化工原理习题(4)

取为最小回流比的1.5倍, 写出精馏段操作线方程。此溶液可视为理想溶液。 解：因是泡点进料，xq = xF 由相平衡方程 yq??xq1????1?xq?2.5?0.4?0.625

1??2.5?1??0.4 最小回流比 Rmin?xD?yqyq?xq?0.95?0.625?1.44

0.625?0.4 回流比 R＝1.5Rmin ＝1.5×1.44＝2.16

2.161 精馏段操作线方程 y?x??0.95?0.684x?0.3

2.16?12.16?1

40、用连续精馏塔每小时处理100 kmol含苯40%和甲苯60％的混合物，要求馏出液中含苯90％，残液中含苯1％（组成均以mol％计），求：（1）馏出液和残液的流率（以kmol／h计）；（2）饱和液体进料时，若塔釜的气化量为132 kmol／h，写出精馏段操作线方程。 解：（1）??100?D?W?F?D?W 代入数据 ?

100?0.4?0.9D?0.01WFx?Dx?Wx?DW?F 解此方程组，得 D＝43.8 kmol／h，W ＝56.2 kmol／h

（2）饱和液体进料时，V＝V’，即V＝132 kmol／h，则 L＝V－ D＝132－43.8＝88.2 kmol／h R＝L／D＝88.2／43.8＝2

RR21 精馏段操作线方程 y?x?xD?x??0.9?0.667x?0.3

R?1R?12?12?141、一逆流操作的常压填料吸收塔，用清水吸收混合气中的溶质A，入塔气体中含A l％（摩尔比），经吸收后溶质A被回收了80％ ，此时水的用量为最小用量的1.5倍，平衡线的斜率为1，气相总传质单元高度为lm，试求填料层所需高度。 解：

42、在常压逆流操作的填料吸收塔中用清水吸收空气中某溶质A，进塔气体中溶质A的含量为8％（体积），吸收率为98％，操作条件下的平衡关系为y＝2.5x，取吸收剂用量为最小用量的1.2倍，试求：（1）水溶液的出塔浓度；（2）若气相总传质单元高度为0.6m，现有一填料层高为6 m的塔，问该塔是否合用？注：计算中可用摩尔分率代替摩尔比，用混合气体量代替惰性气体量，用溶液量代替溶剂量。 解：

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43、在常压逆流操作的填料塔内，用纯溶剂S吸收混合气体中的可溶组分A。入塔气体中A的摩尔分率为0.03，要求吸收率为95％。已知操作条件下的解吸因数为0.8，物系服从亨利定律，与入塔气体成平衡的液相浓度为0.03（摩尔分率)。试计算操作液气比是最小液气比的多少倍数。 解：

44、在常压逆流操作的填料塔内，用纯溶剂S吸收混合气体中的可溶组分A。入塔气体中A的摩尔分率为0.03，要求吸收率为95％。已知操作条件下的解吸因数为0.8，物系服从亨利定律，与入塔气体成平衡的液相浓度为0.03（摩尔分率），操作液气比为1.25。试计算出塔液体的浓度以及完成上述分离任务所需的气相总传质单元数。 解： Y2=（1-?）Y1

45、有一逆流填料吸收塔，塔径为0.5m，用纯溶剂吸收混合气中的溶质。入塔气体量为100 kmol／h，溶质浓度为0.01（摩尔分率），回收率要求达到90％，液气比

3

为1.5，平衡关系为y＝x。气相总体积传质系数KyA＝0.10 kmol／m.s。求该塔的填料层高度。 解：

46、用水作为吸收剂来吸收某低浓度气体生成稀溶液（服从亨利定律）。操作压力为

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850mmHg，相平衡常数m＝0.25，已知其气膜吸收系数kG＝1.25 kmol／m.h.Atm，液膜吸收系数kL＝0.85 m／h。试分析该气体被水吸收时，是属于气膜控制还是液膜控制过程？ 解：

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47、在填料塔中用1200kg／h的清水逆流吸收空气和SO2混合气中的SO2，混合气量为

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1000m（标准状态）／h，混合气含SO2 1.3％（体积），要求回收率为99.5％，求液体出口浓度。 解：

48、在直径为0.8m的填料塔中，用0.0185 kmol／s的清水逆流吸收空气和SO2混合气中的SO2，混合气量为0.0124 kmol／s，混合气含SO2 1.3％（体积），要求回收率为99.5％，操作条件为20℃1Atm，平衡关系为y＝0.75x，总体积吸收系数

3

KyA=0.055kmol／m.s.Atm，出塔液体浓度为0.00868（摩尔分率），求填料层高度。 注：计算中可用摩尔分率代替摩尔比，用混合气体量代替惰性气体量，用溶液量代替溶剂量。 解：

49、在逆流操作的填料吸收塔中，用清水吸收温度为20℃、压力为1Atm的某混合气

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中的CO2，混合气体处理量为1000m／h，C、O2含量为13％（体积），其余为惰性气体，要求C、O2的吸收率为90％，塔底的出口溶液浓度为0.2g CO2 ／1000gH2O，CO2分子量为44，水分子量为18。求吸收剂用量。 解：

50、在塔径为1.33m的逆流操作的填料吸收塔中，用59345kmol／h的清水吸收某混合气中的CO2。混合气体处理量为36.2kmol／h，CO2含量为13 ％（体积），其余为惰性气体，要求CO2的吸收率为90％。塔底的出口溶液浓度为0.2g CO2 ／1000gH2O，

3

操作条件下的气液平衡关系为Y＝1420X，液相总体积吸收系数KxA＝10695kmol／mh，CO2分子量为44，水分子量为18。求所需填料层高度。

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解：

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