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《化工原理》第九章吸取复习题及参考答案
一、填空题分时,气体溶解于水的溶解度为标此时液相浓度
1.320℃CO
0.878m3/m3H O,
22.液相摩尔分率.比摩尔分率C=kmol/m3x=X=.***答案***
0.
03920.
0007050.000706分在常压下时氨在空气中的分压为此时氨在混合气中的摩尔分率
2.2,20℃
69.6mmHg,,比摩尔分率***答案***y=Y=.
0.0916;
0.101分用相平衡常数表达的亨利定律表达式为,在常压下时,氨在空气中
3.12m,20℃的分压为与之平衡的氨水浓度为,此时50mmHg,
7.5kgNH/lOOkgH Om=.32***答案***y=mx;
0.894分用亨利系数表达的亨利定律表达式为,在常压下时,氨在空气中的分压为
4.3E,20℃50mmHg,与之平衡的氨水浓度为此时亨利系数
7.5kgNH/lOOkgH
0.E=,32相平衡常数***答案***m=.p=Ex;680mmHg;
0.894分用气相浓度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
5.2Ap程为,以总传质系数表达的传质速率方程为.***答案***产N Gp-p.=K p-p*G L〔分用液相浓度为总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
6.2为______________________“以传质总系数表达的速率方程为____________________***答案***N=k C-CN=K C*-C AL iL AL G L〔分用气相浓度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
7.2ay为___________________■以传质总系数表达的速率方程为_______________________***答案***二N=k y-y;N Ky-y*A yi A y〔分用液相浓度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
8.2ax为_________________,以传质总系数表达的速率方程为_______________________***答案***N=k x-x N=K x*-xx[x〔分用气相浓度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
9.2为___________________■以传质总系数表达的速率方程为__________________________***答案***N=k Y-Y;N=K Y-Y*A Yi AY分用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与分系数、
10.2Zkx K k k的关系式为与、的关系式为!.,Kk k**答案***1/K=l/k+m/k;1/K=l/m.k+f/ky y x xyx分用为推动力的传质速率方程中,当平衡线为直线时,传质总系数与分系IL2AY,ZkX Ky数ky、,kx的关系式为Kx与卜丫,4的关系式为.***答案***1/K=l/k+m/k;l/K=l/m.k+1/kY Y X X YX分用为推动力的传质速率方程中,当平衡线为直线时,,传质总系数与分系
12.12数、的关系式为,长与卜、的关系式为.k kk、“/、G LG L***答案***二|/K=l/k+1/H.k;1/K H/k+l/kG G L LGL分用清水吸取空气与的混合气中的溶质物系的相平衡常数入塔气体浓
13.2A A,m=2,度要求出塔气体浓度则最小液气比为.***答案***y=
0.06,y=
0.008,
1.73312分某吸取塔中,物系的平衡线方程为操作线方程为,当
14.4y=
2.0x,y=
3.5x+
0.001时,,气相传质单元数y=
0.06,y=
0.0015x=,x=,L/G=N=.1212OG***答案***
0.01685;
0.0001429;
3.5;
7.12分吸取过程主要用于三个方面:,
15.3,.
③h,=3+3=6m,H不变,S不变OGN=h/H=6/
0.721=
8.32OG OG OGN=1/1-Sln[l-Sy/y,+S];y”=
0.0011OG122分在逆流填料吸取塔中,用清水吸取含氨[体积的空气--氨混合气中的氨,混合气量
11.155%为气体空塔速度为标准状,平衡关系为摩尔比气相体积总传质系数2826Nm3/h,lm/s Y=
1.2X为吸取剂用量为最小用量的倍,要求吸取率为试求溶液的Kya180kmoI/m
3.h.AY,
1.498%,1出口浓度[摩[尔比;气相总传质单元高度和急相总传质单元数;假设吸取剂改为X2H N3含为〔摩尔比的水溶液,问能否到达NH
0.0015吸OG3收率的要求为什么?98%***答案***
①Y=y/1-y=
0.05/
0.95=
0.05263;Y=Y1-=
0.052631-
0.98=
0.001053n1I121X=0;X*=Y/
1.2=
0.05263/
1.2=
0.04386211X=Xj
71.4=
0.03133
②AY[=¥-Y]*=O.O5236-L2xO.O3133=O.O15O3AY=Y=
0.00105322AY=AY-AY/lnAY/AY=
0.005258m1212N=Y-Y/AY=
9.81OG12mG=28261-
0.05/
22.4x2826/3600/1=
152.7kmol/m2hH=G/K=
152.7/180=
0.848m跳所以/G-Y/X=L646,S=
1.2/
1.6461S B121操作线将在塔顶位置与平衡线相交当塔高为无穷高时,4X=
0.0015,Y*=
1.2X
0.0015=
0.001822故最大可能回收率n=Y-Y/Y=
0.05263-
0.0018/
0.0526312I即达不到吸取率的要求=
96.5%98%,98%分〕在常压填料逆流吸取塔中,用清水吸取混合气体中的氨,混合气量为其中氨
12.152023m3/h,的流量为出口气体中的氨流量为均系操作温度下的体积,平衡关系为160m3/h,4m3/h20℃传质系数均按摩尔比表示,试求吸取率为多少?假设吸Y=L5X,K=
0.45kmol/m
2.h.Ay,1r|取剂用量为最小储量的倍时,求溶液的出口浓度塔径为内充的乱堆填料拉L
221.2m,25x25x3西环,填料有效比外表积约求填料层高度假设使、、、不变,而使吸取剂200m2/m3,3V Yr|X改为含氨的水溶液时,填料层高度有何变化可视为不变.1%[mol%K***答案***
①Y=160/2023-160=
0.08696;Y=4/2023-160=
0.00217I217/
0.08696=
0.975=
97.5%121L/G=Y-Y/X=Y-Y/Y/m=
1.5x
0.975=
1.4625S B min12112IL/G=
1.2L/G=Y-Y/XS BS B min121X=X*/
1.2=Y/m/
1.2=
0.08696/
