7-1．g 100水中溶解31gNH ，从手册查得C 200时3NH 的平衡分压为86.6Pa 9，在此浓度以内服从亨利定律。

试求溶解度系数H （单位为13kPa m kmol --⋅⋅）和相平衡常数m ，总压力为kPa 100。

（答：13kPa m0.59kmol --⋅⋅=H , 0.943m =）解：3m kmol 582.010*******1-⋅==c ，31m Pa mol 59.09866.0582.0--⋅⋅===Pe c H ，0099.03.1011007604.7==e y ， 0105.018100171171=+=x ， 943.00105.00099.0===x y m e 。

7-2．C 100时氧在水中的溶解度的表达式x p 6*10313.3⨯=,式中*p 为氧在气相中的平衡分压，kPa ；x 为溶液中氧的摩尔分数。

空气中氧的体积分数为%21，试求总压为kPa 101时，每3m 水中可溶解多少g 氧（答：3m g 4.11-⋅ ，或3m 0.35mol -⋅ ）解：kPa 3.213.10121.0=⨯=Pe ，6661042.610313.33.2110313.3-⨯=⨯=⨯=Pe x ， 36m g 4.11100018321042.6--⋅=⨯⨯⨯=c 。

7-3．用清水吸收混合气中的 3NH ，进入常压吸收塔的气体含3NH 体积分数为%6，吸收后气体含3NH 体积分数为%4.0，出口溶液的摩尔比为13kmol kmol 012.0-⋅⋅NH 水。

此物系的平衡关系为X Y 52.2=*。

气液逆流流动，试求塔顶、塔底处气相推动力各为多少（答：顶00402.02=ΔY ，底034.01=ΔY ）解：064.006.0106.01111=-=-=y y Y ，0402.0004.01004.01222=-=-=y y Y ， 塔底：03024.0012.052.252.2=⨯==X Y e ，塔顶：0052.252.2=⨯==X Y e ， 塔顶气相推动力00402.02=∆Y ，塔底气相推动力034.003024.0064.01,11=-=-=∆e Y Y Y 。

7-4．用水吸收空气中的甲醇蒸汽，在操作温度300K 下的溶解度系13kPa m 2kmol --⋅⋅=H ,传质系数112kPa h m 0.056kmol ---⋅⋅⋅=G k ，3-112m km ol h m 0.075km ol ⋅⋅⋅⋅=--L k 。

求总传质系数G K 以及气相阻力在总阻力中所占的分数。

（答：11-2kPa h m 0.0408kmol --⋅⋅⋅=G K , 73.0）解：112kPa h m kmol 0408.0075.021056.011111---⋅⋅⋅=⨯+=+=LG G HK K K ，气相阻力所占分率：73.0075.021056.01056.01=⨯+=η。

7-5．从矿石焙烧送出的气体，含体积分数2%9SO ，其余视为空气。

冷却后送入吸收塔，用水吸收其中所含2SO 的%95。

吸收塔的操作温度为C 300，压力为kPa 100。

每小时处理的炉气量为3m 1000（C 300、kPa 100时的体积流量），所用液气比为最小值的2.1倍。

( 解：099.009.011111=-=-=y Y ， 00495.0099.0)95.01()1(12=⨯-=-=Y Y η，1h kmol 6.36)09.01(3032734.221000-⋅=-⨯=V ，进吸收塔2SO 的分压kPa 12.909.03.1013.1011=⨯==y P ，由平衡关系内插得溶液平衡浓度为()O H 100kg kgSO2877.02-1⋅，换算为摩尔比3,11047.218/10064/877.0-⨯==e x ，1.3800247.000495.0099.0,121min =-=-=⎪⎭⎫⎝⎛e x Y Y V L ，69.451.382.12.1min=⨯=⎪⎭⎫⎝⎛=V L V L ， 11minmin h kg 25100h mol 5.13941.386.36--⋅=⋅=⨯=⎪⎭⎫⎝⎛=V L V L ， 1min h kg 30120251002.12.1-⋅=⨯==L L ，121x Y Y V L -=⇒32111006.269.4500495.0099.0-⨯=-=-=VL Y Y x 。

7-6．用煤油从苯蒸气与空气的混合物中回收苯，要求回收%99。

入塔的混合气中，含苯%2（摩尔分数）。

入塔的煤油中，含苯%02.0。

溶剂用量为最小用量的5.1倍，操作温度为C 500 ，压力为kPa 100。

平衡关系为X Y 36.0=*，总传质系数13s m km ol 015.0--⋅⋅=⋅a K Y 。

入塔气体的摩尔流量为12s m kmol 015.0--⋅⋅。

求填料层高度。

（ 答：m 12=Z ）解：02.01=y ，0002.0)99.01(02.02=-=y ，0002.02=x ，357.00002.036.002.00002.002.021,2121,21min =--=--=--=⎪⎭⎫⎝⎛x x y y X X Y Y V L e e ，536.0357.05.15.1min=⨯=⎪⎭⎫⎝⎛=V L V L ， 0371.00002.0)0002.002.0(536.01)(2211=+-=+-=x y y L V x ，672.0536.036.01===L mV A ，]1))(11ln[(1112221A mx y mx y A A N OG +----=12]672.0)0002.036.00002.00002.036.002.0)(672.01ln[(672.011=+⨯-⨯---=m 1015.0015.0==Ω=ya OG K V H ， m 12112=⨯=⋅=OG OG N H H 。

