气为40℃、相对湿度为%60ϕ=时的湿度与焓；(2)已知湿空气中水蒸气分压为9.3kPa ，求该空气在50℃时的相对湿度ϕ与湿度H 。
解 湿空气总压.1013p k P a =(1).06ϕ=，40℃时水蒸气的饱和蒸气压.7375s p k P a = 湿度..../ (0673750622)0622002841013067375ssp H kg kgp p ϕϕ⨯==⨯=--⨯．水干气焓 ()..1011882492I H t H =++ (...)../= 10118800284402492002841133k J k g +⨯⨯+⨯= (2) 湿空气中水汽分压.93V p kPa = 50℃时水的饱和蒸气压.1234s p k P a = 相对湿度 ..9307541234V s p p ϕ===．湿度. (93)0622=062200629101393V Vp H kg kgp p =⨯=--．水／干气【7-2】空气的总压为101.33kPa ，干球温度为303K ，相对湿度%70ϕ=，试用计算式求空气的下列各参数：(1)湿度H ；(2)饱和湿度s H ；(3)露点d t ；(4)焓I ；(5)空气中的水汽分压V p 。
解 总压.,.101333033007p k P a t K ϕ====℃， (1) 30℃时，水的饱和蒸气压.4241s p k P a = 湿度... (0742410622)06220018810133074241ssp H kg kgp p ϕϕ⨯==⨯=--⨯．．水／干气 (2) 饱和湿度 (4241)0622062200272101334241s s sp H kg kgp p ==⨯=--．水／干气(3)露点d t 时的饱和湿度.00188s H kg kg =水／干气.0622s s sp H p p =- (10133001882970622062200188)s s spH p kPaH ⨯===++从水的饱和蒸气压为 2.97kPa 查得水的饱和温度为23.3℃，故空气的露点.233℃d t =(4) .3000188t H kg kg ==℃，水／干气时，空气的焓为()..1011882492H H t H=++(...)../= 1011880018830249200188782kJ kg +⨯⨯+⨯=干气 (5) t=30℃时的.4241s p k P a =水汽分压 ...074241297V s p p kPa ϕ==⨯=【7-3】在总压为101.3kPa 下测得湿空气的干球温度为50℃，湿球温度为30℃，试计算湿空气的湿度与水汽分压。
第七章 干 燥湿空气的性质【7-1】湿空气的总压为.1013kPa ，(1)试计算空气为40℃、相对湿度为%60ϕ=时的湿度与焓；(2)已知湿空气中水蒸气分压为9.3kPa ，求该空气在50℃时的相对湿度ϕ与湿度H 。
解 湿空气总压.1013p kPa =(1).06ϕ=，40℃时水蒸气的饱和蒸气压.7375s p kPa = 湿度 ..../ (067375)06220622002841013067375s s p H kg kg p p ϕϕ⨯==⨯=--⨯．水干气焓 ()..1011882492I H t H =++(...)../= 10118800284402492002841133kJ kg +⨯⨯+⨯= (2) 湿空气中水汽分压.93V p kPa = 50℃时水的饱和蒸气压.1234s p kPa = 相对湿度 ..9307541234V s p p ϕ===． 湿度 . (93)0622=062200629101393V V p H kg kg p p =⨯=--．水／干气 【7-2】空气的总压为101.33kPa ，干球温度为303K ，相对湿度%70ϕ=，试用计算式求空气的下列各参数：(1)湿度H ；(2)饱和湿度s H ；(3)露点d t ；(4)焓I ；(5)空气中的水汽分压V p 。
解 总压.,.101333033007p kPa t K ϕ====℃， (1) 30℃时，水的饱和蒸气压.4241s p kPa = 湿度 ...? (074241)062206220018810133074241s s p H kg kg p p ϕϕ⨯==⨯=--⨯．．水／干气(2) 饱和湿度 (4241)0622062200272101334241s s s p H kg kg p p ==⨯=--．水／干气 (3)露点d t 时的饱和湿度.00188s H kg kg =水／干气 .0622ss sp H p p =- (1013300188)2970622062200188s s s pH p kPa H ⨯===++从水的饱和蒸气压为 2.97kPa 查得水的饱和温度为23.3℃，故空气的露点.233℃d t =(4) .3000188t H kg kg ==℃，水／干气时，空气的焓为()..1011882492H H t H =++(...)../= 1011880018830249200188782kJ kg +⨯⨯+⨯=干气 (5) t=30℃时的.4241s p kPa =水汽分压 ...074241297V s p p kPa ϕ==⨯=【7-3】在总压为101.3kPa 下测得湿空气的干球温度为50℃，湿球温度为30℃，试计算湿空气的湿度与水汽分压。