1.5/
1.2=
0.0483i i i2S=m/L/G=
1.5/
1.2x
1.4625=
0.8547N=1/1-Sln[l-SY/Y+S]=13,07OG12二G1840x273/293/
22.4x
0.785x
1.22=
67.7kmol/m2hH=G/K=
67.7/
0.45x200=
0.752m h=N xH=
13.07x.752=
9.83m3x=
0.001,OG Bya OG OGX-
0.00122N=1/1-S ln[l-S Y-mX/Y-mX+S]=
18.84OG1222VS=
1.5/L/G,L/G,=Y-Y/X-X=
1.7931212S=l.5/L793=
0.8368H不变;・・・h=NxH=
18.84x
0.752=
14.17mOGOG OGAh=h-h=14・17-9・83=4・34m〔分有一座用油吸取煤气中苯蒸汽的吸取塔,煤气流量为标准入塔气体中含
13.152240nWh,苯出塔气体含苯均为体积分率,进塔油中不含苯,取液体用量4%,
0.8%L=
1.4L/min,气液平衡关系为Y=
0.126X求
1.吸取率
12.求L及Lkmol/h;求液体出塔组成苯油;求吸取的对数平均推动为%为增大
3.X[kmol/kmol
4.Y;
5.1m液体喷淋量,承受局部循环流程,在保证原吸取率状况下,最大循环量为多少并示意L”kmol/h画出带局部循环和不带循环的两种状况下的操作线此题目有题图titu
097.bmpy2=
0.004x2=0yl=
0.02xl=
0.008***答案***
1.r|=Y-Y/Y Y书Y=y/1-y=
0.04/1-
0.04=
0.0417iii12122r|=
0.0417-
0.008/
0.0417=
80.8%2・G=2240/
22.4=100kmol/h G=1001-
0.04=96kmol/h BL/G=Y-Y/X-0=
0.0417-
0.008/
0.0417/
0.126-
00.102min121L=
0.102x96=
9.792kmol/hminL=
1.4L=
13.7kmol/hs min
3.Ls/G=Y-Y/X-0=
13.7/96=
0.143B12IX=
0.0417-
0.08/L/G=
0.24iAY=Y-Y*=
0.0417-
0.126x
0.24=
0.01146,AY=
0.
00811124.AYm=Ay-Ay/lnAy/Ay=
0.00346/ln
0.01146/
0.008=
0.
0096312125.局部循环,入口液量为L+L”,入塔浓度为Xa”,在最大L下,X”处在最大2L/G=
0.0417-
0.008/X-X”max12x“*=Y/
0.126=
0.08/
0.126=
0.635・•・L+Ls/G max=°.0417-
0.008/
0.24-
0.0635=
0.191・・・Ls=
0.191x96-
13.7=
4.64kmol/hmaxL=Ls/l-X=
4.64/l-
0.24=
6.l kmol/hmax maxI(分〕欲用填料塔以清水逆流吸取混合气中有害组分入塔中组分
14.15A oAy=
0.05〔摩尔分率,下同),要求回收率为平衡关系米承受液有比为90%,y=2x,H=
0.8OG最小液气比的L5倍试求
(1)出塔液体浓度;
(2)填料层高度;
(3)假设入塔A组分浓度yjO.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***@Vx=0,/.(L/G)=mr)1minL/G=pL/G=pmr=L5x2xO.9=
2.7x=G/Ly-y=G/Li]y=1/
2.7x
0.9x
0.05=
0.0167
②l/A=mG/L=2/
2.7=
0.741,x=0时2N=1/M/AL[1-1/Al/1-+1/A]=1/1-
0.741L[1-
0.7411/1-
0.9+
0.741]=
4.65nOG,H=H xN=
0.8x
4.65=
3.71m
③•/^二器
00.9,/.y=y l-r|=
0.1x
0.1=
0.01X]=G/Lriy]=l/
2.7x
0.9x
0.1=
0.0333平衡线方程y=2x操作线方程x=G/Ly-y=l/
2.7y-
0.01Ax=
0.0333i,y=
0.0666;x=
0.020962ix=
0.01182,y=
0.04193;3x=
0.005052,y=
0.0236;3,y=
0.0101;44・・・y*,则为4块理论板42(分)在直径为的填料塔中,用的清水吸取空气和混合气中的寸混
15.
150.8m1200kg/h SO2SO合气量为1001113(标准)/11,混合气含SO
1.3%[体积),要求回收率
99.5%,输作条件为20℃2latm,平衡关系为y=
0.75x,总体积传质系数K=
0.060kmol/(m
3.s),求液体出口浓度和填料层ya高度***答案***D=
0.8m L=1200kg/h G=1000Nm3/hy=
0.013p=
0.995x=0ye=
0.75x12K=
0.06kmol/m
3.syaLs=1200/3600x18=
0.0185kmol/sG=1000/
22.4x3600=
0.0124kmol/s B・/为低浓度吸取I.L/G=
0.0185/
0.0124=
1.49y=y1-p=
0.0131-
0.995=
0.00006521x=G/Ly-y+x=
0.013-
0.000065/
1.49=
0.008681122—而V Z=H XNN=y-y/AYmOG OGOG12Ay=y-y*=
0.013-
0.75x
0.00868=
0.006490i i iAy=y-y*=
0.000065-0=
0.000065222Ay=3-Ay/lnAy/Ay=
0.006490-
0.000065/ln
0.006490/
0.000065=
0.001396m1212・•・1G=°.°13-
0.000065/
0.001396=
9.266H=G/KyaQ=
0.0124/
0.785x
0.8x
0.8x
0.06^=
0.41lmOG・・・Z=
9.266x
0.411=
3.81m分在塔径为的逆流操作的填料吸取塔中,用清水吸取温度为压力为的
16.
151.33m20℃,1atm某混合气体中的CO2,混合气体处理量为1000m3/h,CC2含量为13%体积〕,其余为惰性气体,要求的吸取率为塔底的出口溶液浓度为操作条件下的气液平衡关CO290%,
0.2g CO1000g H,O,2系其〔式中、均为摩尔比,液相体积检取总系薪Y=142X YX K=xa11000kmol/m
3.h,CO2分子量为44,水分子量为18试求
1.吸取剂用量kg/h;
2.所需填料层图度m,***答案***求吸取剂用量
1.Y=y/1-y=
0.13/1-
0.13=
0.149i i iY=Y l-p=
0.1491-
0.90=
0.014921X=
0.2/44/1000/18=
8.18x10-5X=012V=TV7Tx
22.4=10001-
0.13x273/
22.4x293=
36.2kmol/hL=VY-Y/X-X
36.
