【正文】 )(2,1, AAA ppR T lDN ?? 12212345smm o smm o l)( ???????????????? ?? （ 2）當 H2 為停滯組分時， NH3 的擴散為單相擴散， pB,1＝ p－ pA,1= 105Pa－ 104Pa= 104Pa pB,2＝ p－ pA,2= 105Pa－ 103Pa= 104Pa 101 . 0 1 3ln . 0 1 3ln445451,2,1,2, ??????????BBBBmBppppp ∴ )(2,1, AAmBA ppp pR T lDN ??? 1221234455smm o smm o l)( ??????????????????? ?? 計算結(jié)果表明，單向擴散時的傳質(zhì)通量比等物質(zhì)的量反向擴散時的傳質(zhì)通量大，前者是后者的 p/pB,m 倍（ p/pB,m1）。s1，大氣壓 105Pa。m3 如圖， pB,1＝ 105Pa－ 103Pa= 104Pa pB,2＝ 105Pa－ 0= 105Pa ln ln445451,2,1,2,??????????BBBBmBppppp l 1 2 化學工程習題答案 20 ∴ )(2,1, AAmBA ppp pR T lDN ??? 135133455smm smm ol)( )30273( ??????????????????? ??ll 根據(jù)擴散量等于蒸發(fā)量，得： lAMtAN AAA dd ????? ? ?? ? 0 .0 10 .0 0 50 d d llMNt AA At ? 積分得： s103 . 9 2s)( 4225 3 ?????? ?? ?t NH310%（體積分數(shù)，下同）的氨 空氣混合氣在填料吸收塔中連續(xù)用水吸收，出塔時氨的濃度降為 %。s1。 解：用水連續(xù)吸收氨氣屬于單向擴散過程，設(shè)層流膜層厚度為 lG，在相距 lG處氣相中的氨和惰性組分的分壓分別為： pA,1= 105Pa＝ 5065Pa pA,2=660Pa pB,1＝ p－ pA,1= 105Pa－ 5065Pa= 104Pa pB,2＝ p－ pA,2= 105Pa－ 660Pa= 105Pa ln454542,1,2,1, ??????????BBBBmBppppp )( 2,1, AAmBA ppp pR T lDN ??? 化學工程習題答案 21 )6605065( ??????? ?? ? l ∴ lG＝ 105m 第五章 吸 收 在總壓為 105Pa，溫度為 303K 的條件下，氮在空氣中的分壓為 104Pa，求： （ 1） yA 和 YA； （ 2）與氣相平衡的水溶液濃度，分別用 xA 和 XA 表示（設(shè)體系服從享利定律） 解：（ 1） %....y A 262121 26010001 1012 62 5 4 ????? 2702 1 2 601 2 1 2 601 ...yyY AAA ????? （ 2）查得 30℃ 時 N2 的享利系數(shù)為 109Pa AA Ex*p ? ? 69 4 1027210369 101269 ???????? ...EP*x AA 666 10272102721 1030121 ??? ???? ???? ...xxXAAA 當總壓為 105Pa、溫度為 293K 時，氧在水中的溶解度可用下式表示：AA x.*p 910014 ?? ，式中： pA*為氧的平衡分壓， Pa； xA 為氧在溶液中的摩爾分數(shù)。m3m3的水溶液； b)含 molm3 13136 3 Pam0 . 0 1 1 4 m o lPamm o l18104 . 8 5 109 9 5 . 7 ???? ??????? ??? HM ρE （ 1）與 pA=3039Pa 呈平衡的液相濃度為 cA=pAm3 所以發(fā)生吸收過程，傳質(zhì)推動力為： cA*－ cA = molm3 呈平衡的氣相分壓為： 2 2 2 6 P a0 .0 1 1 43 6 .2 5 ??? Hc*p AA 傳質(zhì)推動力為： pA－ pA * =3039 Pa－ 2226 Pa =813Pa （ 2）因為 molm3= mol yA*=25 xA 與 xA=3104 呈平衡的 yA*=253104=103 △ yA′= yA－ yA*=－ 103= 與 yA= 呈平衡的 ??*xA 化學工程習題答案 24 △ xA′= xA*－ xA=－ 3104=7104 塔底堆動力增加至原有的 1 7 ??AAΔy 39。試求操作溫度分別為 20℃ 和 40℃ 時，出塔液體中氯的最大含量；并根據(jù)第 6 兩題的計算結(jié)果，說明溫度壓強對吸收過程的影響。Pa1， kG=105 mols1。Pa1，液相吸收分系數(shù) kL=105mm3 13134 3 Pam0 . 9 8 m o lPamm o l18105 . 6 6 7 101000 ???? ??????? ???? ME ρH 液相阻力 化學工程習題答案 26 124125 m 11 ??? ???????????HkL 氣相阻力 126121 m 5m 4 11 ??? ??????????Gk 因為Hkk LG 11 ??，所以該氣體屬于易溶氣體，氣膜阻力所占百分數(shù)為： 9 9 . 6 %100%101 . 4 6 8103 . 6 5 103 . 6 5100%11110011466????? ??????Hkkk%kkLGGGG 可見，傳質(zhì)阻力在氣膜一側(cè)，所以該氣體為易溶氣體。m2Pa1，氣液相平衡關(guān)系服從亨利定律。 解：（ 1）求各項推動力 pA－ pA*=104 Pa－ 103 Pa =104Pa )( , iAAGA ppkN ??? Pa101 . 0 1 3Pa103 . 9 4 90 . 