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1、1. 某吸收塔的操作压强为 110KPa温度为|25C，处理焦炉气1800m3/h.焦炉气中含苯156Kg/h，其他为惰性组分.求焦炉气中苯的摩尔分数和物质的景之比（即摩尔比）.答:求苯的摩尔分数yA.苯的摩尔质景为M=78Kg/Kmol 处理焦炉气中苯的物质的景为:nA=mA/M=156/78=2Kmol/h （1 分） 苯的分压为：（2分） 苯的摩尔分数为：（1分）求物质的景之比YA苯的物质的景之比为：（1分）2. CO2的体积分数为30%勺某种混合气体与水充分接触，系统温度为 30C ,总压为101.33KPa.在操作范围内该溶液可适用于亨利定律 .求液 相中CO2的平衡组成，分别以摩尔
2、分数和物质的景浓度表示.已知30C 时 CO2在气相中分压为：P=py=101.33 X 0.3=30.4Kpa（1 分）2.答：题给混合气体可按理想气体对待.由分压定律,CO2在气相中分 压为:P=py=101.33 X 0.3=30.4Kpa（1 分）液相中CO”摩尔分数表示平衡组成X*X*=P/E=30.4/1.88 X 105=1.617 X 10-4（1 分）以物质的景浓度表示的平衡组成C* 因 C*=HP,其中 H=p s/EMs,（1 分）p s=1000Kg/m3,Ms=18Kg/Kmol 代入已知景可求出 C*=p s/EMs P=1000X30.4/1.88 X 105X
3、18= 8.98 X 10-3Kmol/m3（2 分）3. 在总压为101.33Kpa和，度为20C，测得氨在水中的溶解度数据为： 溶液上方氨平衡分压为0.8Kpa时，气体在液体中的溶解度为 1g（NH3）/100g（H2O）.假设该溶液遵守亨利定律,求:亨利系数 E;溶解度系数H;想平衡常数m.解:求亨利系数 E, MNH3=17,MH2O=18,P*=0.8Kpa, x=1/17/（1/17+100/18）=0.01048.（2 分） （1分）求溶解度系数H.（2分）相平衡常数m（1分）6. 在压强为101.33Kpa,温度为|20C下,SO2-空气某混合气体缓慢的流过某种液体表面.空气不
4、溶于该液体中.SO2透过2mn#静止的空气层扩 散到液体表面，并立即溶于该液体中，相界面中SO2的分压可视为零.已 知混合气中SO2组成为0.15（摩尔分数）,SO2在空气中的分子扩散系数 为0.115cm2/s.求SO2的分子扩散速率 NA,Kmol/（m + h）6解:此题属于单项扩散，求分子扩散速率可用公式:，其中 D,Z,T 已知,P=101.33Kpa（2 分）求气相主体中 SO2分压PA,1 = 101.33 X 0.15=15.2KPa（1分）题给界面上SO2分压PA,2=0求 PB,n©气相主体中空气分压 PB,1=P-PA,1 = 101.33-15.2=86.1K
5、Pa（1分）.界面上空气分压 PB,2=P-PA,2=101.33-0=101.33KPa（1 分） 空气的对数平均分压（2分） 求NA.7. 在压强为101.33Kpa下，用清水吸收含浴质A的混合气体，平衡关系 服从亨利定律.在吸收塔某截面上，气相主体浴质A的分压为4.0Kpa,液 相中浴质A的摩尔分数为0.01,相平衡常数m为0.84,气膜吸收分系数Ky 为 2.776 X 10-5Kmol/（m2 - s）;液 膜吸收 分系数 Kx 为3.86 X 10-3Kmol/（m2 - s）.求:气相总吸收系数 KY,并分析该吸收过程控制因素；吸收塔截面上的吸收速率NA7.求KY;分析控制因素
6、（2分）所以（1分）由计算知，气膜阻力1/Ky为3.602 X 104（m2 s）/Kmol,液膜阻力为2.776 X 10-5（m2 s）/Kmol,液膜阻力约占总阻力的 0.7%，该吸收过程 可视为气膜阻力控制.（2分） 求NA.（1分）（1分）（1分）10.用油吸收混合气体中的苯蒸气，混合气体中苯的摩尔分数为 0.04, 油中不含苯.吸收塔内操作压强为 101.33Kpa,温度为，30C，吸收率为 80%操作条件下平衡关系为 Y*=0.126X .混合气体景为1000Kmol/h，油用 景为最少用景的1.5倍，求油的用M L,Kmol/h.（1分）Y2=Y1（1-巾 A）=0.0417
7、X （1 -0.80）=0.00834（1 分）由题意知，X2=0,m=0.126.（1 分）求 V:因题给 V混（1-y1）=1000（1-0.04）=960Kmol（惰气）/h（2 分）（3分） （1分）12. 在一内径为0.8m,填料层高度为4m的吸收塔中，用清水吸收混合气中 的溶质组分A.塔内操作压强为101.33Kpa,温度为|20C ,混合气体积流 景为1000m3/h,进塔气相中A的组成为0.05,出塔气相中A的组成为 0.01 （均为摩尔分数）,吸收剂用景为96Kmol/h.操作条件下平衡关系为 Y*=2X,求:吸收剂用景为最少用景的倍数；气相体积吸收总系数KGa,Kmol/（