20.149-
0.0149/
8.18x10-51212=59345kmol/h=LOJxlO6kgH O/h求填料高度
2.H=L/KxaQ=59345/110007r/4xl.332=
3.88m°L N=X-X/AXOL12mX*=Y/m=
0.149/1420=
1.05x10-4;X*=Y/m=
0.0149/1420=
1.05x10-5『AX=fX*-X-X*-X/lnX X;X*-X/m1122i122=
1.05x10-4-
8.18x10-5-
1.05x10-5/i
1.05x10-4-
8.18x10-5/
1.05x10-5=
1.60x10nN=
8.18x10-5/
1.60x10-5=
5.113OLZ=
3.88x
5.113=
19.83m〔分〕今拟在某始终径为的填料塔中,在、下用清水对空气一氨混合
17.
150.5m20℃760mmHg气进展逆流吸取操作,每小时向塔送入含的混合气操作态,要求的回收率为NH15%480m NH3的平衡关系为〔、一均为摩尔分率,出塔溶液中的浓度为平衡浓度95%20℃y=
0.75x Xy NH;的试求出塔溶液中氨的浓度〔分别用摩尔分率与表示;水用量80%o1kmol.m32kg/h;3气相体积总传质系数为计算所需填K
0.09kmol/m
3.s.Ay,ya料层高度m***答案***111卜C=C^=pX/[MX+U-X M121121G=480x273/293/
22.4=20kmol/hL=
0.891G=
17.82kmol/h=320kg/h3H=G/K=20/
0.785x
0.523600/
0.09=
0.3145mOG yaS=m/L/G=
0.75/
0.891=
0.842y/y=l/l-r=l/
0.05=2012N=1/1-Sln[l-Sy/y+S]=
8.78OG12h=H xN=
0.3145x
8.78=
2.76mOG OG分在填料吸取塔中用清水吸取氨与空气的混合气中的氨混合气体中,氨的最
18.U5初浓度为体积%,该塔在和下进展,吸取率达吸取剂用量为的5%latm30℃95%,Lmin倍,氨气的亨利系数试求离开吸取塔的混合气中氨的浓度以体积%表示;
1.5E=321kN/m21溶液的出塔浓度;该吸取操作的△丫为多少?23m***答案***1yy=丫/〔1+丫1111Y=5/95=10526;Y=Y1—#=
0.05261-
0.95=
0.00263・•・可=
0.00263/1+
0.00263=
0.00262或
0.262%摩尔百分率=体积百分率依据推导2X X=Y/
1.5m111而m=E/P=321/
101.3=
3.17AX=
0.0526/
1.5x
3.17=
0.0111kmolNH3/kmol7K i3Y:Am△Y=[Y-Y*一丫-Y*]/lnY-Y*/Y-Y*m11221122而:Y*=mX=
3.17x
0.01ll=
0.0352;Y=
0.0526;,於入得心Y*=1X=
3.17x0=0,Y=
0.00263I=
0.0078222m分某填料吸取塔在和下用清水逆流吸取气体中之甲醇蒸汽已知进塔
19.
15101.3kN/m2300K气体中甲醇含量甲醇惰气吸取率所得的溶液中甲醇浓度为最大浓度的
0.0749kmol/kmol98%,平衡方程为气体的空塔速度选用惰气流量为试求⑴吸取用的水67%,Y=
1.15X
0.5m/s,42kmol/h,量m3/h;2吸取塔的直径为多少m[气体常数R=
8.314kJ/kmoLK],⑶吸取塔每小时实际吸取了多少的甲醇?kmol***答案***1LL=V〔丫一Y〕/X-X1212Y=0・0749;Y=Y11-p=
0.07491-
0.98=
0.0015;12X*=.67xY/
1.
11.15=
0.0436;X=0;V=42kmol/h112・•・L=
420.0749—
0.0015/
0.0436=
70.71kmol/h或=L27m3/h2D:D=4V/TIU混混合气体量n=V1+Y=421+
0.0749=
45.1kmol/h混・••代入D=〔4x
1110.5/3600兀x
0.5=
0.89m,园整为
0.9m甲醇3G:G=VY p=42x
0.0749x
0.98=
3.083kmol/h分某L预备承受一个填料吸取塔用清水逆流吸取含有体积%的的混
20.2010%SO2合气体塔内的操作压力和温度要求处理的混合气体量为标准
102.63kN/m225℃1000m3/h,实际吸取剂单位耗用量比最小吸取剂单位耗用量大吸取率要到达塔内气体的实际空塔50%,98%,速度为试求吸取用水量为多少⑵吸取塔直径为多少
0.5m/s1m3/h m⑶假设想再提高吸取率,你认为可承受什么措施?附气液平衡方程Y=40X,M=64***答案***1LL=V Y—丫/[X-X1212Y=10/90=
0.111;Y=
0.1111-
0.98=
0.0222,2而XVL=
1.5L X=Y/
1.5m=
0.111/
1.5x40=
0.00185min11V=10001-
0.1/
22.4=
40.18kmol/h代入上式得或L=
1928.64kmol/h=
34.71nP/h2D:D=4V/KU混而混代入上式得园整为V=1000x
101.3/
102.63x298/273=
1077.4m3/h;u=
0.5m/s D=
0.873m
0.9m3pT对于一个操作塔言,欲提高p,增大液气比,这样可使吸取推动力增大则PT此外,液气比增大,喷淋密度增大,有利于填料充分润湿!留意液气比增大,液放速度下降,这点要留意!分用清水吸取氨一空气混合气中的氨混合气进塔时氨的浓度『吸取率气液
21.15Y
0.01,90%,〜平衡关系试求溶液最大出口浓度;最小液气比;取吸取剂用量为最小吸取剂用Y=
0.8X123量的倍时,传质单元数为多少?传质单元高度为时,填料层高几米?
