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
H=H/N=4/7 m, Ky=G/（H×Ω）=30/（4/7×0.785×1）=66.9 kmol.m.h ③N=H/H=2/（4/7）=3.5 ∴ 3.5=（y-y）/y=（y-0.01）/0.01→y=0.045,
32.(15分) 题号:3171 第3章 知识点:430 难度:较难 一常压逆流吸收塔，塔截面积为0.5m,填料层高为3m。用清水吸收混合气中的丙酮（分子量为58），丙酮含量为5%（体积)，混合气流量为1120标m.h。已知在液气比为3 的条件下，出塔气体中丙酮含量为0.005（摩尔分率） 。操作条件下的平衡关系为y=2x。试求：(1)出口液体中的丙酮含量（质量分率）；(2)气体体积总传质系数K（kmol.m.s）；(3)若填料增高3 米，其他操作条件不变，气体出口的丙酮含量为多少? *****答案***** ①L/G=(y-y)/x,x=(y-yL/G)=(0.05-0.005)/3=0.015 a=(0.015×58)/18=0.0483 ②S=m/(L/G)=2/3=0.667 N=1/(1-S)L[(1-S)y/y+S]=4.16 H=h/N=3/4.16=0.721 m H=G/K G=1120/(22.4×3600×0.5)=0.0278 kmol.m.s K=G/H=0.0385 kmol.mS ③h=3+3=6 m, H不变,S不变 N=h/H=6/0.721=8.32 N=1/(1-S)L[(1-S)y/y+S] y=0.0011。
33.(12分) 题号:3172 第3章 知识点:430 难度:较难
某厂吸收塔填料层高4m，用水吸收尾气中的公害组分A。在此情况下，测得的浓度如图所示。已知平衡关系为y=1.5x，求：（1） 气相总传质单元高度；（2） 操作液气比为最小液气比的多少倍；（3） 由于法定排放浓度y必须≤0.002所以拟将填料层加高；若液气比不变，问填料层应加高多少； *****答案*****
低浓度y、x，近似以Y、X代替，则 （1） Y=1.5X1 =1.5×0.008=0.012 ΔY=0.02-0.012=0.008, ΔY=0.004 ΔYm =(0.008-0.004)ln(0.008/0.004)=0.00577 N =(0.02-0.004)/0.00577=2.77 ∴H=4/2.77=1.44m
（2） L/V=(0.02-0.004)/0.008=2
(L/V)min =(0.02-0.004)/(0.02/1.5) =1.2 ∴L/V/(L/V)min =2/1.2=1.67 （3） X1 =(Y-Y)/(L/V)=(0.02-0.002)/2=0.009 Y=1.5X=0.0135 ΔY=0.0065, ΔY=0.002 ΔYm =0.00382
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N=4.71 Z＝H×N=1.44×4.71=6.80[m] ∴加高6.80-4=2.8[m] 本题目有题图titu095
34.(12分) 题号:3173 第3章 知识点:340 难度:较难
某逆流操作的吸收塔，用清水洗去气体中的有害组分。已知该塔填料层总高度为9m，平衡关系：y=1.4X，现场测得气体进、出口浓度为y=0.03，y=0.002，液体出口浓度为 x=0.015(均为摩尔分率)。试求：
（1）操作液气比L/G及出塔溶液的饱和度φ（实际浓度比饱和浓度） ； （2） 气相总传质单元高度H； （3） 如果限定气体出口浓度y' =0.0015，为此拟增加填料层高度，在保持液气比不变的条件下应增加多少? *****答案***** （1）L/G=(y-y) /(x-x)
=(0.03-0.002) /(0.015-0) =1.866 φ=x/x=0.015/(0.03/1.4)=0.7 （2）mG/L=1.4/1.866=0.75 N =1/(1-0.75)×ln[(1-0.75)(0.03-0)/(0.002-0)+0.75]=6 H=ｈ/N＝9/6=1.5m （3）N ' =1/(1-0.75)×ln[(1-0.75)(0.03/0.0015)+0.75]=7 h' =1.5×7=10.5m Δh=10.5-9=1.5m
35.(16分) 题号:3174 第3章 知识点:340 难度:较难
用填料塔从一混合气体中吸收所含苯。进塔混合气体含苯5%（体积%），其余为惰性气体。回收率为95%。吸收塔操作压强为780mmHｇ，温度为25℃，进入填料塔的混合气体为1000m.h。吸收剂为不含苯的煤油。煤油的耗用量为最小用量的1.5倍。气液逆流流动。已知该系统的平衡关系为Y=0.14X（式中Y、 X均为摩尔比） 。已知气相体积总传质系数Ka＝125kmol.m.h,煤油和苯的平均分子量为170和78kg.kmol，塔径为0.6m。试求: 1）煤油的耗用量为多少kg.h? 2）煤油出塔浓度X为多少? 3）填料层高度为多少m? 4）吸收塔每小时回收多少kg苯? *****答案*****
（1）由已知条件可知：m=0.14 X=0 进入塔内隋性组分摩尔流量为： V=1000/22.4×273/(273+25)×(780/760)×(1-0.05) =39.88 (kmol.h) 进塔气体苯的浓度： Y=0.05/(1-0.05)=0.05263 则出塔气体中苯浓度为： Y=Y(1-φ)=0.05263×(1-0.95)=0.00263 由吸收剂最少用量公式 Lmin =V(Y-Y)/(Y/m-X) 则 L=1.5Lmin =1.5V(Y-Y)/(Y/m-X) =1.5×39.88×(0.05263-0.00263)/(0.05263/0.14) =7.956 (kmol.h) （2） 由全塔物料衡算式,
