第七章吸收吸附催化习题讲解参考资料
化工原理_大题第七章
第七章 习题3. 某混合气体中含有2%(体积)CO 2,其余为空气。
混合气体的温度为30℃,总压强为506.6kPa 。
从手册中查得30℃时CO 2在水中的亨利系数E=1.88*105KPa,试求溶解度系数H(kmol/（m 3·kPa 、）)及相平衡常数m,并计算每100克与该气体相平衡的水中溶有多少克CO 2。
解:(1)求H 由2H OH EMρ=求算24351000 2.95510/()1.881018a H OH kmol m kP EM ρ-===⨯⋅⨯⨯ (2)求m51.8810371506.6Em ρ⨯===(1) 当0.02y =时.100g 水溶解的2CO(2)2255506.60.0210.1310.13 5.39101.8810CO aCO P kP P x E**-=⨯====⨯⨯因x 很小,故可近似认为X x ≈故100克水中溶有220.01318CO gCO4．在101.33kPa 、0℃下的O 2与CO 混合气体中发生稳定的分子扩散过程。
已知相距0.2cm 的两截面上O 2的分压分别为13.33kPa 和6.67kPa,又知扩散系数为0.185cm 2/s,试计算下列两种情况下O 2的传递速率,kmol/(m 2·s):552222422()()445.3910 5.3910()()18()()1.31810()kmol CO kg CO X kmol H O kg H O kg CO kg H O ---⎡⎤⎡⎤=⨯=⨯⨯⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎡⎤=⨯⎢⎥⎣⎦(1) O 2与CO 两种气体作等分子反向扩散; (2) CO 气体为停滞组分。
解：（1）等分子反向扩散时2O 的传递速率122523125523()0.185/ 1.8510/.273101.325.0.221013.33. 6.671.8510(13.33 6.67) 2.7110(/)8.314273210A A A a A a A aA DN P P RTZD cm s m s T K P kP Z cm m P kP P kP N kmol m s -----=-==⨯====⨯==⨯∴=⨯-=⨯⋅⨯⨯⨯（2）2O 通过停滞CO 的扩散速率52123152 1.8510101.33101.33 6.67()ln ln8.314273210101.3313.333.0110/B A A A Bm B P DP DP N P P RTZP RTZ P kmol m s---⨯⨯-=-==⨯⨯⨯-=⨯⋅7.在101.33kPa 、27℃下用水吸收混于空气中的甲醇蒸气。
催化原理课后习题答案
催化原理课后习题答案催化原理是化学工程和化学领域中的一个重要分支，它涉及到催化剂在化学反应中的作用机制和效率。
以下是一些催化原理课后习题的答案示例，这些答案旨在帮助学生更好地理解催化原理的基本概念和应用。
习题一：催化剂的作用是什么？催化剂是一种能够加速化学反应速率的物质，但在反应过程中不被消耗。
它通过提供一种能量较低的反应途径来降低反应的活化能，从而加速反应速率。
催化剂本身在反应前后的化学性质和质量保持不变。
习题二：请解释什么是催化剂的中毒现象。
催化剂的中毒是指某些物质与催化剂表面发生不可逆的吸附，导致催化剂活性降低或丧失的现象。
这些物质被称为毒物，它们可能堵塞催化剂的活性位点，阻碍反应物的吸附和反应。
习题三：描述催化剂的再生过程。
催化剂的再生是指通过物理或化学方法去除催化剂表面的毒物或其他沉积物，恢复催化剂活性的过程。
常见的方法包括热处理、化学处理或压力变化等。
习题四：解释什么是催化选择性。
催化选择性是指催化剂在催化某一特定反应时，对反应产物的选择性。
高选择性的催化剂可以有效地促进目标反应的进行，同时抑制副反应的发生，从而提高产物的纯度和反应的经济性。
习题五：简述催化剂的分类。
催化剂通常可以分为以下几类：1. 均相催化剂：催化剂与反应物在同一相中，通常是溶液中的催化剂。
2. 多相催化剂：催化剂与反应物在不同相中，例如固体催化剂与气体或液体反应物。