8、m3 h - KPa）2.解:求吸收剂用景为最少用景的倍数L/Lmin.（1分）（1分）由题知:X2=0,m=2（0.5 分）惰性气体摩尔流景（2分）Lmin=VX （1 分）L/Lmin=96/63.8=1.5（0.5分）求气相体积吸收总系数 KGa（1分）,已知Z=4m（2分） Y1=Y1-mx1=0.0526-2X 0.0175=0.0176（1 分） Y2=Y2-mx2=Y2=0.0101因KY,a=13. 在逆流操作的填料吸收塔中，用清水吸收混合气中溶质组分 A.进塔 气体中A的组分为0.03,出塔液相中A的组分为0.013（均为物质的景之 比），吸收率为99%操作压强为101.33
9、Kpa，温度为27C,操作条件下平 衡关系为Y*=2X（X,Y为物质的景之比）,已知单位塔截面上惰性气体流景为 54Kmol/（m2 - h）, 气相体积吸收总系数 KGa 为 0.95Kmol/（m3 - h - KPa）.求所需的填料层高度 Z.解：由题意可知：Y1=0.03,X1=0.013,X2=0,m=2（1 分）Y2=Y1（1- A）=0.03 X （1 -0.99）=0.0003（1 分） Y1=Y1-mx1=0.03-2X 0.013=0.004（1 分） Y2=Y2-mx2=Y2-0=0.0003（1.5 分）（3分）Kya=KGa P=0.95 X 101.33=96.26
10、Kmol/（m3h）（1 分）题给条件:（0.5分）Z=HOGNOG=（2）14. 在常压逆流操作的填料吸收，用清水吸收空气-氨混合气体中的氨. 混合气的质景流速为 580Kg/（m2 - h）.浴质组成为 6%（体积）,吸收率为 99%,水的质景流速为770Kg/（m2 h）.操作条件下平衡关系为 Y*=0.9X. 若填料层高度为4m,要求用脱吸因数法求气相总传质单元数 NOG?）求 气相总传质单元高度HOG解:用脱吸因数法求NOG清水吸收x2=0（1分）Y2=Y1（1- A）=0.0638 X （1 -0.99）=0.000638（1 分）混 合 气 的 平 均 摩 尔 质 量 Mm=MA
11、yA+MByB =2；9 -0.06）+17 X 0.06=28.28Kg/Kmol（2 分）惰气的摩尔流速（2分）清水的摩尔流速为:（1分）（2分）m（1 分）17.在逆流操作的填料吸收，用清水吸收焦炉气中的氨，氨的浓度为8g/ 标准m3,混合气体处理景为4500标准m3/h,吸收率为95%,吸收剂用景为 最少用景的1.5倍.操作压强为101.33Kpa，温度为|30C，气液平衡关系为Y*=1.2X.气相总体积吸收系数 Kya为0.06Kmol/（m3 - h）,空塔气速为l. 2m/s.求:用水景L' Kg/h;塔径D;填料层高度Z解:求用水景L',先求Lmin（2分）（1
12、分）（1分）题意得:,M=1.2（0.5 分）Kmol/s（2 分）Kmol/s（2 分）Kmol/s （0.5 分）Kg/h（1 分）求塔径D,已知u=1.2m/sm3/s（1 分）m,算出的塔径还需按国家标准要求调整到D=1400mm=1.4m（2b）填料层高度Z. （1分）m2（1 分）m（1 分）（1分）（1分）21. 在逆流操作的填料吸收塔中，用清水吸收烟道气中的CO2烟道气中的CO禁兄为13%体积）,其余可视为空气.烟道气通过塔后，其中90%勺 CO2/1000gH2O®作温度为20C,压强为101.33Kpa,在操作条件下烟道 气处理景为1000m3/h，气体空塔速度为
13、 0.2m/s.填料的比表面积（T为 93m2/m3谶设填料被完全湿润.平衡关系为Y=1420X（作条件下），液相 吸收总系数Kx为115Kmol/（m2 h）求:用水兄Kg/h塔径D,M3）吸收 所需填料层高度 乙m解:求用水岸：L'.（1分） （1分） ，清水吸收X2=0（2分） Kmol/h（2 分） Kmol/h（2 分） Kmol/h（1 分）求塔径D.,算出的塔径还需按国家标准要求园整到D=1400mm=1.4m.（2分）求填料层高度乙题给填料全部润湿，则有 （2分） （1分） （1分） （2分） （1分） （1分）22. 在逆流操作的填料吸收塔中，直径为800mm#料层高度为6m;操作 温度为25C,压强为101.33Kpa在操作条件下，每小时处理2000m3的混 合气体含丙酮5%（体积），用清水为吸收剂.塔顶出口气体中含0.263%（体 积）丙酮.每Kg塔底出口溶液中含丙酮61.2g.据以上所测得的数据来计 算.气相总体积吸收系数 Kya.每小时可回收多少 Kg丙酮.解:求气相总体积吸收系数 Kya,x2=0（1分）（1分）（2分）Kmol/h（2 分）（1分）（1分）（2分）求丙酮回收景GAGA=V（Y1-Y2）=77.71（0.0526- 0.00264）=3.88Kmol/h=3.88 X 58=225.0Kg /h （2分）