第七章 干 燥湿空气的性质【7-1】湿空气的总压为.1013kPa ，(1)试计算空气为40℃、相对湿度为%60ϕ=时的湿度与焓；(2)已知湿空气中水蒸气分压为9.3kPa ，求该空气在50℃时的相对湿度ϕ与湿度H 。
解 湿空气总压.1013p kPa =(1).06ϕ=，40℃时水蒸气的饱和蒸气压.7375s p kPa = 湿度 ..../ (067375)06220622002841013067375s s p H kg kg p p ϕϕ⨯==⨯=--⨯．水干气焓 ()..1011882492I H t H =++(...)../= 10118800284402492002841133kJ kg +⨯⨯+⨯= (2) 湿空气中水汽分压.93V p kPa = 50℃时水的饱和蒸气压.1234s p kPa = 相对湿度 ..9307541234V s p p ϕ===． 湿度 . (93)0622=062200629101393V V p H kg kg p p =⨯=--．水／干气 【7-2】空气的总压为101.33kPa ，干球温度为303K ，相对湿度%70ϕ=，试用计算式求空气的下列各参数：(1)湿度H ；(2)饱和湿度s H ；(3)露点d t ；(4)焓I ；(5)空气中的水汽分压V p 。
解 总压.,.101333033007p kPa t K ϕ====℃， (1) 30℃时，水的饱和蒸气压.4241s p kPa = 湿度 ...? (074241)062206220018810133074241s s p H kg kg p p ϕϕ⨯==⨯=--⨯．．水／干气(2) 饱和湿度 (4241)0622062200272101334241s s s p H kg kg p p ==⨯=--．水／干气 (3)露点d t 时的饱和湿度.00188s H kg kg =水／干气.0622ss sp H p p =- (1013300188)2970622062200188s s s pH p kPa H ⨯===++从水的饱和蒸气压为 2.97kPa 查得水的饱和温度为23.3℃，故空气的露点.233℃d t =(4) .3000188t H kg kg ==℃，水／干气时，空气的焓为()..1011882492H H t H =++(...)../= 1011880018830249200188782kJ kg +⨯⨯+⨯=干气 (5) t=30℃时的.4241s p kPa =水汽分压 ...074241297V s p p kPa ϕ==⨯=【7-3】在总压为101.3kPa 下测得湿空气的干球温度为50℃，湿球温度为30℃，试计算湿空气的湿度与水汽分压。
第七章 干 燥湿空气的性质【7-1】湿空气的总压为.1013kP a ，(1)试计算空气为40℃、相对湿度为%60ϕ=时的湿度与焓；(2)已知湿空气中水蒸气分压为9.3kPa ，求该空气在50℃时的相对湿度ϕ与湿度H 。
解 湿空气总压.1013p k P a =(1).06ϕ=，40℃时水蒸气的饱和蒸气压.7375s p k P a = 湿度..../ (0673750622)0622002841013067375ssp H kg kgp p ϕϕ⨯==⨯=--⨯．水干气焓 ()..1011882492I H t H =++ (...)../= 10118800284402492002841133k J k g +⨯⨯+⨯= (2) 湿空气中水汽分压.93V p kPa = 50℃时水的饱和蒸气压.1234s p k P a = 相对湿度 ..9307541234V s p p ϕ===．湿度. (93)0622=062200629101393V Vp H kg kgp p =⨯=--．水／干气【7-2】空气的总压为101.33kPa ，干球温度为303K ，相对湿度%70ϕ=，试用计算式求空气的下列各参数：(1)湿度H ；(2)饱和湿度s H ；(3)露点d t ；(4)焓I ；(5)空气中的水汽分压V p 。