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X=X+V/L(Y-Y) =0 + 39.88/7.956×(0.05263-0.00263)=0.25 （3） mV/L=0.14×39.88/7.956=0.7 H =(V/Ω)/(Kyａ)=39.88/(π/4×0.6)/125=1.13(m) N=1/(1-mV/L)×ln[(1-mV/L)(Y-mX)/(Y-mX)+mV/L] =1/(1-0.7)×ln[(1-0.7)(0.05263/0.00263)+0.7]=6.34 ∴Z＝6.34×1.13=7.16 (m) （4）吸收苯的质量为： m=MV(Y-Y)=39.88×78×(0.05263-0.00263) =155.5(kg.h)
本题目有题图titu096
36.(15分) 题号:3175 第3章 知识点:340 难度:最难
在逆流填料吸收塔中，用清水吸收含氨5%（体积）的空气--氨混合气中的氨，已知混合气量为2826标m.h，气体空塔速度为1m.s（标准状况），平衡关系为Y=1.2X（摩尔比）气相体积总传质系数Ka为180 kmol.m.h.ΔY,吸收剂用量为最小用量的1.4 倍，要求吸收率为98%。试求：(1)溶液的出口浓度X（摩尔比）； (2)气相总传质单元高度H和气相总传质单元数N；(3)若吸收剂改为含NH为0.0015（摩尔比）的水溶液，问能否达到吸收率98%的要求?为什么? *****答案***** ①Y=y/(1-y)=0.05/0.95=0.05263 Y=Y(1-η)=0.05263(1-0.98)=0.001053 X=0 X=Y/1.2=0.05263/1.2=0.04386 X=X/1.4=0.03133 ②ΔY=Y-Y=0.05236-1.2×0.03133=0.01503 ΔY=Y=0.001053 ΔY=(ΔY-ΔY)/L(ΔY/ΔY)=0.005258 N=(Y-Y)/ΔY=9.81 G=2826(1-0.05)/(22.4×(2826/3600/1))=152.7 kmol.mh H=G/K=152.7/180=0.848 m ③L/G=(Y-Y)/X=1.646,所以S=1.2/1.646<1 操作线将在塔顶位置与平衡线相交,（当塔高为无穷高时）。 今:X=0.0015,Y=1.2×0.0015=0.0018 故最大可能回收率 η=(Y-Y)/Y=(0.05236-0.001 8)/0.05263 =96.5%<98%,即达不到吸收率98%的要求。
37.(14分) 题号:3176 第3章 知识点:340 难度:中等 设计一台常压操作 的填料吸收塔，用清水吸收焦炉气中的氨,操作条件下的平衡关系为 y=1.2x，气体流率为4480Nm.m.h，入塔气体浓度为10g.Nm，要求回收率为95%，吸收剂用量为最小用量的1.5倍，气相体积总传质系数 Ka=200kmol.m.h, 试求：(1)水用量（m.m.h）（取ρ水1000kg.m）；(2)出塔溶液中氨的浓度（mol%）； (3)填料层
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高度（m）； *****答案***** ①y=(10×10/17)/(1/22.4)=0.0132 y=Y(1-η)=0.0132(1-0.95)=6.59×10 (L/G)=(y-y)/(y/m)=ηm=0.95×1.2=1.14 L/G=1.5(L/G)=1.5×1.14=1.71 G=4480/22.4=200 kmol.m.h L=1.71×200=342 kmol.m.h=342×18/1000 =6.16 m.m.h ②x=(y-y)/(L/G)=(0.0132-6.59×10)/1.71 =0.00733=0.733% ③H=G/K=200/200=1 m S=m/(L/G)=1.2/1.71=0.702 N=1/(1-S)L[(1-S)y/y+S]=6.37 h=6.37 m
38.(15分) 题号:3177 第3章 知识点:345 难度:最难
在常压填料逆流吸收塔中，用清水吸收混合气体中的氨，混合气量为2000m.h,其中氨的流量为160m.h，出口气体中的氨流量为4m.h（均系操作温度20℃下的体积），平衡关系为Y=1.5X， 传质系数Ky=0.45kmol.m.h.Δy，（均按摩尔比表示,试求： (1)吸收率η为多少? 若吸收剂用量为最小用量的1.2倍时，求溶液的出口浓度。(2)已知塔径为1.2m， 内充25×25×3的乱堆填料拉西环，填料有效比表面积约 200 m.m，求填料层高度。
(3)若使V、 Y、η、X 不变，而使吸收剂改为含氨0.1%（mol%）的水溶液时，填料层 高度有何变化（K可视为不变）。 *****答案***** ①Y=160/(2000-160)=0.08696 Y=4/(2000-160)=0.00217 η=(Y-Y)/Y=(0.08696-0.00217)/0.08696=0.975=97.5% (L/G)=(Y-Y)/X=(Y-Y)/(Y/m) =1.5×0.975=1.4625 L/G=1.2(L/G)=(Y-Y)/X X=X/1.2=Y/m/1.2=0.08696/1.5/1.2=0.0483 ②S=m/(L/G)=1.5/(1.2×1.4625)=0.8547 N=1/(1-S)L[(1-S)Y/Y+S]=13.07 G=(1840×273/293)/(22.4×0.785×1.2)=67.7kmol.mh H=G/K=67.7/(0.45×200)=0.752 m h=N×H=13.07×0.752=9.83 m ③x=0.001, X≈0.001 N=1/(1-S) L[(1-S)(Y-mX)/(Y-mX)+S]=18.84 ∵S=1.5/(L/G),(L/G)=(Y-Y)/(X-X)=1.793 S=1.5/1.793=0.8368, H不变 ∴h=N×H=18.84×0.752=14.17 m Δh=h-h=14.17-9.83=4.34 m。
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