发布时间 : 2024/5/4 17:49:36 星期六 文章化工原理 题库4 吸收题更新完毕开始阅读ee227508844769eae009edf3

39.(20分) 题号:3179 第3章 知识点:320 难度:最难

有一座用油吸收煤气中苯蒸汽的吸收塔，已知煤气流量为2240（标准m.h），入塔气体中含苯4%，出塔气体含苯0.8%（均为体积%），进塔油中不含苯，取液体用量L＝1.4Lmin，已知气液平衡关系为Y＝0.126X。试求：1．吸收率η；2．求Lmin 及L（kmol.h）； 3．求液体出塔组成X（kmol苯/kmol油）； 4．求吸收的对数平均推动力ΔYm ； 5．为增大液体喷淋量，采用部分循环流程，在保证原吸收率情况下，最大循环量L' 为多少（kmol.h）?并示意画出带部分循环和不带循环的两种情况下的操作线。 *****答案***** 1．η＝(Y-Y)/Y Y≈y Y=y/(1-y) =0.04/(1-0.04)=0.0417 η=(0.0417-0.008)/0.0417=80.7% 2．G=2240/22.4=100 kmol.h G=100(1-0.04)=96 kmol.h (L/G)min =(Y-Y)/(X-0)

=(0.0417-0.008)/(0.0417/0.126-0)≈0.102 Lmin =0.102×96=9.792 kmol.h Ls =1.4Lmin =13.7 kmol.h 3．Ls /G=(Y-Y)/(X-0)=13.7/96=0.143 X=(0.0417-0.008)/(L/G)=0.24 ΔY=Y-Y=0.0417 -0.126×0.24=0.01146 4．ΔYm =(Δy-Δy)/ln(Δy/Δy) =0.00346 /ln(0.01146/0.008)=0.00963

5．部分循环，入口液量为(L+L' )，入塔浓度为Xa ' ，在最大L' 下，X' 处在最大。 (L/G)max =(0.0417-0.008)/(X-X' ) X' =Y/0.126 =0.008/0.126=0.0635 ∴（(L +Ls ' )/G）max =(0.0417-0.008)/(0.24-0.0635)=0.191 ∴L's max ' =0.191×96-13.7=4.64 kmol.h L'max ' =Ls max ' /(1-X)=4.64/(1-0.24)=6.1 kmol.h

本题目有题图titu097

40.(20分) 题号:3180 第3章 知识点:340 难度:最难

欲用填料塔以清水逆流吸收混合气中有害组分A。已知入塔中A 组分y=0.05（摩尔分率, 下同） ，要求回收率为90%，平衡关系：y=2x，H=O.8米。采用液气比为最小液气比的1.5倍。试求：(1)出塔液体浓度；(2)填料层高度；(3)若入塔A 组分浓度y=O.1， 其它设计条件不变。现改用板式塔，问理论 板数为多少? *****答案***** ①∵x=0 ,∴(L/G)=mη L/G=β(L/G)=βmη=1.5×2×0.9=2.7 x=G/L(y-y)=G/Lηy=1/2.7×0.9×0.05=0.0167 ②1/A=mG/L=2/2.7=0.741 , x=0时 N=1/(1-1/A)L[(1-1/A)(1/(1-η))+1/A]

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=1/(1-0.741)L[(1-0.741)(1/(1-0.9))+0.741]=4.65 ∴H=H×N=0.8×4.65=3.71 m ③∵x=0 ,η=0.9 , ∴y=y(1-η)=0.1×0.1=0.01 x=G/Lηy=1/2.7×0.9×0.1=0.0333 平衡线方程: y=2x

操作线方程: x=G/L(y-y)=1/2.7(y-0.01) ∴x=0.0333 , y=0.0666; x=0.02096 , y=0.04193; x=0.01182 , y=0.0236; x=0.00505 , y=0.0101; ∴可判断为5 块理论板或y≈y, 则为4 块理论板。

41.(10分) 题号:3181 第3章 知识点:300 难度:容易 含甲醇15%(质量)的水溶液，其密度为970kg.m，试计算该溶液中甲醇的：(1)摩尔分率 (2)摩尔比分率 (3)质量比 (4)质量浓度 (5)摩尔浓度 *****答案***** MCHOH＝32，MHO＝18，以100kg溶液为基准，mHO＝85kg， mCHOH＝15kg ⑴摩尔分率=(15/32)/[(15/32)+(85/18)]=0.090 ⑵摩尔比=(15/32)/(85/18)=0.099 ⑶质量比=15/85=0.176 ⑷100kg溶液的体积:V=m/ρ=100/970=0.1031m 质量浓度＝mCHOH/V＝15/0.1031=145.5(kg.m) ⑸摩尔浓度=(15/32)/0.1031=4.55(kmol.m)

42.(12分) 题号:3182 第3章 知识点:413 难度:中等

在常压逆流操作的填料吸收塔中用清水吸收空气中某溶质A，进塔气体中溶质A 的含量为8%（体积％） ，吸收率为98%，操作条件下的平衡关系为y=2.0x，取吸收剂用量为最小用量的1.2倍，试求：(1)水溶液的出塔浓度； (2)若气相总传质单元高度为0.6 m， 现有一填料层高为6m的塔问该塔是否合用? 注：计算中可用摩尔分率代替摩尔比，用混合气体量代替惰性气体量，用溶液量代替溶剂量。 *****答案***** ①(L/G)=(y-y)/x=(y-y)/(y/m)=mη L/G=1.2(L/G)=(y-y)/x x=y/（1.2m）=0.08/(1.2×2.0)=0.0333 ②S=m/(L/G)=m/(1.2×m×η)=1/(1.2η)=1/(1.2×0.98) =0.8503 y/y=y/(y(1-η))=1/(1-η)=1/0.02=50 N=1/(1-S)L[(1-S)y/y+S]=14.2 h=H×N=0.6×14.2=8.50 m>6 m , 所以不合用。

