吸收習(xí)題答案

1、1.某吸收塔的操作壓強(qiáng)為110KPa溫度為|25C,處理焦?fàn)t氣1800m3/h.焦?fàn)t氣中含苯156Kg/h,其他為惰性組分.求焦?fàn)t氣中苯的摩爾分?jǐn)?shù)和物質(zhì)的量之比（即摩爾比）.答:求苯的摩爾分?jǐn)?shù)yA.苯的摩爾質(zhì)量為M=78Kg/Kmol處理焦?fàn)t氣中苯的物質(zhì)的量為：nA=mA/M=156/78=2Kmol/h（1分）苯的分壓為：（2分）苯的摩爾分?jǐn)?shù)為：（1分）求物質(zhì)的量之比YA苯的物質(zhì)的量之比為:（1分）2.CO2的體積分?jǐn)?shù)為30%勺某種混合氣體與水充分接觸，系統(tǒng)溫度為30C,總壓為101.33KPa.在操作范圍內(nèi)該溶液可適用于亨利定律.求液相中CO2的平衡組成，分別以摩爾分?jǐn)?shù)和物質(zhì)的量濃度表示.

2、已知30C時(shí)CO2在氣相中分壓為：P=py=101.33X0.3=30.4Kpa（1分）2.答：題給混合氣體可按理想氣體對(duì)待.由分壓定律，CO2在氣相中分壓為:P=py=101.33X0.3=30.4Kpa（1分）液相中CO”摩爾分?jǐn)?shù)表示平衡組成X*X*=P/E=30.4/1.88X105=1.617X10-4（1分）以物質(zhì)的量濃度表示的平衡組成C*因C*=HP淇中H=ps/EMs,（1分）ps=1000Kg/m3,Ms=18Kg/Kmol代入已知量可求出C*=ps/EMs-P=100OX30.4/1.88X105X18=8.98xi0-3Kmol/m3（2分）3.在總壓為101.33Kpa和

3、，度為20C,測(cè)得氨在水中的溶解度數(shù)據(jù)為：溶液上方氨平衡分壓為0.8Kpa時(shí)，氣體在液體中的溶解度為1g（NH3）/100g（H2O）.假設(shè)該溶液遵守亨利定律，求:亨利系數(shù)E;溶解度系數(shù)H;想平衡常數(shù)m.解:求亨利系數(shù)E,MNH3=17,MH2O=18,P*=0.8Kpa,x=1/17/（1/17+100/18）=0.01048.（2分）（1分）求溶解度系數(shù)H.（2分）相平衡常數(shù)m（1分）6.在壓弓雖為101.33Kpa,溫度為120c下,SO2-空氣某混合氣體緩慢的流過(guò)某種液體表面.空氣不溶于該液體中.SO2透過(guò)2mn#靜止的空氣層擴(kuò)散到液體表面，并立即溶于該液體中，相界面中SO2的分壓可視

4、為零.已知混合氣中SO2組成為0.15（摩爾分?jǐn)?shù)）,SO2在空氣中的分子擴(kuò)散系數(shù)為0.115cm2/s.求SO2的分子擴(kuò)散速率NA,Kmol/（m-h）6解:此題屬于單項(xiàng)擴(kuò)散，求分子擴(kuò)散速率可用公式：，其中D,Z,T已知,P=101.33Kpa（2分）求氣相主體中SO2分壓PA,1=101.33X0.15=15.2KPa（1分）題給界面上SO2分壓PA,2=0求PB,n©氣相主體中空氣分壓PB,1=P-PA,1=101.33-15.2=86.1KPa（1分）.界面上空氣分壓PB,2=P-PA,2=101.33-0=101.33KPa（1分）空氣的對(duì)數(shù)平均分壓（2分）求NA.7.在壓強(qiáng)

5、為101.33Kpa下，用清水吸收含溶質(zhì)A的混合氣體，平衡關(guān)系服從亨利定律.在吸收塔某截面上，氣相主體溶質(zhì)A的分壓為4.0Kpa,液相中溶質(zhì)A的摩爾分?jǐn)?shù)為0.01,相平衡常數(shù)m為0.84,氣膜吸收分系數(shù)Ky為2.776X10-5Kmol/（m2-s）;液膜吸收分系數(shù)Kx為3.86X10-3Kmol/（m2s）.求:氣相總吸收系數(shù)KY,并分析該吸收過(guò)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（2分）所以（1分）由計(jì)算知，氣膜阻力1/Ky為3.602X104（m2-s）/Kmol,液膜阻力為2.776X10-5（m2-s）/Kmol,液膜阻力約占總阻力的0.7%,該吸收過(guò)程可視

6、為氣膜阻力控制.（2分）求NA.（1分）（1分）10.用油吸收混合氣體中的苯蒸氣，混合氣體中苯的摩爾分?jǐn)?shù)為0.04,油中不含苯.吸收塔內(nèi)操作壓強(qiáng)為101.33Kpa,溫度為，30C,吸收率為80%操作條件下平衡關(guān)系為Y*=0.126X.混合氣體量為1000Kmol/h,油用量為最少用量的1.5倍，求油的用量L,Kmol/h.（1分）Y2=Y1（1-3A）=0.0417X（1-0.80）=0.00834（1分）由題意知,X2=0,m=0.126.（1分）求V:因題給V混（1-y1）=1000（1-0.04）=960Kmol（惰氣）/h（2分）（3分）（1分）12.在一內(nèi)徑為0.8m,填料層高度為