3. 生物催化剂：如酶，它们在生物体内的化学反应中起催化作用。
习题六：讨论催化剂的制备方法。
催化剂的制备方法包括：1. 浸渍法：将活性组分溶液浸渍到载体上，然后干燥和焙烧。
2. 共沉淀法：将活性组分和载体的前驱体混合，通过沉淀反应形成固体催化剂。
3. 溶胶-凝胶法：通过溶胶-凝胶过程形成均匀分布的活性组分和载体的复合材料。
习题七：描述催化剂失活的原因。
催化剂失活的原因可能包括：1. 物理失活：如催化剂颗粒的磨损或烧结。
2. 化学失活：如催化剂表面发生化学变化，导致活性位点的丧失。
化工原理吸收课后习题及答案
相组成的换算【5-1】 空气和CQ 的混合气体中，CQ 的体积分数为20%求其摩尔分数y 和摩尔比Y 各为多解 因摩尔分数=体积分数，y 0.2摩尔分数x 0.0105或 X 021061 x 1 0.0105【5-3】进入吸收器的混合气体中， NH 的体积分数为10%吸收率为 90%求离开吸收器时 NH的组成，以摩尔比 Y 和摩尔分数y 表示。
吸收率的定义为解原料气中NH 的摩尔分数y 0.1 W 0.1 Y 1 1 0.1111 y 1 0.1吸收器出口混合气中 NH 的摩尔比为少？时, 摩尔比 丫 —1 y 【5-2 】20 C 的 l00g 0251 0.2水中溶解IgNH s NH 在溶液中的组成用摩尔分数 x 、浓度c 及摩尔比X 表示各为多少?解摩尔分数x 1/17 1/17 100/18=0'0105浓度c 的计算20C, 溶液的密度用水的密度998.2 kg / m 3 代替。
溶液中NH 的量为 31 10 /17kmol 溶液的体积 101 10 3 / 998.2 m 33 1 10 /1733 ----------------- =0 281kmol/ mV 101 10 3/ 998.2［、. s998 23或 c -x .02105 0.582kmoJ/m 3M s18NH 与水的摩尔比的计算溶液中NH 的浓度c 摩尔比 摩尔分数y 2 ~^= 0.01110.010981 Y2 1 0.0111【5-4】l00g 水中溶解lg NH 3，查得 气液相平衡20C 时溶液上方 NH 3的平衡分压为798Pa 。
此稀溶液的气 液相平衡关系服从亨利定律，试求亨利系数 E(单位为kPa)、溶解度系数H[单位为kmol/(m 3 kPa)]和相平衡常数总压为100kPa 。
1/17解液相中NH 3的摩尔分数x 1/17 100/18-溶解多少克氧？已知 10C 时氧在水中的溶解度表达式为 衡分压，单位为kPa ; x 为溶液中氧的摩尔分数。
第六章第七章 吸收习题参考答案
第六章 吸收习题参考答案（注：红色字体标注部分对教材所给答案进行了修正，请核查）【6-1】 含有8%（体积分数）22C H 的某种混合气体与水充分接触，系统温度为20℃，总压为101.3kPa 。
试求达平衡时液相中22C H 的物质的量浓度。
解：混合气体按理想气体处理，则22C H 在气相中的分压为101.30.088.104p p y kPa kPa ==⨯=总22C H 为难溶于水的气体，故气液平衡关系符合亨利定律，并且溶液的密度可按纯水的密度计算。
查得20℃水的密度为ρ=998.23/kgm 。
由 *Ac Hp =， SH EM ρ=故 *ASpc EM ρ=查表8-1可知，20℃时22C H 在水中的亨利系数E=1.23⨯510kPa ，故 *333A5998.28.104/ 3.65410/1.231018c kmol m kmol m -⨯==⨯⨯⨯ 【6-2】 总压为101.3 kPa ，温度为20 ℃的条件下，使含二氧化硫为3.0％（体积分数）的混合空气与含二氧化硫为3503/gm 的水溶液接触。
试判断二氧化硫的传递方向，并计算以二氧化硫的分压和液相摩尔分数表示的总传质推动力。
已知操作条件下，亨利系数E=3.55310⨯kPa ，水溶液的密度为998.2kg/3m 。
解：由道尔顿分压定律101.30.03 3.039p p y kPa kPa ==⨯=总液相摩尔分数为（溶液近似按纯水计算）：0.35640.0000986998.218x ==稀溶液符合亨利定律，所以：*33.55100.00009860.35p Ex kPa ==⨯⨯=p ＞p *，二氧化硫由气相向液相传递，进行吸收过程。
