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1、化工原理(天津大学第二版)下册部分答案第8章2.在温度为25 C及总压为101.3 kPa的条件下，使含二氧化碳为3.0% (体积分数)的混合空气与含二氧化碳为350 g/m3的水溶液接触。试判断二氧化碳的传递方向，并计算以二氧化碳的分压表示的总传质推动力。已知操作条件下，亨利系数 E =1.66 105 kPa，水溶液的密度为997.8 kg/m3。 解：水溶液中CO2的浓度为3= 0.008kmol/m350/1000“ 3ckmol/m44对于稀水溶液，总浓度为35 5kn4o3m997. 8?ctk m o l / m18水溶液中CO?的摩尔分数为c 0.0084x1.443 10 一
2、G 55.4354由 p* 二Ex=1.66 101.443 10_kPa = 23.954kPa气相中CO 2的分压为p= Pty =101.3 0.03kPa =3.039kPa 7. 05 5 1 05. 62 76. 在一直径为0.8 m的填料塔内，用清水吸收某工业废气中所含的二氧化硫气体。已知混合气的流量为45kmol/h，二氧化硫的体积分数为0.032。操作条件下气液平衡关系为丫 = 34.5X，气相总体积吸收系数为 0.056 2 kmol/(m s)。若吸收液中二氧化硫的摩尔比为饱和摩尔比的76%，要求回收率为 98%。求水的用量(kg/h)及所需的填料层高度。解:0.0321
3、0.032=0.0331丫2 二丫 1 - A =0.0331 1 -0.98 =0.000662X10.033134.5=9.594 104X1 =0.76Xr =0.76 9.594 10 7.291 10鼻惰性气体的流量为qn,V =45(1 0.032)kmol/h =43.56kmol/h水的用量为qnqn,v(Y -丫2)XX243.56O.0331 O.000662 呎汕,938 忖呎弭7.291 104 -0qm,L =1.938 d038kg/h =3.488 灯O4kg/h求填料层高度Hogqn,V43.56/36002 m = 0.429mKy0.0562 0.785 0
4、.82=Y 丫 *=0.0331 34.5X7.291 X10, = 0.00795=Y -丫2* =0.000662 -34.5 0 =0.000662Nog丫 丫20.0331 0.000662-211.07YJ 1 m0.00293Z 二 Nog Hog =11.07 0.429m = 4.749m7.某填料吸收塔内装有5 m高，比表面积为221 m2/m3的金属阶梯环填料，在该填料塔中，用清水逆流吸收某 混合气体中的溶质组分。已知混合气的流量为50 kmol/h，溶质的含量为5% （体积分数）;进塔清水流量为200 kmol/h, 其用量为最小用量的1.6倍;操作条件下的气液平衡关系为
5、Y =2.75X ;气相总吸收系数为3 10，kmol/（m 2 s）；填料的有效比表面积近似取为填料比表面积的90%。试计算（1）填料塔的吸收率；（2 ）填料塔的直径。解：（1）惰性气体的流量为qn,V =50 汉(1-0.05)kmol/h =47.5kmol/h对于纯溶剂吸收6丄.qn,V,4minY/m -X2依题意qn，V /min42.63247.5 1.6(qn,L / qn,V )min2.63295.71% m2.75(2)Y1仏 阿 0.05261-y11-0.05丫2 =Y(1 出)=0.0526江(10.9571 )=0.00226X1Yy -丫2X47 0.0526
6、-0.00226 0 =0.0120qn,L200也丫 =丫 -丫* =0.0526-2.75汉0.0120 = 0.0196Y2 =Y2 -丫2* =0.00226-2.75 0 = 0.00226.-YmlY2O.。19600226 .0.008030.0196 In0.00226NogY - 丫2.-YmO.。52600226 ,.2690.00803Hog5m = 0.798mN og 6.269Hogqn,Vqn,vKYaHOG47.5/36003 10 -221 0.9 0.798二 0.277m填料塔的直径为4 Q 4 0.277Dm = 0.594m 冗、3.148.在101.3 kPa及20 C的条件下，用清水在填料塔内逆流吸收混于空气中的氨气。已知混合气的质量流速G为600 kg/（m2 h），气相进、出塔的摩尔分数分别为 0.05、0.000526，水的质量流速 W为800 kg/（m2 h）, 高度为3 m。已知操作条件下平衡关系为 Y=