240.5m***答案****1X1Y=
0.01;Y=Y1-p=
0.011-
0.9=
0.001;X*=Y/
0.8=
0.01/
0.8=
0.0125121112L/Gmin:L/V=Y-Y/X*—X=
0.01-
0.001/
0.0125-0=
0.72min12I23NN=Y-Y/YAOG12mVVY-Y=LX-x,X=
0、
121.22,・・・X=VY-Y/L,而L/V=2L/V=2x
0.72=
1.44AX=
0.01-
0.001/
1.44=
0.00625112min1Y*=
0.8x
0.00625=
0.005,Y*=012△Ym=[Y-Y*一Y—Y*〕]/lnY一丫*/Y—丫*
八、、不11221122代入得AY=.
0.0025mAN=
0.01-
0.001/
0.025=
3.6OG4Z:Z=H,N=
0.5x
3.6=
1.8mOG OG分在填料高度为的常压填料塔内,用纯水吸取气体混合物中少量的可溶性组分,气液
22.155m逆流接触,液气比为操作条件下平衡关系溶质的回收率为假设
1.5Y=L2X.90%,保持气液两相流量不变,欲将回收率提高到问填料层高度增加多少米?,设其值98%,Kya不变***答案***依题意为定值HZ=H xNZ=H xNJGOG OGOGOGN=Y-Y/AY而:*/Y-Y*OG I2m△Y=[Y-Y*-[Y-Y*]/lnY-Y Y—Y=Y—Y p=Y p1—m1I22112212111•.*L/V=Y-Y/X,,X=Yp/
1.5\21I1Y—Y*=Y—mX=Y—mYp/
1.5=Y1—mp/
1.5i i i iiiiY—Y*=Y—0=Y1—p2221代入化简:N=[plnl—mp/
1.5/1—p]/p—mp/
1.5OG=[
0.9xlnl-
1.2x
0.9/
1.5]/l—
0.9/
0.9—
1.2x
0.9/
1.5=
0.9267/
0.18=
5.148同理可得:N,,=[prlnl—mp
71.5/1—p]/pr—mp
71.5OG=[
0.98lnl—
1.2x
0.98/
1.5/1-
0.98]/
0.98—
1.2x
0.98/
1.5=
2.332/
0.196=
11.9Z=ZN/N=5x
11.9/
5.148=
11.56mOG OG「・AZ=
11.56-5=
6.56m
23.15分今有逆流操作的填料吸取塔,用清水吸取原料气中的甲醇处理量为1000m3/h(标准状态),原料气中含甲醇吸取后水溶液中含甲醇量等于进料气体相平衡时的浓100g/m3,度的设在标准状态下操作,要求甲醇的回收率为吸取平衡线可取为67%98%,Y=L15X,K()塔内单位体积填料的有效气体传质面积为取塔内的气体空塔船为=
0.5kmol/m
2.h,190m2/m3,试求)水用量;)塔经;〕填料层高度,[附甲醇分子量)
0.5m/s12332***答案***I212Vy=100x103/32/1/
22.4=
0.07;Y=y/1-y=
0.07/1-
0.07=
0.0753;iiiY=Y1-0=
0.07531-
0.98=
0.001506;VX*=Y/m=
0.0753/l.15=
0.065521AX=
0.67X*=
0.67x
0.0655=
0.0439;,22X=0;V=1000/
22.4=
44.64kmol/h2V=
44.641-
0.07=
41.52kmol/h1J LL=V Y-Y J/IX-X代入得L=V Y-Y/X=
41.
520.0753-
0.001506/
0.0439121或L=
69.8kmol/h=1256kg/h=L256m3/h2DD=4V/KU o.5=4xlOOO/7rxO.5x36OOo.5=O.841m3Z:Z=H.NOG OGH=V/K Q=
41.52/
0.5x190x71/4x
0.8412=
0.787m;OG yaN=Y-Y/AYmOG12△Y=AY-AY/lnAY MYm1212△Y=丫—Y*=
0.0753—
1.15x
0.0439=
0.02482iii△Y=Y-Y*=Y-0=
0.001506代入2得222=
0.00832mN1505/
0.00832=
8.87OGAZ=
0.787x
8.87=
6.98m***答案***制备产品;分别气体混合物;除去气体中的有害组分(分)填料的种类很多,主要有,,,,.***答案***拉西环;鲍尔环;矩鞍环;阶梯环;波浪
16.3填料;丝网填料.(分]质量传递包括有等过程
17.2***答案***吸取、蒸储、萃取、吸附、枯燥(分)吸取是指的过程,解吸是指的过程
18.3***答案***用液体吸取剂吸取气体,液相中的吸取质向气相集中(分)指出以下组分,哪个是吸取质,哪个是吸取剂.
19.3
(1)用水吸取HC1生产盐酸,H0是,HC1是・()用吸取生产,是;是
298.3%H SOS0”H SO,SO HSO24324324()用水吸取甲醛生产福尔马林,是;甲醛是3H Oo2***答案***〔1)吸取剂,吸取质〔2〕吸取质,吸取剂
(3)吸取剂,吸取质(分)吸取一般按有无化学反响分为,其吸取方法分为
20.2o***答案***物理吸取和化学吸取;喷淋吸取、鼓泡吸取、膜式吸取(分)气液两相平衡关系将取决于以下两种状况
21.2()假设〉或*〉则属于过程1p*C C、、P()假设或〉则属于—过程23pLP LGLG***答案***m解吸;
(2)吸取(分)集中速率的费克定律公式是,式中每项的物理意义
22.2***答案***J~-Ddc/dz,乙组分A的集中通量kmol/(m2s);D集中系数m2/s,de/dz组分的浓度璃度kmol/m4A(分)吸取速度取决于,因此,要提高气一液两流体相对运动速率,可以来增大吸取速率
23.2**答案***双膜的集中速率,削减气膜、液膜厚度
24.12分)影响集中系数D值的大小的因素有______________________________***答案***集中组分的性质及介质、温度、压力、浓度(分)总吸取速率方程式中是以为气相摩尔比差为传质推动力的气相总传质
25.2Ky系数;而是以为液相摩尔比差为传质推动力的液相总传质系数K***答案***Y—Y*X*-X(分)填料选择的原则是.
