化工原理課堂補(bǔ)充-復(fù)習(xí)

1、94. 0/*yx 1 . 0例例：在在101.3kPa，20下下,稀氨水的氣液相平衡關(guān)系為稀氨水的氣液相平衡關(guān)系為 ：xy94. 0*，若含氨，若含氨0.094摩爾分?jǐn)?shù)的混合氣和組成摩爾分?jǐn)?shù)的混合氣和組成 05. 0Ax的氨水接觸的氨水接觸,確定過(guò)程的方向。確定過(guò)程的方向。 用相平衡關(guān)系確定與實(shí)際氣相組成用相平衡關(guān)系確定與實(shí)際氣相組成 094. 0y成平衡的液相組成成平衡的液相組成 將其與實(shí)際組成比較將其與實(shí)際組成比較 ：1 . 005. 0*xx氣液相接觸時(shí)，氨將從氣相轉(zhuǎn)入液相，氣液相接觸時(shí)，氨將從氣相轉(zhuǎn)入液相，例題解：解： 或者利用相平衡關(guān)系確定與實(shí)際液相組成成平衡的氣相組成或者利用相平

2、衡關(guān)系確定與實(shí)際液相組成成平衡的氣相組成 xy94. 0*05. 094. 0047. 0將其與實(shí)際組成比較：將其與實(shí)際組成比較： 047. 0094. 0*yy氨從氣相轉(zhuǎn)入液相，氨從氣相轉(zhuǎn)入液相，。則則 021. 094. 0/02. 094. 0/* yx021. 005. 0*xx氣氣液相接觸時(shí)，氨由液相轉(zhuǎn)入氣相，液相接觸時(shí)，氨由液相轉(zhuǎn)入氣相，。例題已知已知 ：P總總=101.3kPa， T=10條件下，用清水吸條件下，用清水吸收空氣中收空氣中SO2。某截面。某截面y=0.035，x=0.00065.kG=1.0510-6kmol/(m2skPa)，kL=8.110-6m/s，E=2.4

3、5103kPa。求求（1）以）以p、c表示的吸收表示的吸收及相應(yīng)的及相應(yīng)的； （2）該截面處的）該截面處的； （3）分析該吸收過(guò)程的）分析該吸收過(guò)程的。例題例題LGGHkkK111HEMSLGLkkHK11yxLGmKKHKK,（2）該截面處的）該截面處的)(),(),(*yyKNYYKNppKNyAYAGA)(),(),(*xxKNXXKNccKNXAXALA或或（3）分析該吸收過(guò)程的控制因素）分析該吸收過(guò)程的控制因素%10%89.14%100)1/(1GGKk故：雙膜控制故：雙膜控制例：例：*1yyY*1pp333106 . 11033.101106 . 101604. 018/10017

4、/2X0212. 0XYm*0212. 001604. 0757. 00 0. .7 75 57 7X XY Y: :平平衡衡關(guān)關(guān)系系為為 VnLnqXXYYq,2*121min, 291000,Vnqhkmol/5 .34空氣333. 133.101333. 11Y0133. 012)99. 01 (YY0133. 001. 0000133. 002X757. 0mVnLnqXXYYq,2*121min, Lnq,min,2Lnq8 .252hkmol/6 .51hkg /8 .928VnLnqXXYYq,2*121min,0757. 00133. 0)000133. 00133. 0(5

5、.34hkmol/8 .25例題OGOGNHZ SYYYYSSNOG*22*211ln11mOGYYYN21 *22*11*22*112121lnlnYYYYYYYYYYYYYmaKqHYVnOG,uqDVV,4121YYYASYYYYSSNOG*22*211ln11LnVnqmqS,AVnLnmYYYmqq121min,)( 某生產(chǎn)車間使用一填料塔，用清水逆流吸收混合某生產(chǎn)車間使用一填料塔，用清水逆流吸收混合氣中有害組分氣中有害組分A，已知操作條件下，氣相總傳質(zhì)單元高度為，已知操作條件下，氣相總傳質(zhì)單元高度為1.5m，進(jìn)料混合氣組成為，進(jìn)料混合氣組成為0.04（組分的（組分的Amol分率，下

6、同）分率，下同），出塔尾氣組成為，出塔尾氣組成為0.0053，出塔水溶液濃度為，出塔水溶液濃度為0.0128，操作，操作條件下的平衡關(guān)系為條件下的平衡關(guān)系為Y=2.5X（X、Y均為摩爾比），試求：均為摩爾比），試求：1）qL/qV為為(qL/qV)min的多少倍？的多少倍？2）所需填料層高度。）所需填料層高度。3）若氣液流量和初始組成均不變，要求最終的尾氣排放濃）若氣液流量和初始組成均不變，要求最終的尾氣排放濃度降至度降至0.0033，求此時(shí)所需填料層高度為若干米？，求此時(shí)所需填料層高度為若干米？ 04. 0104. 01Y0417. 00053. 010053. 02Y00533. 0012