0 4 46 ??????? ?G AA , iA kNpp 又∵ Hcp A*A? ∴ 134133 . p am o l. m101 . 2 3 4. p am o l. m108 . 1 0 41 . 0 0 ?????? ????? AApcH 3344 2 . 6 2 5 m o l . mm o l . m101 . 2 3 4102 . 1 2 7 ?? ??????? .Hpc AA 333 1 . 6 2 5 m o l. m1 . 0 0 m o l. m2 . 6 2 5 m o l. m ??? ????? AA cc Pa101 . 1 1 4Pa101 . 0 1 3Pa102 . 1 2 7Pa101 . 0 1 3 4444 ????????? AA , i pp 化學工程習題答案 27 3344 1 . 3 7 5 m o l. mm o l. m101 . 2 3 4101 . 1 1 4 ??? ?????? .Hpc A , IA , l 333 0 .3 7 5 m o .0 0 m o .3 7 5 m o ??? ???? AA , i cc （ 2）求 kL、 KG、 KL 對于定常傳質(zhì)過程， NA 為定值，則： )( ??? AAGA ppKN )ccK AAL ??? ( )( AA,iL cck ?? ∴ 11261124 . P o l . m103 . 0 3 7. P o l . m101 . 3 1 70 . 0 4 ??????? ??????? AA AG pp NK 11 0 . 0 2 4 6 m . sm . s1 . 6 2 50 . 0 4 ?? ?????AAAL cc NK 11 0 . 1 0 7 m . sm . s0 . 3 7 50 . 0 4 ?? ????AAiAL cc Nk 1某 一填料塔進行吸收操作。Pa1， KL＝ 104 mPa1 及 H ＝m3k ，同理求得： 26112613sm103 . 3 1 2 Pasmm o l103 . 2 6 9時 ，Pam0 . 9 8 7 m o l當 ??????????? ???????? 39。K 26112613sm101 . 6 6 1 Pasmm o l103 . 2 8時 ，Pam1 . 9 7 4 m o l當 ??????????? ???????? 39。K 1試在 YX 圖上定性繪出與下列流程相對的平衡線，并標明各操作線端點坐標。混合氣的平均分子量為 29，水的用量為最小用量的 倍，每小YA,1,b XA,2,a XA,1,a XA,2,b XA,1,b YA,2,a YA,1,a YA,2,b a baAY,1,babAY,2,aAbA YY ,2,1, ?bAX ,2, aAX,1,bAaAXX,1,2,?化學工程習題答案 29 時吸收 SO2 512 kg，操作條件下平衡關(guān)系為 YA*=。試求當氣液比分別為 和 時，出塔氣體的極限濃度各為多少？ 解： 0 . 0 2 0 40 . 0 21 0 . 0 21 111 ????? . yyY （ 1） 2時 ， 該值 小于 1 . 5當 ?? mqq n .Bn .c 操作線與平衡線在塔底相 交，如附圖（ 1）中 a 點。進塔氣體中含 SO2 4%（體積百分數(shù)），吸收率為 90%，該物系服從亨利定律，亨利系數(shù)為 106Pa。ηXm39。X ???? )0 0 41 ( 1 ?????? 1某氣體混合物中溶質(zhì) A 的濃度 =，經(jīng)逆 流 吸收后，要求吸收率達到 99%，若氣液平衡關(guān)系為 YA*＝ XA。焦爐氣處理量為 已知操作條件下的平衡關(guān)系 YA*=，氣相總體積吸收系數(shù)KYa=60mol 解：惰性氣體量： 113 s7 2 . 3 2 m o ls3 % ) m o l(12 2 . 4101 . 6 7 ?? ???????n , Bq （ 1） 0 .0 3 0 90 .0 31 0 .0 31 111 ??? , yyY 42 %)981( ?????A,Y 最小液氣比： 1 . 2 5 41 . 2 898%)(21212121m i n ??????????? mηXmYYYX*YYYqq ....n . Bn . c 操作液氣比： 8 8 5 ???n .Cn .Bqq 出塔液體濃度： 2211 A,A,A,n .Cn .BA, X)Y(YqqX ??? 01 6 ) 0 ( 1 4 ????? ? 用對數(shù)平均推動力法求 NOG： 11111 A,A,A,A,A, mXY*YYΔY ???? 0 1 0 1 6 3 0 ???? 22222 A,A,A,A,A, mXY*YYΔY ???? 44 ?? ????? 3442121 103 .4 4106 .1 860 .0 103ln106 .1 80 .0 103ln?????????A.A. , mΔYΔYΔYΔYΔY 化學工程習題答案 33 8 . 8 3 421 ?? ????? ?A . m ΔY YYN 用吸收因數(shù)法求 NOG： 8 ??? n .Cn .Bqqm ])1[(ln112221n . Cn . B..n . Cn . Bn . Cn . BOG qqmmXYmXYqqmqqmN ????????? ] ) [ ( 1 4 ??????? ? （ 2）截面積： 22 1. 85 mm1. 02. 73 30)( 27 31. 67 ?? ???S 傳質(zhì)單元高度： 0 . 6 5 mm1 . 8 560 7 2 . 3 2 ????? saK qH Y n .BOG 填料層高度： 5 . 7 2 m8 . 8 m0 . 6 5 ????? OGOG NHH 1某直徑為 的填料塔，填料層高為 6m，填料為 25mm25mm