解 总压.,.101333033007p k P a t K ϕ====℃， (1) 30℃时，水的饱和蒸气压.4241s p k P a = 湿度... (0742410622)06220018810133074241ssp H kg kgp p ϕϕ⨯==⨯=--⨯．．水／干气 (2) 饱和湿度 (4241)0622062200272101334241s s sp H kg kgp p ==⨯=--．水／干气(3)露点d t 时的饱和湿度.00188s H kg kg =水／干气.0622s s sp H p p =- (10133001882970622062200188)s s spH p kPaH ⨯===++从水的饱和蒸气压为 2.97kPa 查得水的饱和温度为23.3℃，故空气的露点.233℃d t =(4) .3000188t H kg kg ==℃，水／干气时，空气的焓为()..1011882492H H t H=++(...)../= 1011880018830249200188782kJ kg +⨯⨯+⨯=干气 (5) t=30℃时的.4241s p k P a =水汽分压 ...074241297V s p p kPa ϕ==⨯=【7-3】在总压为101.3kPa 下测得湿空气的干球温度为50℃，湿球温度为30℃，试计算湿空气的湿度与水汽分压。
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101kPa 时，每m 3水中可溶解多少g 氧？（答：11.4gm"，或 耐 m^3 ）解：Pe = 0.21 101.3 =21.3kPa ，Pe7-3 .用清水吸收混合气中的 NH 3，进入常压吸收塔的气体含 NH 3体积分数为6%，吸收后气体含NH 3体积分数为0.4%，出口溶液的摩尔比为0.012kmolNH 3 kmol - 水。
此物系的平衡关系为 Y” =2.52X o 气液逆流流动，试求塔顶、塔底处气相推动 力各为多少？（答：顶 厶总= 0.00402，底=0.034 ）塔顶气相推动力 Y 2二0.00402，塔底气相推动力 心第=第一丫叩=0.064 —0.03024 = 0.034。
7-4 .用水吸收空气中的甲醇蒸汽，在操作温度300K 下的溶解度系H =2 k m om ； k P a ,传质系数 kG 二 0.056kmol m ° h 二 kPa 」，k L = 0.075knol m h A kmol -1 m 3 o 求总传质系数K G 以及气相阻力在总阻力中所占常数m ，解: 总压力为 100kPa o (答：H = 0.59kmol m " kPa J , m = 0.943)1 17 Ac 0.582kmol m ， 101 1000c 0.582 1 J3 H 0.59mol Pa m ， Pe 0.98667.4 7 60 ccccc y 0.0099 1 0 01 0131 17 x 0.0 1 0 51 100 + 17 18 7-1 . 100g 水中溶解1gNH 3，从手册查得 20°C 时NH 3的平衡分压为 986.6Pa ，在此浓度以内服从亨利定律。
试求溶解度系数 H （单位为kmol mkPa _1 ）和相平衡m 」-0.943o6.42 10“32 18 1000=11.4g0.0099 0.01057-2 100C 时氧在水中的溶解度的表达式P * =3.313 106x ,式中P”为氧在气相中21.3 3.313 10 =6.42 10^，解:0.004 1 - 0.004二 0.0402塔丫，=2.52X =2.52 0.012 =0.03024，塔丫，=2.52X =2.52 0 =0，= 0.064，丫2 =—-1- Y 20.06 1-0.061的分数。
解：（x, y — mol第六章习题1)1) 苯酚(C 6H 5OH) (A)和对甲酚(Ct 此(CHQ OH) (B)的饱和蒸汽压数据为：P=75mmHg “t—x —y”2)承第1题，利用各组数据，计算①在x=0至x=l 范围内各点的相对挥发度a”取各a ：的算术平均值a,算出a 对a 】的最大相对误斧。
②以平均a 作为常数代入平衡方程式算出各点的“y—关系，算出由此法得 出各组刃值的最大相对误斧。