7、8. 010128. 01X01297. 0 2121,XXYYqqVnLn001297. 000533. 00417. 0804. 22121min,)(XmYYYqqVnLn)1 (12YYm)0417. 000533. 01 (5 . 218. 2286. 1)/()(minVLVLqqqq)1ln(11*22*21SYYYYSSNOGLVqmqS 804. 25 . 2892. 0892. 0000533. 000417. 0)892. 01ln(892. 011OGN11. 5OGOGNHZ11. 55 . 167. 7mOGYYYN21mY00533. 00417. 02121ln

8、YYYYYm*22*11*22*11ln)()(YYYYYYYY0053. 001297. 05 . 20417. 0ln)000533. 0()01297. 05 . 20417. 0(007117. 0mOGYYYN21007117. 000533. 00417. 011. 5 0033. 010033. 02Y00331. 0)1ln(1121SYYSSNOG00331. 00417. 021YY6 .12892. 06 .12)892. 01ln(892. 011OGN52. 7OGOGNHZ52. 75 . 1m28.11【補(bǔ)例】【補(bǔ)例】某吸收塔在某吸收塔在101.3kPa、293K

9、下用清水逆流吸收丙下用清水逆流吸收丙酮酮空氣混合氣體（可視為低濃氣體）中的丙酮。當(dāng)操作空氣混合氣體（可視為低濃氣體）中的丙酮。當(dāng)操作液氣比為液氣比為2.1時(shí)，丙酮回收率可達(dá)時(shí)，丙酮回收率可達(dá)95%。已知物系平衡關(guān)系。已知物系平衡關(guān)系為為y=1.18x，吸收過(guò)程大致為氣膜控制，氣相總傳質(zhì)系數(shù)，吸收過(guò)程大致為氣膜控制，氣相總傳質(zhì)系數(shù)Kya qv0.8。 1）今氣體流量增加今氣體流量增加20%，而液量及氣液進(jìn)口，而液量及氣液進(jìn)口濃度不變，試求：濃度不變，試求： a）丙酮的回收率變?yōu)槎嗌伲浚┍幕厥章首優(yōu)槎嗌伲?b）單位時(shí)間內(nèi)被吸收的丙酮量增加多少倍？）單位時(shí)間內(nèi)被吸收的丙酮量增加多少倍？ y2 x

10、2=0 =95% ? qv qL y1 x1 1 . 2vLqqy=1.18xKya qv0.8氣體氣體流量流量增加增加20%氣膜控制氣膜控制【解】【解】 a ）回收率變?yōu)槎嗌伲炕厥章首優(yōu)槎嗌?？氣膜控制氣膜控?6. 01 . 218. 1VLqqmSSSSNOG111ln11 1 . 556. 095. 01156. 01ln56. 011 04. 12 . 12 . 0 96. 004. 11 原工況下：原工況下： 2 . 0VVOGOGqqHHOGOGOGOGHHNN 9 . 4 OGN672. 056. 02 . 12 . 1VLVLqqmqqmSSSSNOG111ln11121yy9

11、 . 4 %4 .92 新工況下：新工況下： y2 x2=0 =95% ? qv qL y1 x1 1 . 2vLqqy=1.18xKya G0.8氣體氣體流量流量增加增加20%氣膜控制氣膜控制 y2 x2=0 =95% ? qv qL y1 x1 倍倍17. 195. 0924. 02 . 12 . 1 ababyyGyyG1 . 2 GLy=1.18xKya G0.8氣體氣體流量流量增加增加20%b b）單位時(shí)間內(nèi)被吸收的丙酮量增加多少倍？）單位時(shí)間內(nèi)被吸收的丙酮量增加多少倍？ 可見(jiàn)，單位時(shí)間內(nèi)被吸收的丙酮量增加了可見(jiàn)，單位時(shí)間內(nèi)被吸收的丙酮量增加了1720%，即，即被吸收的丙酮量增大幅度

