《化工原理》第9章 吸收 复习题.docx
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1、化工原理第九章吸收复习题及参考答案一、填空题1. ( 3分)20c时,CO气井溶解于水的溶解度为0&878(标m 3)/m3(H O),此时液相浓度C=kmol/m 3.液相摩尔分率x=.比摩尔分率X=.*答案,以传质总系数表达的速率方程为.*答案* N =k (Y-Y );AN =K (Y-Y*)10.( 2分)用 y,A 乂A为推力力:勺由质速率方程中,当平衡线为直线时传质总系数K与分手 数k、k的关系式为,K与k、k的关系式为Ly xx y x答案*i/K =l/k +m/k ; l/K=l/(m.k)+l/k11. (2分)用 Y, X为器目力访点质症率,程中,当平衡线为直线时,传质总
2、系数K与分为 数ky上的关系式为-丫 x K与k , k的关系式为.0.0392 0.000705 0.0007062 .(2分)在常压下,20时氨在空气中的分压为69.6mmHg,止匕时氨在混合气中的摩尔分率y 二,比摩尔分率 Y =. *答案* 0.0916 ; 0.1013 .( 2分)用相平衡常数m表达的亨利定律表达式为.在常压下,20时,氨在空气中的分压为50mmHg,与之平衡的氨水浓度为7.5(kgNH /JOOkgH O).此时m=.*答案* y=mx ;0.8944 .( 3分)用亨利系数E表达的亨利定律表达式为.在常压下,20时,氨在空气中的 分压为50mmHg,与之平衡的氨
3、水浓度为7.5(kgNH /ipOki O).此时亨利系数E=, 相平衡常数 m=. *答案* p=Ex ;680mmHg ;0.8945 . ( 2分)用气相浓度 p为推动力的传质速率方程有两种,以传质分系数表达的传质速率方程 为,以总传质系数表达的传质速率方程为.*答案*N =k (g- QNa=除 Qp*)6.( 2分)用液相浓度 C为脑动力的传质速率方程有两种,以传质分系数表达的速率方程为 ,以传质总系数表达的速率方程为.*答案* M晓(1c )NK &)7 .( 2分)用气相浓度 y 1推动力的传质速率方星有两种,以传质分系数表达的速率方程为 ,以传质总系数表达的速率方程为*n =及
4、(乎y);以翔(y-y)* 答案* l/KY=l/k4-m/k;l/K=l/(m.k)+l/kX Y X8 .( 2分)用液相浓度 x为推动力的传质速率方程有两种,以传质分系数表达的速率方程为,以传质总系数表达的速率方程为*答案*N = k (x-x)N =K (x*-x)A x IA x9.( 2分)用气相浓度 Y为推动力的传质速率方程有两种,以传质分系数表达的速率方程为12. ( 2分)用 p,A C为推动力的传质速率方程中,当平衡线为直线时,传质总系数K与分侨数K 的关系式为,与勺 、k 的关系式为.5、 LL G、 L*答案* 1/Kq/k6H/4|; .KrH4+l/k13. (2分
5、)用清水吸收空气与A的混合气中的溶质A ,物系的相平衡常数m=2,入塔气体浓度y :0.06,要求出燧气体浓度y =0.008,则最小液气比为.*答案* 1.73314. (4分)某吸收塔中,物系的平衡线方程为y=2.0x,操作线方程为y=3.5x+0.001,当丫却净y=O.qO15时,x=,x=, Yg=,气相传质单元数N =.*答案* 0.01685 ; 0.0001429;3.5;7.1215. ( 3分)吸收过程主要用于三个方面:,.(3)h =3+3=6 m, H0不变,S不变N ;=h 7H=6/0.721=8.32 UG OG UGNol/(1-S)ln3s y&S; y =0
6、.001 LIL (15分)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2826Nm3/h,气体空塔速度为lm/s (标准状),平衡关系为Y=1.2X (摩尔比汽相 体积总传质系数Kya为180kmol/(m3.h. AY)吸,收剂用量为最小用量的1.4倍,要求吸收率为98%,试求:溶液的出口浓度X厚尔比);气相总传加单元高度H温和相 总传质单元数N0& (3)若吸收列改为含NH为0.0015(摩尔比)的太溶液,问能否达到吸 收率98%的要求?为什么?*答案*X =iy/(l-y)=().()5/().95=0.()5263;=Y (If 尸0.05
7、263 40 .98)=0.001053 X2=0;X;=Y /1.2=005263/1.2=0.04386X = X*/1.4=0.03133 _ i i (2)AY=Y -Y =0.05236-1.20X.03133=0.01503AY=y =0.001053AYn=(AiY-Y)/16Ay/AY)=0.()05258N*(Y;r/4Y=9.81G =2826( 1 -0.05)/(22.(42 26/3600/1) = 152.7 kmoP/hl m BH =G /K =152.7/180=0.848 m OG B ya4/Q =(YfY)/X =1.646,所以 S=1.2/1.646
