发布时间 : 星期二 文章化工原理--吸收习题及答案更新完毕开始阅读b22efd0700020740be1e650e52ea551810a6c942
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22判断下列命题是否正确,正确的是 。
A．上升气速过大会引起漏夜；Ｂ．上升气速过小会引起液泛；
Ｃ．上升气速过大会造成过量的液沫夹带；D．上升气速过大会造成过量的气泡夹带；E．上升气速过大会使板效率降低 Ｃ
23、在吸收操作中，若液气比L/V等于平衡常数m时，则全塔的吸收推动力 。 A．零； B．不能计算；Ｃ．常数； Ｄ．无穷大 Ｄ
24、用水吸收混合气中的氨，其他条件不变，当气体流率增加一倍，则总传质系数是原来的 倍。
A．1倍； B．2倍；Ｃ．20.5倍； Ｄ．不确定 A 25、浮阀塔、泡罩塔及筛板塔三种板式塔的板效率比较
A．浮阀塔﹥泡罩塔﹥筛板塔； B浮阀塔﹤泡罩塔﹤筛板塔．；Ｃ．浮阀塔﹥泡罩塔=筛板塔； Ｄ浮阀塔﹥筛板塔﹥泡罩塔． A 五、计算题
1、在吸收塔中用清水吸收混合气中的SO2，气体流量为5000m3（标准）/h，其中SO2占10%（体积分率），要求SO2的回收率为95%。气液逆流接触，在塔的操作条件下，SO2在两相间的平衡关系近似为Y*=26.7X，若用水量为最小用水量的2倍，试求用水量为多少Kg/h？（10分） 解： 已知y1=0.1 φA=0.95 Vh=5000 m3（标准）/h
则 Y1=0.1/（1-0.1）=0.111 Y2= Y1（1-φA）=0.111（1-0.95）=0.00555
惰性气体流量V=5000（1-0.1）/22.4=2000.88Kmol/h
Lmin=200.88（0.111-0.00555）/（0.111/26.7）=5095.32 Kmol/h L=2
Lmin=2
×
5095.32=10190.64
Kmol/h=10190.64
×
18=183431.52Kg/h
即用水量为183431.52Kg/h
2、在逆流操作的吸收塔中，于101.3KPa、25℃下用清水吸收混合气中的H2S，将其浓度由2％降至0.1％（体积）。该系统符合亨利定律。亨利系数E=5.52
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×104 KPa。若取吸收剂用量为理论最小用量的1.5倍，试计算操作液气比L/V及出口液相组成X1。（12分）
解：已知y1=0.02 y2=0.001 E=5.52×104 KPa P=101.33 KPa 则Y1=0.02/（1-0.02）=0.0204 Y2=0.001/（1-0.001）=0.001 m=E/P =5.25×104/101.33=544.75
（L/V）min=（Y1﹣Y2）/（Y1/m）=（0.0204-﹣0.001）/（0.0204/544.75） =517.5
L/V=1.5 （L/V）min=1.5×517.5=776.25
又据全塔物料衡算 L（X1﹣X2）=V（Y1﹣Y2）
X1=（V/L）/（Y1﹣Y2）﹢X2=（1/776.25）/（0.0204﹣0.001） =2.5×10-5
即操作液气比L/V为776.25 出口液相组成X1为2.5×10-5
3、某一逆流操作的填料塔中，用水吸收空气中的氨气。已知塔底气体进气浓度为 0.026（摩尔比）（下同），塔顶气相浓度为0.0026，填料层高度为1.2m，塔内径为0.2m，吸收过程中亨利系数为0.5 atm，操作压力0.95 atm，平衡关系和操作关系（以摩尔比浓度表示）均为直线关系。水用量为0.1m3.h-1，混合气中空气量为100m3.h-1（标准状态下）。试求此条件下，吸收塔的气相总体积传质系数。
解：方法1：
Y1 = 0.026, Y2 = 0.0026，m = E/P = 0.5/0.95 = 0.526 Ls /GB = 0.1×1000/18/(100/22.4) = 1.244 GB /A = (100/22.4)/(π/4×0.22) = 142.1 kmol.m-2.h-1 X1 = ( Y1 - Y2)/(Ls / GB) = (0.026-0.0026)/1.244 = 0.0188
ΔY1 = Y1 –Y1e = 0.026-0.526×0.0188 = 0.0161 ΔY2 = Y2 – Y2e = 0.0026
ΔYm = (ΔY1-ΔY2)/ln(ΔY1/ΔY2) = 0.00741 NOG = (Y1-Y2)/ΔYm = 3.16
∴ ＫYａ＝ （（GB/A）/Z）×NOG = 142.1/1.2×3.16 = 374. 2 kmol.m-3.h-1
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方法2：
A = （Ls /GB）/m = 1.244/0.526 = 2.365 NOG = A/(A-1)×ln[(1-1/A)(Y1-mX2)/(Y2-mX2)+1/A]
= 2.365/1.365×ln[(1-1/2.365)(0.026/0.0026) +1/2.365] = 3.16 ∴ ＫYａ＝ 37.42 kmol.m-3.h-1
4、在常压逆流操作的填料塔内，用纯溶剂S 吸收混合气体中的可溶组分A 。入塔气体中A 的摩尔分率为0.03，要求吸收率为95%。 已知操作条件下的解吸因数为0.8 ，物系服从亨利定律，与入塔气体成平衡的液相浓度为0.03（摩尔分率）。 试计算： (1) 操作液气比为最小液气比的倍数； (2) 出塔液体的浓度； (3) 完成上述分离任务所需的气相总传质单元数NOG。