26.2***答案***外表积大、空隙大、机械强度高价廉,耐磨并耐温〔分)气相中温度上升则物质的集中系数压强上升则物质的集中系数.
27.5在液相中液相粘度增加则物质的集中系数易溶气体溶液上方的分压,难溶o气体溶液上方的分压,只要组分在气相中的分压液相中该组分的平衡分压,吸取就会连续进展,直至到达一个的为止***答案***T;l;[;小;大;大于;平衡(分)由于吸取过程气相中的溶质分压总液相中溶质的平衡分压,所以吸取操
28.4作线总是在平衡线的增加吸取剂用量,操作线的斜率,则操作线向—o—平衡线的方向偏移,吸取过程推动力(〕y-y*o***答案***大于上方增大远离增大分)图所示为同一温度下三种气体在水中的溶解度曲线由图可知,它们溶解度大小的次
29.12序是;同一平衡分压下,它们的液相平衡浓度大小挨次是—PatmYM/L***答案***CBA;在同一平衡分压下cr*c(分)对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统,当总压增加时,亨利系数相平衡常数
30.3E,,溶解度系数m Ho***答案三不变;削减;不变分)在常压下,测定水中溶质的摩尔浓度为此时气相中的平衡摩尔分率
31.[4A
0.56kmol/m3,A为则此物系的相平衡常数当其他条件不变,而总压增加一倍时,相平衡常数,假设
0.02,m=o m=测得总压值为,则此时的亨利系数2atm E=_而溶解度系数()atm,H Qkmol/m
3.atm***答案***
2.0;
1.0;
4.0atm;14kmol/(m
3.atm)分)在气体流量,气相进出口组成和液相进口组成不变时,假设削减吸取剂用量,
32.12则传质推动力将,操作线将平衡线***答案***削减;靠近;〔分)当温度增高时,溶质在气相中的分子集中系数将,在液相中的分子集中系数将***
33.2o答案***增加;增加〔分)对肯定操作条件下的填料吸取塔,如将塔料层增高一些,则塔的将
34.2H OG将(增加,削减,不变)***答案***不变;增加,N OG(分)某逆流吸取塔,用纯溶剂吸取混合气中易溶组分,设备高为无穷大,入塔〔体
35.2Y=8%积),平衡关系试问Y=2X(D.假设液气比〔摩尔比,下同〕为
2.5时,吸取率=%⑵,假设液气比为时,吸取率=%***答案***;
1.5100%75%分)吸取塔底部的排液管成形,目的是起作用,以防止
36.[5U—操作中的吸取塔,假设使用液气比小于设计时的最小液气比,则其操作结果是吸取效果;假设吸取剂入塔浓度降低,其它操作条件不变,吸取结果将使吸取率x2出口气体浓度lo***答案***液封作用;空气倒灌和塔内气体跑出;吸取效果达不到要求;吸取率增大,出口气体浓度降低分)计算吸取塔的填料层高度,必需运用如下三个方面的学问关联计算
37.[3***答案***平衡线、操作线、传质系数或者平衡关系、物料衡算、传质速率(分)溶解度很大的气体,吸取时属于掌握,强化吸取的手段是
38.2***答案***气膜,增大气相侧的传质分系数或气流湍动程度(分)吸取操作中,对吸取剂的耍求有、
39.2假设为气膜掌握,则***答案***K=m/kk;_o o(分)某低浓度气体吸取过程,气膜体积传质务系数@上一
41.2m=l,k2*10-4kmol.m
3.s,y三答案***溶解度大、选择性好、腐蚀性小、挥发度小4(2分)当平衡线在所涉及的气液范围内斜率为m的直线时,则1/K=l/k+一G G液膜体积传质分系()则该吸取过程为膜阻力掌握气膜阻力占总k a=
0.4kmol/m
3.s oX阻力的百分数为***答案***气;句
99.95%00%o(分)填料吸取塔正常操作时,气相为相;液相为相;而当消灭液泛
42.2现象时,则气相为相,液相为相**答案**连续;分散;分散;连续
43.(分)某气体用水吸取时,在肯定浓度范围内,其气液平衡线和操作线均为直线,其平衡线的2斜率可用常数表示,而操作线的斜率可用表示***答案***相平衡;液气比(分〕双膜理论认为,吸取阻力主要集中在界面两侧的和之中
44.2***答案***气膜、液膜〔分〕对于气膜掌握的吸取过程,如要提高其过程速率,应特别留意削减阻力452***答案***气膜(分)一般吸取塔中常承受逆流操作,其目的是
46.2***答案***使两相传质平均推动力大,从而可减小设备尺寸;提高吸取O效率和吸取剂使用率(分)传质的根本方式有和
47.2o***答案***分子集中,涡流集中分)填料塔的喷淋密度是指
48.12o***答案***单位塔截面上单位时间内下流的液体量(体积)(分)吸取设备的主要类型有等
49.2***答案***填料吸取塔,板式吸取塔
二、选择题(分)吸取速率主要打算于通过双膜的集中速度,要提高气液两流体的相对运动,提高
1.2吸取效果,则要()***答案***B增加气膜厚度和削减液膜厚度;削减气膜和液膜厚度增加气膜和液膜厚度A.B.C.
2.(分)选择吸取设备时,综合考虑吸取率大,阻力小,稳定性好构造简洁造价小,一般应2选()***答案***A填料吸取塔板式吸取塔喷淋吸取塔A.B.C.(分)对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统,当温度和压力不变,而液相总浓度增加时
3.2其溶解度系数将〔),亨利系数将()***答案***H EC.C.;增加削减不变A.B.C.(分)在常压下用水逆流吸空气中的假设将用水量增加则出口气体中的量将
4.2CO,CO22〔)气相总传质系数将(〕,出塔液体中浓度将〔)K COy2A.增加;B.削减;C.不变***答案***B;A;B.(分)题号第章学问点难度中等
5.271137300通常所争论的吸取操作中,当吸取剂用量趋于最小用量时,完成肯定的分索)回收率趋向最高;吸取推动力趋向最大;A.B.操作最为经济;填料层高度趋向无穷大***答案***C.D.D〔分)在吸取塔某处,气相主体浓度产液相主体浓度气相传质分系数
620.025,x=
0.01,ky=2kmol/()气相总传质系数「()则该处气液界面上气相浓度为应为[),平衡关m
2.h KL5kmol/m
2.h,系y=
0.5xA.
