化工原理之吸收習(xí)題

化工原理之吸收習(xí)題本文將針對化工原理中的吸收過程進行習(xí)題討論。吸收是一種利用液體吸收劑將氣體或溶解在氣體中的物質(zhì)分離出來的過程。這里將介紹幾個吸收過程相關(guān)的習(xí)題，希望能幫助讀者更好地理解吸收過程的原理和應(yīng)用。習(xí)題一某化工廠準備將廢棄的氯氣處理掉，利用吸收裝置將氯氣吸收到水中。已知氯氣在25℃下的入口濃度為3000ppm，出口濃度為100ppm。吸收裝置的進口氣體流量為5m3/h，吸收液體流量為1m3/h。試求出氯氣的吸收效率。解答：氯氣的吸收效率可以通過吸收過程中氯氣濃度的變化來計算。吸收效率（η）的計算公式為：η=(C_in-C_out)/C_in其中C_in為入口氯氣的濃度，C_out為出口氯氣的濃度。根據(jù)題目中的數(shù)據(jù)，我們可以得到：C_in=3000ppm=3000/10^6=0.003mol/m3C_out=100ppm=100/10^6=0.0001mol/m3根據(jù)計算公式，代入數(shù)值計算吸收效率：η=(0.003-0.0001)/0.003≈0.966因此，氯氣的吸收效率約為96.6%。習(xí)題二某化工廠利用吸收法處理某廢氣，其中廢氣中所含有害物質(zhì)的體積濃度為3000ppm，廢氣流量為1000m3/h。吸收裝置的進口液體流量為10m3/h，吸收液中對有害物質(zhì)的溶解度為0.1mol/m3。試求出該吸收過程中廢氣去除效率。解答：廢氣去除效率可以通過天平法來計算。廢氣去除效率（η）的計算公式為：η=(C_in-C_out)/C_in×100%其中C_in為進口廢氣中有害物質(zhì)的體積濃度，C_out為出口廢氣中有害物質(zhì)的體積濃度。根據(jù)題目中的數(shù)據(jù)，我們可以得到：C_in=3000ppm=3000/10^6=0.003mol/m3C_out=？由于廢氣中的有害物質(zhì)被吸收到液體中，所以可以利用吸收液中對有害物質(zhì)的溶解度來計算出C_out。假設(shè)吸收液體中有害物質(zhì)的摩爾濃度為xmol/m3，則根據(jù)溶解度可以得到以下關(guān)系式：0.1mol/m3=x/(10000mol/m3)解得x=1000mol/m3將x代入C_out計算公式中，代入數(shù)值計算廢氣去除效率：η=(0.003-0.1)/(0.003)×100%≈96.7%因此，該吸收過程中廢氣去除效率約為96.7%。習(xí)題三某化工裝置中，氣體A以32°C，1atm的條件被吸收到液體B中。已知氣體A的摩爾質(zhì)量為28g/mol，氣體B的摩爾質(zhì)量為32g/mol。吸收溫度為25°C，液體B的摩爾體積為0.1m3/kmol。求被吸收氣體在吸收液中的摩爾分數(shù)。解答：被吸收氣體在吸收液中的摩爾分數(shù)可通過Raoult定律來計算。Raoult定律表述為：y_i=x_i*P_i其中y_i為氣體在液體中的摩爾分數(shù)，x_i為氣體在氣相中的摩爾分數(shù)，P_i為氣體的蒸汽壓。由題目中的數(shù)據(jù)可以得到：x_A=1x_B=0根據(jù)Raoult定律，可以得到：y_A=x_A*P_A因為氣體B沒有在氣相中存在，所以氣體B在液體中的摩爾分數(shù)為0。將以上數(shù)據(jù)代入計算公式，可以得到：y_A=P_A根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，可以將氣體A的蒸汽壓P_A轉(zhuǎn)化為摩爾分數(shù)：P_A=x_A*R*T_A/V_A其中R為氣體常數(shù)，T_A為吸收溫度，V_A為氣體的摩爾體積。代入題目中給出的數(shù)據(jù)，我們可以得到：P_A=1*8.314*(32+273.15)/0.1≈83166.513Pa因此，被吸收氣體A在吸收液中的摩爾分數(shù)為83166.513Pa?？偨Y(jié)本文通過介紹和解答了幾個與化工原理中的吸收過程相關(guān)的習(xí)題，包括廢氣去除效率的計算、氣體吸收效率的計算以及被吸收氣體在吸收