8、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 宁0.00pY*=L2 xO.OO 15=0.0018故最大可能回收率 n=(Y-y=(0.05263-0.001 8)/0.05263 =96.5%98%,即达不到吸收率98%的要求。12.(15分)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 3/h,其中 氨的流量为160m-Vh,出口气体中的氨流量为4m 3/h(均系操作温度20C下的体积),平 衡关系为Y= 1.5X,传质系数K =0.45kmol/(m2.h. A,y)(均按摩尔比表示),试求:吸收率“为多少?若吸收剂用量为最小用量的1.2倍时,
9、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,填料有效比表面积约200m2/nR求填料层高度。若使V、Y、小 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*7)/0.08696=0.975=97.5%)仆(丫 - )/(Y/m) =L5()x.975=L4625 LN=Y(YR);(Y)/xXVIf2=Y/m/1.2=0.08696/1.5/1.2=0.0483S=m/(L/G)= 1.5/(12 l.x4625)=0.8547No=l/(1-S)ln(l-S)/Y +S=13.07G =(1840x2
10、73/293)/(22.9 .x785 X .22)=67.7kmol/3h)H =G /K =67.7/(0.4528 0)=0.752 m OG B yah=NogH 5513.07 x0.752=9.83 m&=0.004 XO.OOlNq=1/(1-S) ln(rS(Y -mX )/(Y-mX )+S =18.84VS= 1.5/(L/G),(L/,G)=(Y-Y )/QC-X 1.793S=l.5/1.793=0.8368-叫)不变;郢 湖 =18.84 x0.752=14.17mAh=h-h=14.17-9.83=4.34o m13. (15分)有一座用油吸收煤气中苯蒸汽的吸收塔,
11、已知煤气流量为2240(标准m3/h),入塔气 体中含苯4%,出塔气体含苯0.8%(均为体积分率),进塔油中不含苯,取液体用量 L=1.4L/min,已知气液平衡关系为Y = 0.126X。求:1.吸收率中2.求L及%阿皿);3.求液体出塔组成X (kmol苯/kmol油);4.求吸喉的对数平均推动力为增大 液体喷淋量,采用部份循环流程,在保证原吸收率情况下,最大循环量L为多少(kmol/h)?并示意画出带部份循环和不带循环的两种情况下的操作线。本题目有题图:titu097.bmpx2=0y2=0.004yl=0.02xl=0.008* 答案 *1 .(Y.0丫2.Y=y /(l-y)=0.0
12、4/( 1-0.04)=0.0417r)=(0.041-70.008)/0.0417=80.8%2. G=2240/22.4=100 kmol/h G =00(1-0.04)=96 kmol/h(L/G) =(Y-Y )/(X-0) =(0.0417-0.008)/(0.0417/0.) 1460-.102 min 1 21L =0.102 9x6=9.792 kmol/h minL = 1.4L =13.7 kmol/h s min3. Ls /G(Y -Y y(X-0)= 13.7/96=0.143X =(0.0417-0.008)/(L/G)=0.24j M=Y-Y *=0.0417 -
13、0.1260.x24=0.01146, 、 =0.0084. AYm =(Ay*/ln(物)=0.00346 /ln(0.01146/0.008)=0.009635. 部份循环,入一口液量为(L+L)入塔浓度为Xa在最大L,下,X,处在裹大。 (L/G)m=(0.0417-0.q0)/-(X)XJ /0.126 =0.008/0.126=0.0635(L +Ls 1)/G =(0.0417-0.008)/(0.24-0.0635)=0.191 maxA Ls =0.1919*-13.7=4.64 kmol/h maxLg =L%ma /(1 =4.64/( 1 -0.24)=6.1 kmol/
14、hX14.( 15分)欲用填料塔以清水逆流吸收混合气中有害组分A o已知入塔中A组分y =0.051 (摩尔分率,下同),要求回收率为90%,平衡关系:y=2x, H=0g米。采用液气比为 最小液气比的1.5倍。试求:(1)出塔液体浓度;(2)填料层高度;若入塔A组分浓度yO.l,其它设计条件不变。现改用板式塔,问理论板数为多少?*答案*.x=0,二(L/G) =mr| 1minL/G=p(L/G) =0mr=l.5x2xO.9=2.7X=G4(y-y 尸f/Lny=l/2.7 .9 ,05=0.0167(2) 1 /A=mG/L=2/2.7=0.741, x=0 时Nj=l/(l-l/A)L