解：
① y1 = 0.03 , x1e = 0.03 ，所以m = 1 (L/G)min = (y1-y2)/(y1/m) = mη = 0.95 S = m/(L/G)， L/G = m/S = 1/0.8 = 1.25 ∴ (L/G)/(L/G)min = 1.25/0.95 = 1.316
② x1 = (y1-y2)/(L/G) = (0.03-0.03(1-0.95))/1.25 = 0.0228 ③ NOG = 1/(1-S)ln[(1-S)Y1/Y2+S] = 7.843。
5、常压下，用煤油从苯蒸汽与空气混合物中吸收苯，吸收率为99％。混合气量为53kmol.h-1。入塔气中含苯2％（比摩尔以下同），入塔煤油中含苯0.02％。溶剂用量为最小用量的1.5倍。在操作温度50℃下，相平衡关系为y = 0.36x，总传质系数Kya ＝ 0.015kmol.m-3.s-1。塔径为1.1米。试求所需填料层高度。 解：
y1 = 0.02，y2 = 0.02×1%=0.0002
x1e = y1e/m = 0.02/0.36 = 0.0556，x2 = 0.0002 (L/G)min = (y1-y2)/(x1e-x2)
= (0.02-0.0002)/(0.0556-0.0002) = 0.3574 L/G = 1.5(L/G)min = 1.5×0.3574 = 0.536 x1 = x2 + (y1- y2)/(L/G)
=0.0002+(0.02-0.0002)/0.536 = 0.0371 Δy1 = y1 –mx1 = 0.02-0.36×0.0371 = 0.00664 Δy2 = y2 –mx2 = 0.0002-0.36×0.0002 = 0.000128 Δym = (0.00664-0.000128)/ln(0.00664/0.000128) = 0.00165
NOG = (y1-y2)/Δym = (0.02-0.0002)/0.00165 = 12 HOG = G/(Ｋyａ) = 53/3600/(π/4×1.12 )/0.015 = 1.033 m Z = HOG×NOG = 1.033×12 = 12.4 m
6、有一逆流填料吸收塔, 塔径为0.5m，用纯溶剂吸收混合气中的溶质。入塔气体量为
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100kmol.h-1，溶质浓度为0.01（摩尔分率），回收率要求达到90%，液气比为1.5 ，平衡关系y = x。试求：
(1) 液体出塔浓度；(2) 测得气相总体积传质系数Kya = 0.10 kmol.m-3.s-1，问该塔填料层高度为 多少？提示：NOG = 1/(1-S)ln[(1-S)(y1-mx2)/(y2-mx2)+S]
解： ① y1 = 0.01
y2 = y1(1-η) = 0.01(1-0.9) = 0.001 L/G=(y1-y2)/x1，
x1 = (y1-y2)/(L/G) = (0.01-0.001)/1.5 = 0.006
② HOG = G/Kya = （100/(0.785×0.52×3600)）/0.1=1.415 m NOG = 1/(1-S)ln[(1-S) y1/ y2+S] S = m/(L/G) = 1/1.5 = 0.667 NOG = 4.16
Z = HOG×NOG = 1.415×4.16 = 5.88 m。
7、用清水吸收氨－空气混合气中的氨。混合气进塔时氨的浓度y1 ＝ 0.01（摩尔分率），吸收率90％，气－液平衡关系y = 0.9x。试求：（1）溶液最大出口浓度；（2）最小液气比；（3）取吸收剂用量为最小吸收剂用量的2倍时，气相总传质单元数为多少？（4）气相总传质单元高度为0.5m时，填料层高为几米？ 解： 已知
y1 ＝ 0.01，η=90%，y2 = y1(1-η) = 0.01(1-0.9) = 0.001 x2 = 0，x1 = y1/0.9 = 0.01/0.9 = 0.0111 (L/G)min = (y1-y2)/(x1e-x2)
= (0.01-0.001)/（0.01/0.9）= 0.811 L/G = 2 (L/G)min = 2×0.811 = 1.62
x1 = (y1-y2)/(L/G)+x2 = (0.01-0.001)/1.62 = 0.00556
y1e = 0.9×0.00556=0.005
Δym =（(0.01-0.005)-(0.001-0)）/ln(0.01-0.005)/0.001 = 0.0025
NOG = (y1-y2)/Δym = (0.01-0.001)/0.0025 = 3.6 Z ＝ 0.5×3.6 = 1.8m
8、在逆流操作的吸收塔内，用清水吸收氨－空气混合气中的氨，混合气进塔时氨的浓度y1 = 0.01(摩尔分率) ，吸收率90%，操作压力为760 mmHg，溶液为稀溶液，系统平衡关系服从拉乌尔定律，操作温度下，氨在水溶液中的饱和蒸汽压力为684 mmHg试求： （1）溶液最大出口浓度；（2）最小单位吸收剂用量；（3）当吸收剂用量为最小用量的2倍时，气相总传质单元数为多少？（4）气相总传质单元高度为0.5m时，填料层高为多少米? 解：
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