化工原理第五章 吸收 题.docx

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1、六吸收浓度换算2.1甲醉15%(质量)的水溶液，其密度为970Kgm3,试计算该溶液中甲醉的：(1)摩尔分率；(2)摩尔比;(3)质量比;(4)质量浓度;(5)摩尔浓度。分子扩散2.2估算Iatm与293K下氯化氢气体(HC1.)在空气,(2)水(极稀盐酸)中的扩散系数。23一小管充以丙酮,液面距管口11.cm,20C空气以肯定速度吹过管口,经5小时后液面下降到离管口2.05cm,大气压为750mmHg),丙酮的蒸汽压为180mmHg,丙酮液密度为7900kgm%计算丙酮蒸汽在空气中的扩散系数.2.4 浅盘内盛水。水深5mm,在Iatm乂298K卜罐分子扩散渐渐蒸发到大气中。假定传质阻力相当于

2、3mm厚的静止气层,气层外的水蒸压可忽视,求蒸发完所需的时间。2.5 一填料塔在常压和295K下操作，用水除去含疑混合气体中的疑。在塔内某处，氨在气相中的组成y,=5%(摩尔百分率液相氨的平衡分压P=660Pa,物质通量NA=IoIkmo1./n?S,气相扩散系数DG=O24cr112s,求气膜的当量厚度。相平衡与亨利定律2.6 温度为Ioe的常压空气与水接触,氧在空气中的体积百分率为21%,求达到平衡时辄在水中的最大浓度，(以gmT摩尔分率表示)与溶解度系数。以gr113atm与(kmo1.m3Pa表示。2.7 当系统听从亨利定律时，对同一温度和液相浓度，假如总压增大一倍则与之平衡的气相浓度

3、(或分压)（八）Y增大一倍；(B)P增大一倍;(C)Y减小一倍;(D)P减小一倍。2.8 25CC与Iatm下,含CO22。,空气80%(体积)的气体In?,与Inr3的清水在容积211j的密闭容器中接触进行传质,试问气液达到平衡后，(I)CO2在水中的最终浓度与剩余气体的总压为多少？(2)刚起先接触时的总传质推动力AP,Ax各为多少？气液达到平衡时的总传质推动力又为多少？2.9 在填料塔中用清水汲取气体中所含的丙酮蒸气,操作温度20C压力Iatm0若已知气相与液相传质分系数(简称传质系数)ko=3.5104kmo1.(m2.s.atm),k,=15X104Ims,平衡关系听从亨利定律,亨利系

4、数E=32atm,求Kg、Kx.Ky和气相阻力在总阻力中所占的比例。2.10 在一填料塔中用清水汲取混合气中的氨。汲取塔某一截面上的气相浓度y=0.1,液相浓度x=0.05(均为摩尔分率)。气相传质系数ky=3.84104kmo1.(m2.s.y),液相传质系数kx=1.021.()2kmo1.(m2.s.x),操作条件下的平衡关系为y=1.34x,求该栈面上的：(1)总传质系数Ky,kmo1.(m2.s.y);(2)总推动力Ay;(3)气相传质阻力占总阻力的比例；(4)气液介面的气相、液相浓度y：和通。习题12附图2.13 在填料塔中用纯水逆流汲取气体混合物中的SO2,混合气中SO2初始浓度

5、为5%（体积）,在操作条件下相平衡关系y=50x,试分别计算液气比为4和6时,气体的极限出口浓度（即填料层为无限高时,塔气体出口浓度）与画出操作线。2.14 在汲取过程中，一般按图1设计，有人建议按图2流程设计汲取塔，试写出两种状况下的操作线方程，画出其操作线，并用图示符号说明操作线斜率和塔顶、底的操作状态点。VYI1.XVY.1.Xi1.X,习题14附图设计型计算2.15 用填料塔以清水汲取空气中的丙酮，入塔混合气肽为1400Nnh,其中含丙酮4%（体积%）,要求丙酮回收率为99%,汲取塔常压逆流操作，操作液气比取最小液气比的1.2倍,平衡关系为y=1.68x,气相总传质单元高度HOG=O.