15、 (1-1/A)(1/(t1-)4-1/A =l/0(.1741)L (1 -0.741)(1/(1 -0.9)+0.741 =4.65?H=H xN =0.8.65=3.71 m OG OG(3)Vx=o,r .e.y -y (IfHMxo.iroix=G/Lpy=l/2.7H .9机 1=0.0333平衡4方霜:y=2x操作线方程:x=G/L(y-y)=l/2.7(y-0.01).x =0.0333 , y =0.()666;x2=0.0209f, y=0.04193;x =0.0112, y=0.0236;x4=0.00505 ,产0.0101;出,则.4块理论板。15.( 15分)在直
16、径为0.8m的填料塔中,用1200kg/h的清水吸收空气和SO,混合气中的SO2,混合气量为1000m 3标(准)/h混,合气含SO 1.3折(体积),要求回收率99.5%,操作条件为20、 latm,平衡关系为y=0.75x,总体积传质系数K =0.060kmol/(m3.s)求液体出口浓度和填料层 ya高度。*答案*己知:D=0.8m L=1200kg/h G=1000Nm 3/hy =0.013 (p=0.995 x =0 ye =0.75x 1zK =0.06kmol/(m3.s)Ls =1200/(3600 =0.0185 kmol/sG=1000/(22.43x600)=0.012
17、4kmol/s为低浓度吸收.(L/G)=0.0185/0.0124=1.49yf, (l-(p)=0.013 40 .995)=0.000065XpCGy-y )+x =(0.013-0.000065)/1.49=0.00868.:Ho含 N。南 NoFyM/AYmAy” -V-0.013-0.750x.00868=0.006490编 KK V*=0.0000o B-0=0.0000o 己:男方)0.0金t-O.OOOOo 己(0.00金tQo=Q.SooH0O=0 )ZVBQ( =0.0金S 卜)0.T8己0.80.80.0o( =0,卜金金)m(:S =Q.Soo) 0.卜金金=t.8金m
18、金。.)金己公(吝都分沃金.ttm的彭菊熟斗的熟株匆郊都中,民散水匆郊盛刹沃S0Y,丑以沃金B才m的某敲合字翰中的90(敲合字翰必整量为金000m时90令量沃金t)翰陈,其 余沃静卦字翰,要求90的匆郊率沃Q0Y都虱的出口都外翅天0.S吕90金000吕H(T熟斗 条冷不的字哪平篱关茶沃丫=金卜S0X )龙中Y,X)段沃霸松出(噗附卜翰陈匆郊总茶竣Z =xB金金OOOxmo先)mLdC90与卡量沃卜卜冰公卡量沃金8。简求:金.匆郊味民量)x吕d(tS.祝 需熟株寻高刹m*答案*金.求匆郊味民量Y 示)绘V(=0.金)金()金(=0.金2Y s= )金小(=0.金卜30Q)(=0.0金 bQXR.
19、S 卜卜)金000金8(=8,金80己X =0Y =TV )TSS.卜(二金000)金。金271)SS.卜SQt(=to.Sxmod5丫-4)印3加5)0.金卜QO.险 卜Q()go金“8) 二己Qt 己xmo先d=金。T金S.求熟株高刹H。二L 习)xBQ(二己Qt 卜己A )金金000n.t 卜ts/二金t.88mH。堪一、獭 XX=0.金卜Q金卜0嚏0己金87 X*=Y m =0.0金卜Q金卜50=金.0己金0己编.鳖翠q-型(啊M-x()x*-x(二)金0己卜-8.金8M用(金0己金)0-s(先n)金斑0)一卜8.金8卜。己()金,0己金叫二金M金0H。二8全8金0己)金.oO金0己(
20、二己金金tS=t.88己金金仁金Q.8tm金T.)金己公(令港吝某一直分沃0.己m的熟株都中,吝S0Y叮oOmmH吕不民散水恢空字一 敲合字选计彭莱匆郊熟斗每一个悦向都多人令HH金、己W的敲合字卜80m )熟斗态(要球HH 的回郊率沃Q己W o占味S0Y的平篱关茶沃V=0.T日x)x,V段沃霸松公率4出都都奠B中HH(的刹沃平篱刹的80W。简求:)金(出都都奠E中的刹)公限民霸松公率已xmo先.mt素 示(t)S(水民量)x吕d(t)京味字卧翰陈总卦剜茶竣Z沃O.OQxmo先)miz.编M於算视需熟VB株寻高刹)m (o*答案*)金像0举 F8Vm=0.80.睑己OT己=0.睑。9二9 x=q
21、XM女 + 灌-X (M 员qXMt:9员0.0金o)金8金000(=0.88Qxmot先m总)S( LO=)V(=g/s-V0.8 加1(=叫0.8 =0.T己0.Q己0.8=0.8Q金0=)卜 80;STtSQt(SS. b=S0xmodL=O.8Q 金 O=金T. 8s xmo 先 d =tSO x 吕 d)t(H =OZ =S0)0.T8 己0.己s(to000.0Q=0.t金 bam ()0 VB2=m)LO(=0.T 己0.8Q金=0.8 卜 SV棋二金)金1|(=金0.0己二S0H:检)金-2(料)金 V+2=8.T8h=H xN =0.3145 *.78=2.76 m OG O
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