发布时间 : 星期六 文章化工原理 题库4 吸收题更新完毕开始阅读ee227508844769eae009edf3
Δy=y-y=0.02-1.15×0.008=0.0108 Δy=0.004 Δy=(Δy-Δy)/(LΔy/Δy)=0.00685 N=(y-y)/Δy=2.336 H=h/N=3/2.336=1.284 m。 本题目有题图titu093
6.(10分) 题号:3145 第3章 知识点:200 难度:容易 总压100kN.m，30℃时用水吸收氨，已知 k=3.84×10kmol.m.s(kN.m)，k=1.83×10kmol.m.s(kmol.m）, 且知x=0.05时,与之平衡的p=6.7kN.m.求：k、K、K。(液相总浓度C 按纯水计为55.6 kmol.m) *****答案***** k=Pk=100×3.84×10=3.84×10kmol.m.s k=Ck=55.6×1.83×10=1.02×10 kmol.m.s 1/K=1/k+m/k=1/(3.84×10)+m/(1.02×10) m=E/P ,E=p/x m=p/P=6.7/(100×0.05)=1.34 1/K=2604+131.4=2735.4 K=3.656×10 kmol.m.s(Δy)。
7.(10分) 题号:3146 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ka=0.10kmol.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)/0.1=1.415 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=1.415×4.16=5.88 m。
8.(12分) 题号:3147 第3章 知识点:210 难度:中等
用水作为吸收剂来吸收某低浓度气体生成稀溶液（服从亨利定律），操作压力为850[mmHg] ，相平衡常数m=0.25，已知其气膜吸收分系数k=1.25[kmol. m.h.atm]，液膜吸收分系数 k＝0.85[m.h]，试分析该气体被水吸收时,是属于气膜控制过程还是液膜控制过程? *****答案*****
m=E/P ∴E=mP=0.25×850/760=0.28(大气压) ∵是稀溶液 ∴H = ρ/Ms.E =1000/(0.28×18)=198.4(kmol.m.atm)
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根据 1/KG =1/kG +1/(HkL ) 即 1/KG =1/1.25 + 1/(198.4×0.85) ∴ KG ≈kG =1.25 [kmol.m.h.atm] 因此，是气膜控制过程。
9.(10分) 题号:3148 第3章 知识点:100 难度:容易 在总压P＝500 kN.m、温度ｔ＝27℃下使含CO3.0%（体积%）的气体与含CO370ｇ.m的水相接触，试判断是发生吸收还是解吸? 并计算以CO的分压差表示的传质总推动力。已知：在操作条件下，亨利系数E＝1.73×10kN.m，水溶液的密度可取1000kg.m，CO的分子量44。 *****答案*****
气相主体中CO的分压为 P=500×0.03=15 kN.m 与溶液成平衡的CO分压为: P=Ex 对于稀溶液: C=1000/18=55.6 kmol.m CO的摩尔数 ｎ＝370/(1000×44)=0.00841 x≈ｎ/C=0.00841/55.6=1.513×10 ∴ P=1.73×10×1.513×10=26.16 kN.m ∵ P＞ P 于是发生脱吸作用。 以分压差表示的传质推动力为 ΔP=P-P =11.16 kN.m
10.(14分) 题号:3149 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SO1.3％（体积），要求回收率99.5％，操作条件为20℃、1atm，平衡关系为y=0.75x，总体积传质系数Ka＝0.055kmol.m.s.atm，求液体出口浓度和填料高度。 *****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=0.055kmol.m.s.atm 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 x=(G/L)(y-y)+x=(0.013-0.000065)/1.49=0.00868 y=y(1-φ)=0.013(1-0.995)=0.000065 ∵ 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/(0.785×0.8×0.8×0.055=0.449(m) ∴Z＝9.266×0.449=4.2m
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11.(12分) 题号:3150 第3章 知识点:100 难度:较难 常压25℃下，气相溶质A的分压为0.054大气压的混合气体分别与 （1）溶质A浓度为0.002mol.L的水溶液； （2）溶质A浓度为0.001mol.L的水溶液； （3）溶质A浓度为0.003mol.L的水溶液；
接触，求以上三种情况下，溶质A在二相间的转移方向。
（4）若将总压增至5大气压，气相溶质的分压仍保持原来数值。与溶质A的浓度为0.003mol.L的水溶液接触，A的传质方向又如何?注：工作条件下，体系符合亨利定律。亨利常数E＝0.15×10大气压。 *****答案***** P=0.15×10x x=CMs /ρ P=0.15×10CMs /ρ （1） C=Pρ/(Ms ×0.15×10) =0.054×1000/（18×0.15×10）=0.002=C0 气液两相达到平衡 （2） C=0.001 mol/l＜C
A 由气相转移到液相，发生吸收过程。 （3） C=0.003 ＞ C
A 由液相转入汽相，发生解吸过程。 （4） x=ye P/E=0.051×5/(0.15×10)=0.00018 C=0.003 x=CMs /ρ=0.003×18/1000=0.000054 x＜ x, A 由气相转向液相。
12.(16分) 题号:3151 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) HO，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Ka=10695 kmol.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=TV/(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=1.07×10kg.h 2．求填料高度
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H =L/(KxａΩ)=59345/(10695×π/4×1．33)=3.99M 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)-1.05×10 ln(1.05×10-8.18×10)/(1.05×10)=1.60×10 N=8.18×10/(1.60×10)=5.113 Z＝3.99×5.113=20.4m
13.(15分) 题号:3152 第3章 知识点:430 难度:中等 在常压填料吸收塔中，用清水吸收废气中的氨气。废气流量为 2500m.h（标准状态），废气中氨的浓度为15g.m，要求回收率不低于98％。若吸收剂用量为3.6 m.h，操作条件下的平衡关系为Y=1.2X，气相总传质单元高度为0.7m。试求： 1 . 塔底、塔顶及全塔的吸收推动力（气相）；2 . 气相总传质单元数；3 . 总填料层高。 *****答案***** y=15/17/（1000/22.4） =0.01977[kmolNH/kmol B+NH] y=3.954×10- 4 [kmolNH/kmol B+NH] Y=y/(1-y)=0.01977/(1-0.01977) =0.02017[kmol NH/kmol B] Y=y/(1-y)=3.9555×10[kmol NH/kmol B] V=2500/22.4×(1-0.01977)=109.4[kmol B.h] L=3.6×1000/18=200[kmol B.h] 全塔物料衡算 L(X-X)=V(Y-Y) 200(X-0)=109.4(0.02017-3.9555×10) 得 X=0.01072 ΔY=Y-Y=0.02017-1.2×0.01072=0.0072 ΔY=Y-Y=0.0004
ΔYm =(0.0072-0.0004)/ln(0.0072/0.0004)=0.00235 N=(Y-Y)/ΔYm =(0.02-0.0004)/0.00235=8.34 H＝N ×N=8.34×0.7 =5.84m
14.(15分) 题号:3153 第3章 知识点:410 难度:较难 在逆流操作的填料塔内用清水吸收空气－－氨混合气体中的氨。操作压力P为1atm（绝对），温度为20℃；混合气的处理量为0.04kmol.m.s，氨含量4.2%（体积%）。当用水量为3000 kg.m.h时，若出塔水溶液的氨浓度为平衡浓度的70%，求吸收率和填料层高度。 操作条件下氨在水中的溶解度曲线如附图；总体积传质系数Ka＝0．03kmol.m.s.Δy。 *****答案***** L=3000×(1/18)×(1/3600)=0.0463 kmol/（m2 .s） 氨分压 p=P×y
由题图 x=0.050 则 x=0.050×70%=0.035
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