12、小于被吸收的丙酮量增大幅度小于氣體流量增大幅度。氣體流量增大幅度。 y2 x2=0 =95% =98% qv qL y1 x1 1 . 2vLqqy=1.18xKya G0.8液體液體流量流量增加增加多少多少【補(bǔ)例】【補(bǔ)例】某吸收塔在某吸收塔在101.3kPa、293K下用清水逆流吸收丙下用清水逆流吸收丙酮酮空氣混合氣體（可視為低濃氣體）中的丙酮。當(dāng)操作空氣混合氣體（可視為低濃氣體）中的丙酮。當(dāng)操作液氣比為液氣比為2.1時(shí)，丙酮回收率可達(dá)時(shí)，丙酮回收率可達(dá)95%。已知物系平衡關(guān)系。已知物系平衡關(guān)系為為y=1.18x，吸收過(guò)程大致為氣膜控制，氣相總傳質(zhì)系數(shù)，吸收過(guò)程大致為氣膜控制，氣相總傳質(zhì)系數(shù)

13、Kya qV0.8。氣膜控制氣膜控制2）若氣體流率，氣液進(jìn)出口組成，吸收塔）若氣體流率，氣液進(jìn)出口組成，吸收塔的操作溫度和壓強(qiáng)皆不變，欲將丙酮回收率的操作溫度和壓強(qiáng)皆不變，欲將丙酮回收率由原來(lái)由原來(lái)95%的提高至的提高至98%，吸收劑用量應(yīng)增，吸收劑用量應(yīng)增加到原用量的多少倍？加到原用量的多少倍？ y2 x2=0 =95% =98% qv qL y1 x1 1 . 2vLqqy=1.18xKya G0.8液體液體流量流量增加增加多少多少氣膜控制氣膜控制 11)1ln(11097. 5SSS 98. 011)1ln(11SSS 301. 0 S 92. 3301. 018. 1VLqq 1 .

14、292. 3LLqq87. 1 y2 x2=0 =95% =98% qv qL y1 x1 1 . 2vLqqy=1.18xKya G0.8液體液體流量流量增加增加多少多少氣膜控制氣膜控制故吸收劑用量應(yīng)增加到原用量的故吸收劑用量應(yīng)增加到原用量的1.87倍倍。 解解 ： 1 1）929. 097. 0) 146. 2(46. 297. 0) 1(111yyx 已知已知qn,D= 100kmol/h，qn,L= 200kmol/h，則塔頂回流比，則塔頂回流比R=200/100=2。已知。已知x1=0.929，xD=0.97，用精餾段操作線，用精餾段操作線方程計(jì)算方程計(jì)算y2。94301297092

15、90122111y12.DxRxRR 精餾段每層塔板上升蒸氣的流量：精餾段每層塔板上升蒸氣的流量：qn,V=qn,L+qn,D=200+100=300kmol/h，并已知qn,F=250kmol/h，q=1.2 提餾段每層塔板上升蒸氣的流量為：提餾段每層塔板上升蒸氣的流量為： qn,V=qn,V+（q-1)qn,F=300+(1.2-1)250=350kmol/h提餾段每層塔板下降液體的流量為：提餾段每層塔板下降液體的流量為：釜液流量 qn,W=qn,F-qn,D=250-100=150kmol/hhkmolqqqqFnLnLn/5002502 . 1200,用全塔的易揮發(fā)組分物料衡算計(jì)算用全

16、塔的易揮發(fā)組分物料衡算計(jì)算xW02. 015097. 01004 . 0250,WnDDnFFnWqxqxqx 將將（3）結(jié)果 ，xw=0.02代入提餾段操作線方程，求得提餾代入提餾段操作線方程，求得提餾段操作線方程為段操作線方程為008570431.xyWVnWnmVnLnmxqqxqqy,1 先用相平衡方程計(jì)算塔釜上升蒸氣組成先用相平衡方程計(jì)算塔釜上升蒸氣組成047800201462102046211www.).(.)(xxy 用提餾段操作線方程計(jì)算塔釜上一層塔板下降液體的組成用提餾段操作線方程計(jì)算塔釜上一層塔板下降液體的組成039404310085700478043108570.wyx

17、qqqqqxx1)x(1xy1 . 112.168. 0qy6 . 15 . 068. 068. 096. 0qqqminxyyxRD 28. 071. 096. 014 . 2114 . 24 . 2111xxxRxRRyD034. 1584. 31387. 14 . 01387. 1387. 111xxqxxqqyFxxxxy47. 1147. 2) 1(1265. 1483. 0698. 0698. 097. 0minqqqDxyyxR622. 04 . 047. 114 . 047. 2) 1(1qqqxxy568. 14 . 0622. 0622. 097. 0minqqqDxyyxR213. 04 . 047. 147. 24 . 0) 1(qqqyyx048.