D 0P _ P B 6 o - P A ~P B op A X A 儿=十"丝= 1.318最大误差= 1.318-1.299L299 =1.46%60-48.92 68.81-48.92 =0.5576&81x0.55760=0.639a x.y.= ---------------------'1 + ( or -1) x.Q按1.318计，结果如下:3)已知乙苯(A)与苯乙烯(B)的饱和蒸汽压与温度的关系可按下式算得: In 卩：=16.0195-3279.47/(7-59.95)In 加=16.0193-3328.57/(7-63.72)式中P°的单位是mmHg, T的单位是K。
问：总压为60mmHg (绝压)吋，A与B的沸点各为多少。
C ?在上述总压和65°C 吋，该物系可视为理想物系。
此物系的平衡汽、液相浓度各为多少摩尔分率？解：1)令= p,算得的/为A的沸点厶"60 = 16.0195 — 3279.47/( T — 59.95):.T A =334.95^ =61.8° CS B = p,算得的/为B的沸点Ln60 = 16.0193-3328.57/(7- 63.72).•.T B=342.85^=69.7°C2) p = 6QmmHg, t = 65°C = 33&15KLnp°A = 16.0195 — 3279.47 / (338.15 — 59.95)p°A = 68.81mmHgLnp°B = 16.0193 - 3328.57/(338.15-63.72) p°B = 4&92mmHg760-595.3 1436.7 —595.3 -0.19571436.7x0.1957760=0.374）苯（A）和甲苯（B）混合液可作为理想溶液，其各纯组分的蒸汽压计算式为log ^ = 6.906-1211/（/+220.8）log 巩=6.955-1345/0+219.5）式中P。
116第七章 干 燥湿空气的性质【7-1】湿空气的总压为.1013kPa ，(1)试计算空气为40℃、相对湿度为%60ϕ=时的湿度与焓；(2)已知湿空气中水蒸气分压为9.3kPa ，求该空气在50℃时的相对湿度ϕ与湿度H 。
解 湿空气总压.1013p kPa =(1).06ϕ=，40℃时水蒸气的饱和蒸气压.7375s p kPa = 湿度 ..../ (067375)06220622002841013067375s s p H kg kg p p ϕϕ⨯==⨯=--⨯．水干气焓 ()..1011882492I H t H =++(...)../= 10118800284402492002841133kJ kg +⨯⨯+⨯= (2) 湿空气中水汽分压.93V p kPa = 50℃时水的饱和蒸气压.1234s p kPa = 相对湿度 ..9307541234V s p p ϕ===． 湿度 . (93)0622=062200629101393V V p H kg kg p p =⨯=--．水／干气 【7-2】空气的总压为101.33kPa ，干球温度为303K ，相对湿度%70ϕ=，试用计算式求空气的下列各参数：(1)湿度H ；(2)饱和湿度s H ；(3)露点d t ；(4)焓I ；(5)空气中的水汽分压V p 。
解 总压.,.101333033007p kPa t K ϕ====℃， (1) 30℃时，水的饱和蒸气压.4241s p kPa = 湿度 ... (074241)062206220018810133074241s s p H kg kg p p ϕϕ⨯==⨯=--⨯．．水／干气(2) 饱和湿度 (4241)0622062200272101334241s s s p H kg kg p p ==⨯=--．水／干气 (3)露点d t 时的饱和湿度.00188s H kg kg =水／干气.0622ss sp H p p =- (1013300188)2970622062200188s s s pH p kPa H ⨯===++从水的饱和蒸气压为2.97kPa 查得水的饱和温度为23.3℃，故空气的露点.233℃d t = (4) .3000188t H kg kg ==℃，水／干气时，空气的焓为()..1011882492H H t H =++(...)../= 1011880018830249200188782kJ kg +⨯⨯+⨯=干气 (5) t=30℃时的.4241s p kPa =117水汽分压 ...074241297V s p p kPa ϕ==⨯=【7-3】在总压为101.3kPa 下测得湿空气的干球温度为50℃，湿球温度为30℃，试计算湿空气的湿度与水汽分压。
化工原理习题答案(第七章)第7章 吸收7-1．g 100水中溶解31gNH ，从手册查得C 200时3NH 的平衡分压为86.6Pa 9，在此浓度以内服从亨利定律。
试求溶解度系数H （单位为13kPa m kmol --⋅⋅）和相平衡常数m ，总压力为kPa 100。