0.02B.
0.01C.
0.015D.
0.005***答案***B.y*=
0.5x
0.01=
0.005;N=K(y-y*)=k(y-y))()
1.5f
0.025-
0.005=
20.025-y..y=
0.01〔分)正常操作下的逆流吸取塔,假后因某种缘由使液体量削减以致液气比小于原定的最小
7.2液气比时,以下哪些状况将发生()出塔液体浓度增加,回收率增加;出塔气体浓度增加,但不定;A.x B.x出塔气体浓度与出塔液体浓度均增加;在塔下部将发生解吸现象**答案*C.D.B
8.(分)气体的亨利系数值越大,说明气体()***答案***2E B越易溶解;越难溶解;溶解度适中A.B.C.〔分)填料吸取塔空塔的速度应〔)于液泛速度
9.2大;小;等***答案***A.B.C.B
10.(分)对吸取操作有利的是()***答案***2A温度低,气体分压大时;温度低,气体分压小时;A.B.温度高,气体分压大时;温度高,气体分压小时;C.C.(分)在图上,吸取操作线总是位于平衡线的()***答案***
11.2Y—X A上方;下方;重合线上;A.B.C.(分〕亨利定律是一个稀溶液定律,其亨利系数值愈小,说明该气体的溶解度();
12.2E温度上升,值(***答案***、E A A愈大;不变;愈小;A.B.C.
三、推断题〔分)喷淋吸取是吸取剂成液滴分散在气体中,因此,液体为连续相,气体为分散相L1***答案***x〔分)吸取操作线的方程式,斜率是()***答案***Y
2.1L/G〔分)亨利定律的表达式之一为假设某气体在水中的亨利系数值很大,说明该气体
3.1p=Ex,E为易溶气体()***答案***x〔分)工业上一般吸取是在吸取塔中进展的象传热一样气液间逆流操作有利于吸取完全并
4.1可获得较大的吸取推动力〔〕***答案***〔分)填料吸取塔逆流操作,当吸取剂的比用量[即液气比)增大时,则出塔吸取液浓度下
5.1降,吸取推动力减小().***答案***x〔分)对于大多数气体的稀溶液,气液平衡关系听从亨利定律亨利系数()随温度
6.1E=p/x的上升而增大,而溶解度系数()随温度的上升而减小***答案***H=C/p〔分)液泛点是填料吸取塔的最正确操作点吸取操作在此条件下进展时,则吸取速率最大
7.1()***答案***x(分)在一般状况下,混合气体的有关计算可按抱负气体方程和道尔顿分压定律进展
8.1其气体组分的体积分率等于其摩尔分率,亦等于其分压分率[)*答案**4分)填料塔中填充大量填料以供给气液接触面积吸取速率取决于填料的比外表积[)
9.11a填料的比外表积越大,吸取速率越大[)**答案**x〔分)吸取过程中,当操作线与平衡线相切或相交时所用的吸取剂最少,吸取推动力最大
10.1[)***答案***x分)在吸取塔中,溶质气体在混合气中的分压,大于与吸取剂中溶质浓度成平衡的分压时,
11.U则发生吸取()***答案***q(分)吸取过程中,当操作线与平衡线相切或相交时所用的吸取剂最少,此时推动力也最
12.1小[)***答案***q(分)由于温度对溶解度系数有影响,温度上升,溶解度系数越小,所以升温有利于解
13.1吸[)***答案***4分)惰性气体和吸取剂在吸取过程的前后的摩尔量是不变的()**答案
14.ri**q〔分)对于溶解度甚大的气体吸取,为强化吸取过程,则应从减小液膜阻力入手,其效果
15.1才显著()***答案***x
四、问答题分)求取最小液气比有何意义适宜液气比方何选择增大液气比对操作线有何影响?L[5***答案***溶质气体得以吸取的最小溶剂用量、最小液气比时,欲到达分别要求需填料层A高度[或理论塔板数)无穷大,所以在最小液气比时,吸取操作只在理论上才能进展当液气比比最小液气比还小时,有一局部操作线会在平衡线之下,吸取在理论上都行不通了,而为脱吸了与解吸的分界限适宜液气比常在最小液气比的倍范围内增大液气比,操作线更远离平衡线,越加有利于吸取〔分)什么叫液泛现象?
2.5***答案***当气速增大,使气、液间的摩擦阻力增大至足以阻挡液体下流,至使液体布满填料层空隙,先是塔顶部积液,继而集中全塔,液体被气流带出塔顶,吸取操作完全被破坏此现象叫液泛现象(分)双膜论的主要论点有哪些?并指出它的优点和缺乏之处
3.5***答案***论点)相互接触的气液两相流体间存在着稳定的相界面,相界面两侧分别各有1一稳定的气膜和液膜,吸取质以分子集中的方式通过此两膜;)在两膜层以外的气液两相主体中,由于流体的充分湍动,吸取质的浓度根本上是均匀的、全部2浓度变化集中在两膜层中,即阻力集中在两膜层内)3在相界面处,气液两相达平衡,即界面上没有阻力试验证明,在气速较低时,用双膜理论解释吸取过程是符合实际状况的,即提高速度,可增大吸取速率已为实践所证明依据这一理论的根本概念所确定的吸取速率关系,至今仍是填料吸取塔设计计算的主要依据但当速度较高时,气液两相界面就处于不断更的状态,并不存在稳定的气膜和液膜,界面更对吸取过程是一重耍影响因素,双膜论对于这种状况并无考虑进去,这是它的局限性(分)欲提高填料吸取塔的回收率,你认为应从哪些方面着手?
