化工原理计算题(2)

14．在逆流的填料塔中，用清水吸收空气－氨混合气中的氨，气相质量流速为 0.65kg/(m2·s)。操作液气比为最小液气比的1.6倍，平衡关系为 Y*?0.92X，气相总传质系数KYa为0.043kmol/(m3·s)。试求：(1)吸收率由95％提高到99％，填料层高度的变化。（2）吸收率由95％提高到99％，吸收剂用量之比为多少？ 解：（1）吸收率为95％时：V＝0.65／29＝0.0224 kmol/(m2·S)

HOG?VKya?0.02240.043?0.521m

Y1?Y2Y1?Y2?L????m??0.92?0.95?0.874 ??*X1?X2Y2/m?V?min?L?2

?1.6???1.6?0.874?1.398 L＝0.0224×1.398＝0.0313 kmol/(m·S) VV??minmVL0.921.398LS???0.658 NOG??Y?mXln?(1?S)11?S?Y2?mX122??S? ?NOG?1??ln?(1?0.658)?0.658??5.891?0.6581?0.95??1

Z?NOG?HOG?5.89?0.521?3.1m

VKYa?0.02240.043?0.521m

吸收率为99％时：H'OG?HOG??L??VLY1?Y'2Y1?Y2?'???m?'?0.92?0.99?0.911 ?min*X?XY'/m?122??'min?1.6?0.911?1.457??0.631

(?L)'?1.6?V?VmVL' L’＝0.0224×1.457＝0.0326 kmol/(m2·S)

??Y?mX2ln?(1?S')1?S'? 1?S'?Y2'?mX2?1S'??0.921.457 N'OG?N'OG?1??ln?(1?0.631)?0.631??9.82

1?0.631?1?0.99?1Z'?N'OG?HOG?9.82?0.521?5.11m

Z'Z?5.11?1.6 53.1L'L0.0326?1.0 40.0313(2) L＝0.0224×1.398＝0.0313 kmol/(m2·S) L’＝0.0224×1.457＝0.0326 kmol/(m2·S)

?5、在一连续精馏塔中分离某混合液，混合液流量为5000kg/h，其中轻组分

含量为30％（摩尔百分数，下同），要求馏出液中能回收原料液中88％的轻组分，釜液中轻组分含量不高于5％，试求馏出液的摩尔流量及摩尔分数。已知MA=114kg/kmol , MB=128kg/kmol。 解：由于F?料衡算

F=D+W 40.39=D+W

FxF=DxD+WxW 40.39×0.3=0.88×40.39×0.3+0.05W

解之 D=11.31kmol/h 所以 xD?0.88FxFD?0.88?40.39?0.311.31?0.943

50000.3?114?0.7?128?40.39kmol/h又DxD / FxF =88%所以 由全塔物

6、在一连续精馏塔中分离苯-甲苯混合液，要求馏出液中苯的含量为0.97（摩尔分数），馏出液量6000kg/h，塔顶为全凝器，平均相对挥发度为2.46，回流比为2.5，试求：（1）第一块塔板下降的液体组成x1；（2）精馏段各板上升的蒸汽量及下降液体量。

解：（1）因塔顶为全凝器，所以 y1=xD=0.97 由y1?y10.972.46?1.46?0.97?x11?(??1)x1 得

x1???(??1)y1??0.929

L=RD=2.5×76.51=191.3kmol/h

（2）D?60000.97?78?0.03?92?76.51kmol/hV=（R+1）D=（2.5+1）×76.51=267.8kmol/h

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