中国石油大学化工原理课后题答案

吸收习题课答案

1.解：（1）由已知可求：0.08

0.086960.0101110.081b a b a b a

y y Y Y y y =

====---， ()'(1)3010.0827.6/212b V V y kmol h m S L V

=-=⨯-==

==

当S =1时，0.086960.01017.610.01010

b

a

Y b a b a OG Y e a a a Y Y Y Y dY N Y Y Y Y mX ∆---=====---⎰

40.52567.61

OG OG h H m N =

== ()3

2

27.6

66.86/0.52561

4

Y OG V K a kmol m

h H πΩ=

=

=⋅⨯⨯⨯ （2）2m 塔高对应的传质单元数N OG ’为：'

22

3.800.5256

OG OG N H =

== 5 设2m 处气液相浓度分别为Y 、X ，则：

'

0.08696

3.8050.01010

b OG Y b b Y

e a a a Y Y Y Y dY Y N Y Y Y Y mX ∆---=====---⎰

0.048530.0463

1Y

Y y Y

⇒=⇒

==+ 由全塔物平可知：0.0485320.0101a a L L Y X Y X X V V ⎛⎫

=

+-⇒=+ ⎪⎝⎭

0.01920.01881X

X x X

⇒=⇒=

=+ （3）若塔高不受限制，又S =1，则操作线落在平衡线上，当x a =0时，y a 必等于0。

故吸收率 1100%

a

b

y y η=-=

2．解：（1）进口气体的b Y 增加： 由Ω

=

a K V

H Y OG ，因a K Y 不变，OG H 不变，由填料层高度不变，因此N OG 不变。同理，N OL 不变。 由1

ln (1)1b a OG a a Y mX N S S S Y mX ⎡⎤-=

-+⎢⎥--⎣⎦

，X a =0，S 不变，N OG 不变，所以a a a b

mX Y mX Y --不变，进口气体的b Y 增加，a Y 必然增加。

由1b a a

b b Y Y Y Y Y η-==-，因

a

a a

b mX Y mX Y --不变，因此η不变。 由全塔物料衡算(1)b a

b b a b Y Y Y L V X X X η--==

-，因V

L 、η不变，所以b Y 增加，b X 必然增加。 （以上结论通过作图亦可得到相应结论。）

（2） 分离任务a Y ，b Y ，V 一定，吸收操作线在a Y Y =，b Y Y =之间移动，两线之间的距离为e Y Y -，即传质推动力，要想增大吸收速率，须增大传质推动力，即增大相平衡线及操作线之间的距离，有两种方法：一是改变操作线，二是改变相平衡线。 ①改变操作线：增大液、气比；降低液相入口浓度a X 。 ②改变相平衡线：P 一定，温度T 降低；T 一定，P 升高。

注：由传质速率方程式)(e Y A Y Y K N -=可知，T 下降，e Y Y -上升，但Y K 可能上升，也可能下降，整个传质速率不一定上升，所以这里只是定性的分析可能采取的措施。

3．解：已知0=a x ，08.0=b y ，087.008

.0108

.01=-=-=

b b b y y Y 9.0=η ，0087

.0)9.01(087.0)1(=-⨯=-=ηb a Y Y

所以最小液气比为： 实际液气比： ()()

()

(

)

()

h m /kom l ...a Pk a k kPa h m /km ol ....L V .a k h

m /km ol ...V .L h m /km ol ..y .RT D G P V V G

y ...S

.B G B S B B B ⋅=⨯==⋅⋅=⨯⨯==⋅=⨯==⋅=⨯⨯⨯-⨯⨯==Ω=3

340804

08022

2

277828150610181507610307960033000330761030796081081079629831484

1

1200061014ππ

因为是气膜控制，稀溶液，所以K Y a ≈K y a ≈k y a 传质单元高度 m ...a K V H Y OG 16177

8207

96==Ω= 926008

11

..L mV S ===

所以传质单元数

()()906926000870087092601926011111

.....ln .S m X Y m X Y S ln S N a a a b OG =⎥⎦

⎤⎢⎣⎡+--=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+----=

m ...N H h O G O G 0089061610=⨯=⋅= 温度变化后，吸收率不变，0=a x ，08.0=b y ，9.0=η V 、L 的量增为原来的1.5倍，液气比不变，

081.V

L

= 083.16.101110'

===P E m 003

.108.1083.1''

===L G m S

所以传质单元数

90010870008700870....X m

Y Y Y V L a b a b

min =--=--=⎪⎭⎫

⎝⎛081902121...V L .V L min

=⨯=⎪⎭⎫

⎝⎛=