4.5***答案***、降低操作温度或增大压力,可使吸取速率提高,使回收率提高;
1、在保证不发生“液泛”在前提下,适当增大气速;
2、适当增大吸取剂的用量〔增大喷淋密度),可使回收率提高(但会导致操作费增大,溶3液浓度下降);、喷淋液体应均匀,并保证填料被充分润湿;X
4、可适当增加填料层高度5
五、计算题分)一逆流操作的常压填料吸取塔,用清水吸取混合气中的溶质,入塔气体中含(摩
1.110AA1%尔比),经吸取后溶质被回收了(),此时水的用量为最小用量的倍,平衡线为A8%
1.5y=x,气相总传质单元高度为试求填料层所需高度1m,***答案***=o.oi;y=y1(l-)=
0.01(1-
0.8)=
0.002m=ly nI2()()()L/G=
1.5L/G=L5y-y/y/m=
1.5mr]=
1.5x1x
0.8=
1.2S BSBmin121S=m/L/G=1/
1.2=
0.833;N=1/(1-S)ln[(l-S)y/y+S]=
3.06SBOG12h=N“XH”=
3.06m OGOG〔分)有一逆流填料吸取塔,塔径为用纯溶剂吸取混合气中的溶质入塔气体量为
2.
100.5m,溶质浓度为(摩尔分率),回收率要求到达,液气比为,平衡关系100kmol/h,
0.0190%
1.5y=x试求液体出塔浓度;测得气相总体积传质系数问该塔填料层高度为多12K=
0.10kmol/m3s,少提示N=1/1-Sln[l-Sy-mx/y-mx+sfOG1222***答案***Dy=
0.01;y=y l-r|=
0.01l-
0.9=
0.001I21L/G=y-y/x,x=y-y/L/G=
0.01-
0.001/
1.5=
0.006
②H=G/K=100/
0.785x
0.52x3600/
0.1=
1.415mOG yaN=1/1-Sln[l-Sy/y+S];S=m/L/G=l/
1.5=
0.667OG12N=
4.16;h=H xN=
1.415x
4.16=
5.88mo OGOGOG分用水作为吸取剂来吸取某低浓度气体生成稀溶液听从亨利定律,操作压力为
3.12850[mmHg],相平衡常数m=
0.25,其气膜吸取分系数k=
1.25[kmol/m
2.h.atm],液膜吸取分系数k试分析该气体被水吸取时,是属于气膜掌握过程还是液膜掌握过=
0.85[m/h/],程?L***答案***m=E/P・・.E=mP=
0.25x850/760=
0.28大气压二是稀溶液AH=p/Ms.E=1000/
0.28x18=
198.4kmol/m
3.atm依据即1/K=i/k+l/Hk;1/K=1/1,25+1/
198.4x0,85/.K=k=
1.25[kmol/m
2.h.atmJ;由此,是气膜掌握过G程GL GGG〔分在总压、温度下使含[体积%的气体与含4,8P=500kN/m2t=27C CO
3.0%CO37022的水相接触,试推断是发生吸取还是解吸?并计算以的分压差表示的传质总推动g/m3CO2力在操作条件下,亨利系数水溶液的密度可取的分子量E=L73xl05kN/m2,1000kg/m3,CO44o***答案***气相主体中CO2的分压为P=500X
0.03=15kN/m2;与溶液成平衡的分压为CO p*=Ex对于稀溶液c=\000/18=
55.6kmol/m3的摩尔数CO n=370/1000x44=
0.008412x^n/C=
0.00841/
55.6=
1.513x10-4••・p*=
1.73xl05xl.513xl0-4=
26.16KN/m2;丁p*p;于是发生脱吸作用以分压差表示的传质推动力为Ap=p*-p=
11.16kN/m
25.〔15分在直径为
0.8m的填料塔中,用1200kg/h的清水吸取空气和SO2混合气中的SO,混合气量为标准混合气含[体积,要求回收率五.操作条眸1000m3/h,SO
1.3%5%,为2℃、latm,平衡关系为y=
0.75x,总体积传族系数K=
0.55kmol/m
3.s.atm,求液体出口ya浓度和填料高度***答案***D=
0.8m,Ls=1200kg/h,G=1000Nm3/hy=
0.013p=
0.995x=0y=
0.75x12eK=
0.055kmol/m
3.s.atm Ls=1200/3600x18=
0.0185kmol/syaG=1000/
22.4x3600=
0.0124kmol/s B•/为低浓度吸取J L/G=
0.0185/
0.0124=
1.49x=G/Ly-y+x=
0.013-
0.000065/
1.49=
0.00868;y=y1-p=
0.0131-
0.995=
0.0000651122—21•・•Z=H xN而N=y-y/AYmOG OGOG12Ay=y-y*=.13-
0.75x.0868=
0.0649;Ay=y-y*=.0065-=.000065I11222Ay=Ay-Ay/lnAy/Ay=
0.006490-
0.000065/ln
0.006490/
0.000065=
0.001396m1212・•・N=
0.013-
0.000065/
0.001396=
9.266OGH=G/[Kya=.0124/.785x.8x.8x
0.55=
0.449mQG・・・Z=
9.266x
0.449=
4.2m分在常压填料吸取塔中,用清水吸取废气中的氨气废气流量为〔标准状态,
6.152500m3/h废气中氨的浓度为要求回收率不低于假设吸取剂用量为操作条件下的平15g/m3,98%
3.6m3/h,衡关系为气相总传质单元高度为试求塔底、塔顶及全塔的吸取推动力[气相;Y=L2X,.7m
1..气相总传质单元数;.总填料层高23***答案***y=15/17/U000/
22.4=
0.01977[kmolNH/kmol B+NH]Y=y/1-y=
0.01977/1-
0.01977=
0.02023[kmol NH/kmol B]11I I3Y=
0.020231-
0.98=
4.034x10-4V=2500/
22.4x1-
0.01977=
109.4[kmol B/h]2L=
3.6xl000/18=200[kmol B/h]全塔物料衡算L X-X=V Y-Y S12B12得200X-0=
109.