6、5m求：（1）用水成与水溶液的出口浓度Xb（2）填料层高度Z（用对数平均推动力法计算Noo）o2.16 某工厂拟用清水汲取混合气体中的溶质A,清水用量为4500kgh,混合气体量为2240N117h,其中溶质A的含量为5%（体积%）,要求汲取后气体中溶质含量为0.3%,上述任务用填料塔来完成,已知体积总传质系数Ka为307kmo1.m3.h）,平衡关系为y=2x,如塔径已确定为1m,求填料层高度为多少m?（NOG用汲取因数法）VrVYi1.X.2.17 用填料塔从一混合气体中汲取所含苯。进塔混合气体含苯5%（体积仃分数）,其余为格性气体。回收率为95%。汲取塔操作压强为780mmHg,温度为2

7、5,进入填料塔的混合气体为100omah汲取剂为不含苯的煤油。煤油的耗用量为最小用收的15倍。气液逆流流淌，已知该系统的平衡关系为Y=014X（式中Y、X均为摩尔比）。已知气相体积总传质系数Ka=125kmo1.m3.h0煤油的平均分子量为170KgKmo1.塔径为0.6m。试求：煤油的耗用电为多少Kg/h?媒油出塔浓度Xi为多少？（3）填料层高度为多少m?习题17附图（4）汲取塔每小时回收多少Kg苯？（5）欲提高回收率可采纳哪些措施?并说明理由。2.18 在逆流操作的填料塔内,用纯溶剂汲取混合气体中的可溶解组分。已知:汲取剂用量为最小地的1.5倍，气相总传单元高度HOO=1.1.1.m,（H

8、OO=GB/Na,其中GR惰性气体的流率，Kmo1.m2.s;Ka-以气相摩尔比策为总推动力的气相体积总传质系数Kmo1.m3.s.Y）,操作条件下的,F衡关系为Y=mX（YX-摩尔比）,要求A细分的回收率为90%,试求所须填料层高度。在上述填料塔内,若将混合气体的流率增加10%,而其它条件（气、液相入塔组成、吸收剂用敬、操作温度、压强）不变,试定性推断尾气中A的含球与汲取液组成将如何变更？已知KaocG7。2.19 在常压填料逆流汲取塔中,用清水汲取混合气体中的朝,混合气量为2000m3h,M中氨的流肽为16011h,出口气体中氨的流fit为4nh,操作温度为201C,平衡关系为Y=1.5X

9、,传质系数KY=O.45KmOI/m?hZXY（均按摩尔比表示),试求:(1)汲取率n为多少?若汲取剂员为最小用我的1.2倍时,求溶液的出口浓度。(2)已知塔径为1.2m,内充25X25X3的乱堆填料拉西环,填料有效比面积约200m2m3,求填料层高度。(3)若使V、Y、4X1不变,而使汲取剂改为含氨OJ%(m1.o%)的水溶液时，填料层高度方何变更(KY可视为不变)。习题21附图2.20 在填料塔内稀硫酸汲取混合气体中的数(低浓度),公的平衡分压为零(即相平衡常数m=0),在下列三种状况下的操作条件基本相同，试求所需填料高度的比例：(1)混合气体含氨1%,要求汲取率为90%;(2)混合气体含

10、氨1%,要求汲取率为99%;(3)混合气体含螭5%,要求汲取率为99%。对上述低浓度气体，汲取率可按r=(Yb-Ya)/Yb计算。2.21 用图示的A、B两个填料汲取塔,以清水汲取空气混合物中的SO?,已知系统的平衡常数m=1.4,塔的HOG=1.2m,气体经两塔后总汲取率为091,两塔用水量相等，且均为最小用量的1/0.7倍，试求两塔的填料层高度。掾作型计算2.22 含经15%(体积%)的气体通过填料塔用清水汲取其中的很。平衡关系y=0.8x,液气摩尔比1.G=094,总传质单元高度HOG=04m,填料层高度h0=6m0(1)求出塔气体中找的浓度(或汲取率)；(2)可以采纳哪些措施提高汲取率

11、n?如欲达到汲取率为99.5%,对你所实行的措施作出估算。2.23 空气中含丙酮2%(体积%),在填料塔中用水汲取.填料层高度h。=Iom,混合气体摩尔流率G=0.024kmo1.m2.s1.,水的摩尔流率1.=0.065kmo1.m2.s),气相传单元高度HG=0.76m,液相传质单元高度Hb=0.43m,操作温度F的亨利常数E=177KNm2,操作压力为100KNmT求出口气体浓度。2.24 用不含溶质的汲取剂汲取某气体混合物中的可溶组分A,在操作条件下,相平衡关系为Y=mX试证明：(1.V)min=mf式中为溶庾的汲取率。(!)若液气比(摩尔比,下同)为2.5时,汲取率=%若液气比为1.