（答：13kPa m 0.59kmol --⋅⋅=H , 0.943m =）解：3m kmol 582.01000101171-⋅==c ， 31m Pa mol 59.09866.0582.0--⋅⋅===Pe c H ，0099.03.1011007604.7==e y ，0105.018100171171=+=x ，943.00105.00099.0===x y m e 。
7-2．C 100时氧在水中的溶解度的表达式x p 6*10313.3⨯=,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kPa 101时，每3m 水中可溶解多少g 氧？（答：3m g 4.11-⋅ ，或3m 0.35mol -⋅ ）解：kPa 3.213.10121.0=⨯=Pe ，6661042.610313.33.2110313.3-⨯=⨯=⨯=Pe x ，36m g 4.11100018321042.6--⋅=⨯⨯⨯=c 。
7-3．用清水吸收混合气中的 3NH ，进入常压吸收塔的气体含3NH 体积分数为%6，吸收后气体含3NH 体积分数为%4.0，出口溶液的摩尔比为13kmol kmol 012.0-⋅NH 水。
此物系的平衡关系为X Y 52.2=*。
气液逆流流动，试求塔顶、塔底处气相推动力各气相2SO 平衡分压kPa /91.7 60.3 28.8 16.7 10.5 4.8 1.570.63( 答：00206.0,h kg 3012011=⋅=-x L )解：099.009.0109.01111=-=-=y y Y ， 00495.0099.0)95.01()1(12=⨯-=-=Y Y η，1h kmol 6.36)09.01(3032734.221000-⋅=-⨯=V ，进吸收塔2SO 的分压kPa 12.909.03.1013.1011=⨯==y P ，由平衡关系内插得溶液平衡浓度为()O H 100kg kgSO2877.02-1⋅，换算为摩尔比3,11047.218/10064/877.0-⨯==ex ， 1.3800247.000495.0099.0,121min=-=-=⎪⎭⎫ ⎝⎛e x Y Y V L ，69.451.382.12.1min=⨯=⎪⎭⎫⎝⎛=V L V L ，11minmin h kg 25100h mol 5.13941.386.36--⋅=⋅=⨯=⎪⎭⎫⎝⎛=V L V L ，1min h kg 30120251002.12.1-⋅=⨯==L L ，121x Y Y V L -=⇒32111006.269.4500495.0099.0-⨯=-=-=VL Y Y x 。
第7章吸收7-1 ．100g水中溶解1gNH3，从手册查得200C时NH3的平衡分压为 986.6Pa，在此浓度以内服从亨利定律。
试求溶解度系数H （单位为kmol m3 kPa 1）和相平衡常数 m ，总压力为 100kPa 。
（答： H0.59kmol m 3kPa 1,m0.943）解： c 1 170.582kmol m 3 ，101 1000H c0.5820.59mol Pa 1m 3，Pe0.9866y e7.4 7600.0099 ，100 101.31 17x0.0105，110017 18m y e0.00990.943 。
x0.0105p*6100 C时氧在水中的溶解度的表达式3.313 10x, 式中p为氧在气相中的平衡7-2 ．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 101kPa 时，每 m3水中可溶解多少 g 氧？（答：11.4g m3，或 0.35mol m 3）解： Pe0.21101.321.3kPa，x Pe21.3 6.42 10 6，3.31310 6 3.31310 6c 6.4210 63211.4g m3。
1810007-3 ．用清水吸收混合气中的NH 3，进入常压吸收塔的气体含NH 3体积分数为6%，吸收后气体含 NH 3体积分数为0.4%，出口溶液的摩尔比为 0.012kmol NH 3 kmol 1水。
此物系的平衡关系为 Y 2.52 X。
气液逆流流动，试求塔顶、塔底处气相推动力各为多少？（答：顶ΔY2 0.00402，底ΔY10.034）解： Y1y10.060.064 ， Y2y20.0040.0402 ，1 y110.06 1 y2 1 0.004塔底： Y e 2.52X 2.520.012 0.03024，塔顶： Y e 2.52X 2.5200 ，塔顶气相推动力Y20.00402，塔底气相推动力Y1Y1Y e,10.0640.03024 0.034 。