7、4m的吸收塔中，用清水吸收混合氣中的溶質(zhì)組分A.塔內(nèi)操作壓強(qiáng)為101.33Kpa,溫度為|20C,混合氣體積流量為1000m3/h,進(jìn)塔氣相中A的組成為0.05,出塔氣相中A的組成為0.01（均為摩爾分?jǐn)?shù)）,吸收劑用量為96Kmol/h.操作條件下平衡關(guān)系為Y*=2X,求:吸收劑用量為最少用量的倍數(shù)；氣相體積吸收總系數(shù)KGa,Kmol/（m3-hKPa）2.解:求吸收劑用量為最少用量的倍數(shù)L/Lmin.（1分）（1分）由題知:X2=0,m=2（0.5分）惰性氣體摩爾流量（2分）Lmin=VX（1分）L/Lmin=96/63.8=1.5（0.5分）求氣相體積吸收總系數(shù)KGa（1分）,已知Z=4m

8、（2分）Y1=Y1-mx1=0.0526-2X0.0175=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，用清水吸收混合氣中溶質(zhì)組分A.進(jìn)塔氣體中A的組分為0.03,出塔液相中A的組分為0.013（均為物質(zhì)的量之比），吸收率為99%操作壓強(qiáng)為101.33Kpa,溫度為27C,操作條件下平衡關(guān)系為Y*=2X（X,Y為物質(zhì)的量之比）,已知單位塔截面上惰性氣體流量為54Kmol/（m2h）,氣相體積吸收總系數(shù)KGa為0.95Kmol/（m3hKPa）.求所需的填料層高度Z.解：由題意可知:Y1=0.03,X1=0.013,X2=0,m=2（1分

9、）Y2=Y1（1-3A）=0.03X（1-0,99）=0.0003（1分）AY1=Y1-mx1=0.03-2X0.013=0,004（1分）AY2=Y2-mx2=Y2-0=0.0003（1.5分）（3分）Kya=KGaP=0.95X101.33=96.26Kmol/（m3h）（1分）題給條件：（0.5分）Z=HOGNOG=（冽） 4.在常壓逆流操作的填料吸收，用清水吸收空氣-氨混合氣體中的氨.混合氣的質(zhì)量流速為580Kg/（m2h）.溶質(zhì)組成為6%（體積），吸收率為99%水的質(zhì)量流速為770Kg/（m2h）.操作條件下平衡關(guān)系為Y*=0.9X.若填料層高度為4m,要求用脫吸因數(shù)法求氣相總傳質(zhì)單

10、元數(shù)NOG2）求氣相總傳質(zhì)單元高度HOG解:用脫吸因數(shù)法求NOG清水吸收x2=0（1分）Y2=Y1（1-3A）=0.0638X（1-0.99）=0.000638（1分）混合氣的平均摩爾質(zhì)量Mm=MAyA+MByB=2；9-0,06）+17X0.06=28.28Kg/Kmol（2分）惰氣的摩爾流速（2分）清水的摩爾流速為：（1分）（2分）m（1分）17.在逆流操作的填料吸收，用清水吸收焦?fàn)t氣中的氨，氨的濃度為8g/標(biāo)準(zhǔn)m3,混合氣體處理量為4500標(biāo)準(zhǔn)m3/h,吸收率為95%,吸收劑用量為最少用量的1.5倍.操作壓強(qiáng)為101.33Kpa,溫度為卜0,氣液平衡關(guān)系為Y*=1.2X.氣相總體積吸收系

11、數(shù)Kya為0.06Kmol/（m3h）,空塔氣速為1.2m/s.求：用水量L'Kg/h;塔徑D;填料層高度Z解:求用水量L',先求Lmin（2分）（1分）（1分）題意得:,M=1.2（0.5分）Kmol/s（2分）Kmol/s（2分）Kmol/s（0.5分）Kg/h（1分）求塔徑D,已知u=1.2m/sm3/s（1分）m,算出的塔徑還需按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求調(diào)整到D=1400mm=1.4m（分）填料層高度Z.（1分）m2（1分）m（1分）21.在逆流操作的填料吸收塔中，用清水吸收煙道氣中的CO2,煙道氣中的CO治量為13%體積），其余可視為空氣.煙道氣通過(guò)塔后，其中90%勺CO2/10

12、00gH20®作溫度為|20C,壓強(qiáng)為101.33Kpa,在操作條件下煙道氣處理量為1000m3/h,氣體空塔速度為0.2m/s.填料的比表面積1為93m2加3限設(shè)填料被完全濕潤(rùn).平衡關(guān)系為Y=1420X臊作條件下），液相吸收總系數(shù)Kx為115Kmol/（m2h）求:用水量Kg/h塔徑D,M3）吸收所需填料層高度Z,m解:求用水量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）求塔徑D.,算出的塔徑還需按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求園整到D=1400mm=1.4m.（2分）求填料層高度Z,題給填料全部潤(rùn)濕，則有（2分）（1分）（1分）（2分）（1分）22.在逆流操作的填料吸收塔中，直徑為800mm填料層高度為6m;操作溫度為125C,壓強(qiáng)為101.33Kpa在操作條件下，每小時(shí)處理2000m3的混合氣體含丙酮5%（體積），用清水為吸收劑.塔頂出口氣體中含0.263%（體積