12、5时,汲取率=%14 .在逆流操作的汲取塔中,其操作线与平衡线如图，若其他操作条件不变而系统温度增加(设温度对Sc的影响可啕则塔的气相总传质单元高度HOC将。气体出口浓度yi1.将,液体出口浓度Xb将诂在y-图上示意画出新条件下的操作线与平衡线。15 .在低浓度难溶气体的逆流汲取塔中,若其他条件不变,而人口液体埴增加,则此塔的液相传质单元数N1.将,而系统的气相总传质单元数NOG将,气体出口浓度Ya将。16 .用逆流操作的汲取塔处理低浓度易溶溶质的气体混合物，如其他操作条件不变,而入口气体的浓度y1.,增加,则此塔的液相总传质单元数NO1.将,出口气体组成外将,出口液相组成Xb将,(提示:塔内

13、平均推动力可按算术平均计算)17 .提高汲取剂用敬对汲取是有利的。当系统为气膜限制时,Kya值有何变更?I=；系统为液膜限制时,K,a值有何变更?。设计中采纳液气(1.G)=(1.G)min1.1.j,ym=,塔高H=。式：.习题20附图x19.在低浓度溶质系统逆流汲取操作中,其平衡线与操作线如下图，若气液摩尔流量和入口绡成(摩尔分率)不变,但操作压力降低。请在y-图上示意画出操作线和平衡线的变动状况；(2)此时气相出口组成以将而液相出口组成Xb将o20.如图：请在Y-X图上绘出两塔操作线。双膜理论的要点是：(i)；(ii)_一(iii)。21(1)在填料塔中用清水汲取混合气中NH3,当水泵发

14、生故障,上水所削减时,气相总传质单元数Noo（八）增加；(B)削减；(C)不变。(2)依据双膜理论,当被汲取组分在液体中溶解度很小时,以液相浓度表示的总传质系数.（八）大于液相传质分系数；(B)近似等于液相传质分系数；(C)小于气相传质分系数；(D)近似等于气相传质分系数。(3)气体汲取计算中表示设备(填料)效能凹凸的一个量是而表示传质任务难易程度的一个员是。22 .选择题乂在正确答案卜.划一横道）U）双组分志向气体混合物中,组分A的扩散系数是（A系统的物质属性,B蛆分A的物质属性，C只取决于系统的状态）当系统总浓度增加时,此扩散系数将（A增加，B削减，C不变，D不定）。当系统中组分B的分子盘

15、增加时,此扩散系数将（A增加,B削减，C不变，D不定）（2）对含低浓度溶质的气体与溶液的平衡系统，溶质在气相中的摩尔浓度与其在液相中摩尔浓度的差值是（A正值，B负值，C等于零，D不定）23 .请将你认为最准确的答案填在（）内：用纯溶剂汲取混合气中的溶质。在操作范围内,平衡关系满意享利定律,逆流操作。当入塔气体浓度W上升，而其它入塔条件不变，则气体出塔浓度丫2和汲取率n的变更为：（）（八）丫2上升,nF降;（BM降R上升；（CM升,不变；（DM升，n变化不确定。（2）某汲取过程,已知其气相传质分系数Ky=4x1.OKmo1.m2s,液相传质分系数Kx=8IO4KmO1./m2s,由此可知该过程为:（）（八）液膜限制；（B）气膜限制；（C）推断依据不足；（D）气膜阻力和液膜阻力相差不大。24 .选择题:（在正确答案下划一横道）在填料塔中,低浓度难溶气体逆流汲取时,若其他操作条件不变,但人口气量增加,则:气相总传质单元数Ntx3将（A增加，B削减，C不变）出口气体组成外