7-4 ．用水吸收空气中的甲醇蒸汽，在操作温度 300K 下的溶解度系H2kmol m 3 kPa 1,传质系数 k G0.056kmol m 2 h 1kPa 1，k L 0.075kmol m 2h 1kmol -1 m 3。
求总传质系数 K G以及气相阻力在总阻力中所占的分数。
（答： K G0.0408kmol m -2 h 1kPa 1,0.73 ）解： K G11110.0408kmol m 2 h 1 kPa 1，11K G HK L0.056 2 0.075气相阻力所占分率：11 0.0560.73。
1 0.0562 0.0757-5 ．从矿石焙烧送出的气体， 含体积分数 9%SO 2 ，其余视为空气。
冷却后送入吸收塔，用水吸收其中所含 SO 2 的 95% 。
吸收塔的操作温度为 30 0 C ，压力为 100kPa 。
每小时处理的炉气量为 1000m 3 （ 30 0 C 、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 2 溶解度 /kgSO 2 100kg1H 2O气相 SO 2 平衡分压/ kPa( 答：L30120kg h 1, x 10.00206 )解： Y 1y 1 0.090.099 ，1 y 110.09Y 2(1 )(1 0.95) 0.099 0.00495，Y 1V1000 273 (1 0.09) 36.6kmol h 1 ，22.4 303进吸收塔 SO 2 的分压 P 1 101.3y 101.3 0.099.12kPa ，由平衡关系内插得溶液平衡浓度为 0.877kgSO2 100kg -1 H 2O ， 换算为摩尔比 x 1,e0.877 / 64 2.47 10 3，100 /18LY 1 Y 20.099 0.0049538.1，Vx1, e0.00247minL 1.2 L1.2 38.145.69 ，VV minLminV L36.6 38.11394.5mol h 1 25100 kg h 1 ，VminL 1.2L min 1.2 25100 30120kg h 1 ，L Y 1 Y 2x 1Y 1 Y 20.099 0.004952.06 10 3 。
Vx 1L 45.69V7-6 ．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，操作温度 为 500C ，压力为 100kPa 。
平衡关系为 Y0.36X ，总传质系数 K Y a0.015kmol m 3 s 1 。
入塔气体的摩尔流量为 0.015kmol m 2 s 1 。
求填料层高度。
（ 答： Z12m ）解： y 1 0.02， y 2 0.02(1 0.99) 0.0002， x 2 0.0002 ，LY 1 Y 2 y 1 y 2 0.02 0.00020.357 ，VX e ,1 X 2x e,1 x 20.02min0.00020.36L1.5 L1.5 0.3570.536 ，VVminx 1V( y 1 y 2 )x 21 (0.02 0.0002) 0.0002 0.0371 ，L0.5361 mV 0.360.672 ，AL0.536HOGV 0.0151m ，K ya 0.015HHOGNOG12 1 12m 。
7-7 ．在填料塔内用稀硫酸吸收空气中所含的 NH 3 。
溶液上方 NH 3 的分压为零（相平衡常数 m 0 ）。
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 H OG 都可取为 0.5m 。
试比较所需填料层高度有何不同。
混合气中含摩尔分数 1% NH 3 ，要求回收 90% 。
混合气中含 1% NH 3 ，要求回收 99% 。
混合气中含 5% NH 3 ，要求回收 99% 。
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） Z 1m ；（2） Z 2.25m ；（ ） Z 2.25m ）3解：⑴ y 10.01，y 20.01 0.1 0.00101 ，0.99 0.01 0.1y 1 mx 2 0.01 10 ，y 2 mx 2 0.001011 mV 0 ，AL2 ， 查图得： N OGZHOGNOG0.5 2 1m ；⑵ y 1 0.01，y 20.01 0.01 0.0001，y 1 0.01 100 ，y 2 0.0001查图得： N OG 4.5 ，ZH OG N OG0.5 4.5 2.25m ； ⑶ y 1 0.05，y 20.050.010.000505 ，0.99 0.050.01 y 1 0.05 99 ，y 2 0.000505查图得： N OG4.5 ， ZH OG N OG0.54.5 2.25m 。