40.02023-
4.034x1H X=
0.01081AY=Y-Y*=
0.02023-
1.2x
0.01081=
0.0072;AY=Y-Y*=
0.0004034I I1222AY=
0.0072-
0.0004034/ln
0.0072/
0.0004034=
0.00235N=Y-Y/AYm=
0.0201-
0.0004304/
0.00235=
8.34OG12H=N XN=
5.84mOG OG〔分用填料塔从一混合气体中吸取所含的苯混合气体中含苯〔体积%,其余为空气,
7.155%要求苯的回收率为以摩尔比表示,吸取塔为常压操作,温度为入塔混合气体为每小90%25℃,时[标准入塔吸取剂为纯煤油,煤油的耗用量为最小耗用量的倍,该系统的平衡关系940m J,
1.5〔其中、为摩尔比,气相体积传质系数=014XYX K=ya纯煤油的平均分子量塔径试求⑴吸取剂的耗用量为多
0.035[kmol/m
3.s],Ms=170,D=
0.6[m]少溶液出塔浓度为多少?填料层高度为多少[kg/h]2X][3Z[m]***答案***『90%,y=
0.05,Y=y/1-y
0.05/1-
0.05=
0.05263;Y=Y1-0=
0.00526311121G=940/
22.4=
41.96kmol/hG=Gl-y=
41.961-0,05=
39.87kmol/hB1L/GB=Y-Y/Y/m=
0.05263-
0.00526/
0.05263/
0.14=
0.126s min121L=L5L=
1.5x
0.126x
39.87=
7.536kmol/h=
7.536x170kg/h=1281kg/hX=Y-Y/L5L/G=
0.05263-
0.005263/
1.5x
0.126=
0.2511I2s Bminx=X/1+X=
0.2023iiiH=G/K Q=39,87/3600/0・035x
0.785x
0.62=
1.12mOG ByaN=Y-Y/AYmOG12「AY[=Y Y]*=
0.05263-
0.14x
0.251=
0.01749尸AY Y0-YJ=
0.005263AY=
0.01749-
0.00526/ln
0.01749/
0.00526=
0.01018mN=
0.05263-
0.00526/
0.01018=
4.65OGZ=H“xN“=
1.12x
4.65=
5.2m OGOG分某一逆流操作的填料塔中,用水吸取空气中的氨气塔底气体进气浓度为
8.115摩尔比下同,塔顶气相浓度为填料层高度为塔内径为吸取过程中亨利
0.
0260.0026,L2m,
0.2m,系数为操作压力平衡关系和操作关系〔以摩尔比浓度表示均为直线关系水用
0.5atm,
0.95atm,量为混合气中空气量为标准状态下试求此条件下,吸取塔的气相总体积传
0.1m3/h,100m3/h质系数***答案***方法
1.Y=
0.026,Y=
0.0026,m=E/P=
0.5/
0.95=
0.52612Ls/G=
0.1x1000/18/100/
22.4=
1.244BG=100/
22.4/TI/4X
0.2=
142.1kmol/m
2.hX=Y-Y/Ls/G=
0.026-
0.0026/
1.244=
0.0188112B△Y]=Y]-Y[*=
0.026-
0.526x
0.0188=
0.0161AY=Y-Y*=
0.0026222AY=AY-AY/lnAY/AY=
0.00741m1212N=Y-Y/AY=
3.16OG12m・・.K=G/hxN=
142.1/
1.2x
3.16=
37.42kmol/m3h方法ya BOG
2.A=Ls/G/m=
1.244/
0.526=
2.365BN=A/A-lxln[l-l/AY-mX/Y-mX+1/A]OG1222=
2.365/
1.365xln[1-1/
2.
3650.026/
0.0026+1/
2.365]=
3.16・・・KYa=
37.42kmol/m
3.h分某填料吸取塔,用清水除去气体混合物中的有害物质,假设进塔气中含有害物质体
9.155%积%,要求吸取率为气体流率为液体流率为此90%,32kmol/m
2.h,24kmol/m
2.h,液体流率为最小流率的倍假设物系听从亨利定律,并液相传质单元高度为
1.5H气相体积分传质系数,该塔在常压下逆流等温操作试船
0.44m,K=
0.06kmol/m
3.s.Ayya⑴塔底排出液的组成;所需填料层高度注可用摩尔分率代替摩尔比进展计算2***答案***©y=
0.05;y2=lfy=1-
0.90x
0.05=
0.005i ix=Gy-y/L=
320.05-
0.005/24=
0.06「12
②L=L/
1.5=24/
1.5=16kmol/m
2.hminx*=Gy-y/L=
320.05-
0.005/16=
0.09;m=y/x*=
0.05/
0.09=
0.556112min I1Ay=y-y*-y-y*/lny-y*/y-y*m11221122=
0.05-
0.556x.06-
0.005/ln
0.05-
0.556x.6/O.O5=.O1164/
1.202=
0.00968N=y-y/Ay=
4.65OG12mH=G/k=32/360/
0.06=
0.148mG yaH=H+SH=H+mG/LxH=
0.148+
0.556x32/24x
0.44=
0.474mOG GLG Lh=H xN=
0.474x
4.65=
2.20mOG OG分一常压逆流吸取塔,塔截面积为填料层高为用清水吸取混合气中的丙酮〔分
10.
150.5m2,3m子量为丙酮含量为[体积,混合气流量为在液气比为的条件下,出塔气体58,5%1120Nm3/h3中丙酮含量为[摩尔分率操作条件下的平衡关系为试求:出口液体中的丙酮含
0.005y=2x1量〔质量分率;2气体体积总传质系数Kyakmol/m
3.s;3假设填料增高3米,其他操作条件不变,气体出口的丙酮含量为多少?***答案***©L/G=y-y/x,x=y-y/L/G=
0.05-
0.005/3=
0.015121I12a=
0.015x58/18=
0.0483
②S=m/L/G=2/3=
0.667N=1/1-Sln[l-Sy/y+S]=
4.16OG12H=h/N=3/
4.16=
0.721m H=G/KOG OGOGyaG=1120/
22.4x3600x
0.5=
0.0278kmol/m
2.sK=G/H=
0.0385kmol/m3s yaOG。