7-7．在填料塔内用稀硫酸吸收空气中所含的3NH 。

溶液上方3NH 的分压为零（相平衡常数0m =）。

下列情况所用的气、液流速及其他操作条件都大致相同，总传质单元高度OG H 都可取为.5m 0。

试比较所需填料层高度有何不同。

混合气中含摩尔分数3%1NH ，要求回收%90。

混合气中含3%1NH ，要求回收%99。

混合气中含3%5NH ，要求回收%99。

作了上述比较之后，你对塔高与回收率的关系能获得什么概念（答：（1）m 1=Z ；（2）m 25.2=Z ；（3）m 25.2=Z ）解：⑴01.01=y ，00101.01.001.099.01.001.02=⨯+⨯=y ，1000101.001.02221==--mx y mx y ， 01==LmVA ，查图得：2=OG N ，m 125.0=⨯=⋅=OG OG N H Z ； ⑵01.01=y ，0001.001.001.02=⨯=y ，1000001.001.021==y y ， 查图得：5.4=OG N ，m 25.25.45.0=⨯=⋅=OG OG N H Z ； ⑶05.01=y ，000505.001.005.099.001.005.02=⨯+⨯=y ，99000505.005.021==y y ，查图得：5.4=OG N ，m 25.25.45.0=⨯=⋅=OG OG N H Z 。

7-8．今有连续逆流操作的填料吸收塔，用清水吸收原料气中的甲醇。

已知处理气量为13h m 1000-⋅（操作状态），原料中含甲醇3m g 100-⋅，吸收后水中含甲醇量等于与进料气体中相平衡时浓度的%67。

设在常压、C 025下操作，吸收的平衡关系取为X Y 15.1=，甲醇回收率要求为%98，12h m km ol 5.0--⋅⋅=Y k ，塔内填料的比表面积为32m m 200-⋅=a 塔内气体的空塔气速为1s m 5.0-⋅。

试求：（1）水的用量为多少1h kg -⋅（2）塔径；（3）传质单元高度OG H ；（4）传质单元数OG N ；（5）填料层高度。

(答： ; m 686.0 ; m 84.0 ; h kg 11501==⋅=-OG H D L m 1.6 ; 89.8==Z N OG )解：⑴07.04.22/132/1010031=⨯=-y ， ∴0753.007.0107.01=-=Y ，312105.1)98.01(0753.0)1(-⨯=-⨯=-=ϕY Y ，0439.015.10753.067.067.0%671*11=⨯=⨯==m Y X X ， 02=X ，11h kmol 38298273)07.01(4.22100025273273)1(4.221000-⋅=⨯-⨯==+⨯-⨯=y V ， 68.100439.0105.10753.032121=-⨯-=--=-X X Y Y V L ，131h kg 1015.1h km ol 8.633868.168.1--⋅⨯=⋅=⨯==V L ；⑵13s m 36001000-⋅=s V ，1s m 5.0-⋅=u ， ∴m 84.05.014.33600100044=⨯⨯⨯==u V D s π； ⑶m 686.084.042005.0382=⨯⨯⨯=Ω=πa K V H Y OG ；⑷用解析法：]))(1ln[(112221L Vm mX Y mX Y L V m L V mN OG +----=89.8]68.115.1)01015.100753.0)(68.115.11ln[(68.115.1113=+-⨯---=-； ⑸m 1.689.8686.0=⨯=⋅=OG OG N H Z 。

7-9．直径为m 88.0的填料吸收塔内，装有拉西环填料，填料层高为m 6。

每小时处理3m 2000含%5丙酮与空气的原料气操作条件为1个大气，C 025。

用清水作吸收剂，塔顶出口废气含丙酮%263.0（以上均为摩尔分数），出塔溶液中每千克含丙酮g 2.61，操作条件下的平衡关系为X Y 2=。

试计算：（1）气相总体积传质系数a K Y ；（2）每小时可回收丙酮多少千克（3）若将填料层加高m 3，又可以多回收多少千克丙酮（答：1113h kg 56.6 , h kg 225 , h mkm ol 8.176----⋅⋅⋅⋅=a K Y ）解：塔截面积()222m 61.088.044===ππd S ，惰性气体量1h kmol 7.77)05.01(2982734.222000-⋅=-⨯=V ， 526.005.0105.01=-=Y ，00263.000263.0100263.02=-=Y ，02=x ，0198.018/8.93858/2.6158/2.611=+=x ，0396.00198.021,=⨯=e y ，0412.00396.010396.01,=-=e Y ，0114.00412.00526.01=-=∆Y ， 00263.0000263.02=-=∆Y ，006.000263.00114.0ln 00263.00114.0ln2121=-=∆∆∆-∆=∆Y Y Y Y Y m ，1321h m kmol 8.176006.0661.0)00263.00526.0(7.77)(--⋅⋅=⨯⨯-=∆Ω-=∆=m m A Ya Y Z Y Y V Y Z N K ； 丙酮回收量：1h kg 22508.58)00263.005.0(2982734.222000-⋅=⨯-⨯=m ，OG OG N H Z ⋅=，72.061.08.1767.77=⨯=Ω=Ya OG K V H ， 33.872.06===OG OG H Z N ，418.000263.005.00198.02121=-=--=y y x x L V ， 836.0418.02=⨯=LmV ，增加填料层高度后，传质单元数变为5.1272.09===OG OG H Z N ， 当5.12=OG N ，836.0=LmV时，从图上读得：4021=y y ，回收率：975.0025.01112121=-=-=-y yy y y ， 原回收率：9474.005.000263.005.0121=-=-y y y ， 可多回收丙酮量：()1h kg 56.608.589474.0975.005.02982734.222000-⋅=⨯-⨯⨯⨯=∆m 。