43.(12分) 题号:3184 第3章 知识点:450 难度:中等 在 20 ℃ 和 760 mmHg，用清水逆流吸收空气混合气中的氨。混合气中氨的分压为10mmHg,经吸收后氨的分压下降到.051mmHg。混合气体的处理量为1020kg.h，其平均分子量为28.8,操作条件下的平衡关系为y=0.755x。 若吸收剂用量是最小用量的3倍，求吸收

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剂的用量和气相总传质单元数。 *****答案***** ①y=p/P=10/760=0.01316 y=p/P=0.051/760=6.71×10 L/G=3(L/G)=3(y-y)/(y/m) =3(0.01316-6.71×10)/(0.01316/0.755)=2.254 G=1020/28.8=35.42kmol.h, L=2.254G=79.8 kmol.h ②S=m/(L/G)=0.755/2.254=0.335 N=1/(1-S)L[(1-S)Y/Y+S]=7.33。

44.(12分) 题号:3186 第3章 知识点:541 难度:容易

某厂有一填料层高为 4m 的吸收塔，用水洗去尾气中的公害组分A 。测得浓度数据如图, 相平衡关系为 y=1.15x。试求：该操作条件下，气相总传质单元高度H为多少m ? *****答案***** L/G=(y-y)/(x-x)=(0.02-0.004)/0.008=2 Δy=y-y*=0.02-1.15×0.008=0.0108 Δy=0.004 Δy=(Δy-Δy)/(LΔy/Δy)=0.00685 N=(y-y)/Δy=2.336 H=h/N=4/2.336=1.712 m。

本题目有题图titu098

45.(10分) 题号:3188 第3章 知识点:451 难度:容易

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100kmol.h,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ka=0.12kmol.m.s，问该塔填料层高度为 多少?（提示：N=1/(1-S)ln[(1-S)(y-mx)/(y-mx)+S]） *****答案***** ①y=0.01 y=y(1-η)=0.01(1-0.9)=0.001 L/G=(y-y)/x, x=(y-Y)/(L/G)=(0.01-0.001)/1.5=0.006 ②H=G/K=100/(0.785×0.5×3600)/0.12=1.179 m N=1/(1-S)L[(1-S)Y/Y+S] S=m/(L/G)=1/1.5=0.667 N=4.16 h=H×N=1.179×4.16=4.91 m。

46.(14分) 题号:3190 第3章 知识点:452 难度:中等 在直径为0.8m的填料塔中，用1200kg.h的清水吸收空气和SO混合气中的SO，混合气量为1000m（标准）.h，混合气含SO1.3%（体积），要求回收率99.5%，操作条

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件为20℃、1atm，平衡关系为y=0.75x， 总体积传质系数 Ka＝0.060kmol.m.s，求液体出口浓度和填料层高度。 *****答案*****

已知：D=0.8m Ls =1200kg.h G=1000Nm.h y=0.013 φ=0.995 x=0 ye =0.75x Kyａ=0.06kmol.m.s Ls =1200/(3600×18)=0.0185 kmol/s G =1000/(22.4×3600)=0.0124kmol/s ∵为低浓度吸收 ∴(L/G)=0.0185/0.0124=1.49 y=y(1-φ)=0.013(1-0.995)=0.000065 x=(G/L)(y-y)+x=(0.013-0.000065)/1.49=0.00868 ∵ Z＝H×N 而N =(y-y)/ΔYm Δy=y-y=0.013-0.75×0.00868=0.006490 Δy=y-y=0.000065-0=0.000065 Δym =(Δy-Δy)/ln(Δy/Δy)

=(0.006490-0.000065)/ln(0.006490/0.000065)=0.001396 ∴N=(0.013-0.000065)/0.001396=9.266 H ＝G' /（KyａΩ）＝0.0124/(0.785×0.8×0.8×0.06＝0.411(m) ∴Z＝9.266×0.411=3.81m

47.(16分) 题号:3192 第3章 知识点:430 难度:中等 在塔径为1.33m的逆流操作的填料吸收塔中，用清水吸收温度为20℃，压力为1 atm的某混合气体中的CO，混合气体处理量为1000m.h，CO含量为13%（体积），其余为惰性气体，要求 CO的吸收率为90％，塔底的出口溶液浓度为0.2g CO(1000g) HO，操作条件下的气液平衡关系为Y=1420X（式中 Y、X均为摩尔比），液相体积吸收总系数 Ka＝11000kmol.m.h，CO2 分子量为44，水分子量为18。试求： 1．吸收剂用量（kg.h）； 2．所需填料层高度（m） *****答案*****

1．求吸收剂用量 Y=y/(1-y)=0.13/(1-0.13)=0.149 Y=Y(1-φ)=0.149(1-0.90)=0.0149 X=0.2/44/(1000/18)=8.18×10 X=0 V=TV/(T×22.4)

=1000(1-0.13)×273/(22.4×293)=36.2kmol.h L=V(Y-Y)/(X-X) =36.2(0.149-0.0149)/(8.18×10)=59345kmol.h =1.07×10kgHO.h 2．求填料高度 H=L/ (ＫxａΩ) =59345/ (11000×π/4×1．33) =3.88M N=(X-X)/ΔXm X=Y/m =0.149/1420=1.05×10 X=Y/m =0.0149/1420=1.05×10 ΔXm =（(X-X)-(X-X)）/ln((X-X)/(X-X)) =（(1.05×10-8.18×10)-1.05×1 0/

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