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1000m 3 h 1（操作状态），原料中含甲醇 100g m 3 ，吸收后水中含甲醇量等于与进料气体中相平衡时浓度的 67% 。
设在常压、 25 0 C 下操作，吸收的平衡关系取为 Y 1.15X ，甲醇回收率要求为 98% ， k Y 0.5kmol m 2 h 1 ，塔内填料的比表面积为 a 200m 2 m 3 塔内气体的空塔气速为 0.5m s 1 。
试求：（1）水的用量为多少 kg h 1 ？（2）塔径；（3）传质单元高度 H OG ；（4）传质单元数 NOG ；（5）填料层高度。
( 答： L 1150kgh 1; D0.84m ;HOG0.686m ; N OG8.89 ; Z6.1m )解：⑴ y 1100 10 3/320.07，1/ 22.4Y 10.070.0753 ，1 0.0710 3，Y 2 Y 1 (1 ) 0.0753 (1 0.98) 1.5 X 167%0.67 Y 10.67 0.0753 0.0439 ，X 1*1.15mX 2 0 ，V1000 (1 y 1 )2731000 (1 0.07) 273 38kmol h 1 ，22.4 273 25 22.4298L Y 1 Y 2 0.0753 1.5 103 1.68 ，VX 1 X20.0439L 1.68V 1.68 38 63.8kmolh 11.15103 kg h 1 ；⑵ V s1000 m 3 s 1 ， u 0.5m s 1，36004V s 4 10000.84m ；Du36003.140.5⑶V380.686m ；HOGK Y a0.5 20020.84⑷用解析法：41 ln[( 1 1.15)( 0.0753 0 ) 1.15] 8.89 ；11.15 1.68 1.15 10 30 1.681.680.686 8.89 6.1m 。
⑸ Z H OG N OG7-9 ．直径为 0.88m 的填料吸收塔内，装有拉西环填料，填料层高为 6m 。
每小时处理2000m 3 含 5% 丙酮与空气的原料气，操作条件为 1 个大气， 25 0 C 。
用清水作吸收剂，塔顶 出口废气含丙酮 0.263% （以上均为摩尔分数），出塔溶液中每千克含丙酮 61.2g ，操作条件下的平衡关系为 Y 2 X 。
试计算：（ 1）气相总体积传质系数 K Y a ；（2）每小时可回收丙酮 多少千克？（ 3）若将填料层加高3m，又可以多回收多少千克丙酮？（答： K Y a 176.8kmol m 3 h 1 , 225kgh 1 , 6.56kg h 1 ）解：塔截面积 S4 d 2 40.88 20.61m 2 ，惰性气体量 V2000 273 (1 0.05) 77.7kmol h 1 ，22.4298Y 1 0.050.00263 0.00263 ，1 0.050.526 ， Y 20.002631x 2 0 ， x161.2 / 580.0198 ，61.2 / 58938.8/ 180.0396ye,12 0.01980.0396 ， Y e,1，10.04120.0396Y 1 0.0526 0.0412 0.0114 ， Y 20.00263 00.00263，Y m Y 1 Y 2 0.0114 0.002630.006 ，Y 10.0114lnlnY 20.00263K YaN A V (Y 1 Y 2 )77.7(0.0526 0.00263) 176.8kmol m 3 h 1 ；Z Y mZ Y m0.61 6 0.006丙酮回收量： m2000273(0.05 0.00263) 58.08 225kg h 1 ，22.4 298Z H OG N OG ，HOGV77.70.72 ， KYa176.80.61NOGZ68.33，H OG0.72V x 1 x 20.01980.418 ，L y 1 y 2 0.050.00263mV 2 0.418 0.836 ，LZ9增加填料层高度后，传质单元数变为12.5 ，NOG0.72HOG当 N OG 12.5 ， mV 0.836 时，从图上读得：y 1 40 ，Ly 2回收率：y 1y 2 1 y 21 0.025 0.975 ，y 1y 1原回收率：y 1y 20.050.00263 0.9474 ，y 10.05可多回收丙酮量：m2000 273 0.05 0.975 0.9474 58.086.56kg h 1 。