用气相分压表示的总推动力为：3.0390.35 2.689p p kPa *-=-=与气相浓度相平衡的液相平衡浓度：33.0390.0008563.5510p x E *===⨯ 用液相摩尔分数表示的总推动力为：0.0008560.00009860.0007574x x *-=-=【6-3】 在某填料塔中用清水逆流吸收混于空气的2CO ，空气中2CO 的体积分数为8.5%，操作条件为15℃、405.3kPa ，15℃时2CO 在水中的亨利系数为1.24510⨯kPa ，吸收液中2CO 的组成为411.6510x -=⨯。
《大气污染控制工程》教案 第七章
第七章气态污染物控制技术基础从污染气体中脱除二氧化硫等气态污染物的过程，是化工及有关行业中通用的单元操作过程。
这种单元操作的内容包括流体输送、热量传递和质量传递。
其中质量传递过程主要采用气体吸收、吸附和催化操作。
第一节气体扩散气体的质量传递过程是借助于气体扩散过程来实现的。
扩散过程包括分子扩散和湍流扩散两种方式。
一、气体在气相中的扩散气态污染物通过惰性气体组分B的运动，可用A在B中的扩散系数D AB给出。
D AB与气体B通过气体A的扩散系数D BA相等，可由修正的吉里兰方程给出。
扩散系数是物质的特性常数之一，同一物质的扩散系数随介质的种类、温度、压强及浓度的不同而变化。
二、气体在液体中的扩散第二节气体吸收一、吸收机理气体吸收是溶质从气相传递到液相的相际间传质过程，对于吸收机理以双膜理论模型的应用较广。
把吸收过程简化为通过气液两层层流膜的分子扩散，通过此两层膜的分子扩散阻力就是吸收过程的总阻力。
吸收质在单位时间内通过单位面积界面而被吸收剂吸收的量称之为吸收速率。
根据双膜理论，在稳态吸收操作中，从气相主体传递到界面吸收质的通量等于从界面传递到液相主体吸收质的通量，在界面上无吸收质积累和亏损。
吸收传质速率方程的一般表达式为：吸收速率＝吸收推动力×吸收系数，或吸收速率＝吸收推动力/吸收阻力。
吸收系数和吸收阻力互为倒数。
吸收速率方程表达式有多种，有气相分传质速率方程，液相分传质速率方程及总传质速率方程。
二、气液平衡1.气液相平衡关系式（1）气体在液体中的溶解度（2）亨利定律（3）亨利定律式参数的换算2.吸收系数3.界面浓度（1）作图法（2）解析式三、物理吸收1.吸收操作线方程在吸收操作中，一般采用逆流连续操作，通过对逆流操作吸收塔进行物料衡算，可得出吸收操作线。
2.吸收剂用量与液气比设计吸收塔时，所处理的气体流量、进出塔气体溶质浓度均由设计任务而定，吸收剂的种类和入塔浓度由设计者选定，而吸收剂用量和出塔溶液中吸收质浓度需通过计算确定。
07清华大学-大气污染控制工程-第七章习题
07清华⼤学-⼤⽓污染控制⼯程-第七章习题第七章⽓态污染物控制技术基础7.1 某混合⽓体中含有2%（体积）CO 2，其余为空⽓。
混合⽓体的温度为30。
C ，总压强为500kPa 。
从⼿册中查得30。
C 时在⽔中的亨利系数E=1.88×10－5kPa ，试求溶解度系数H 及相平衡常数m ，并计算每100g 与该⽓体相平衡的⽔中溶有多少gCO 2。
7.2 20。
C 时O 2溶解于⽔的亨利系数为40100atm ，试计算平衡时⽔中氧的含量。
7.3 ⽤⼄醇胺（MEA ）溶液吸收H 2S ⽓体，⽓体压⼒为20atm ，其中含0.1%H 2S （体积）。
吸收剂中含0.25mol/m 3的游离MEA 。
吸收在293K 进⾏。
反应可视为如下的瞬时不可逆反应：+-+→+3222222NHCHCHCH HSNHCHCHCH S H 。
已知：k Al a=108h －1，k Ag a=216mol/m 3.h.atm ，D Al =5.4×10－6m 2/h ，D Bl =3.6×10－6m 2/h 。
试求单位时间的吸收速度。
7.4 在吸收塔内⽤清⽔吸收混合⽓中的SO 2，⽓体流量为5000m 3N /h ，其中SO 2占5%，要求SO 2的回收率为95%，⽓、液逆流接触，在塔的操作条件下，SO 2在两相间的平衡关系近似为Y *=26.7X ，试求：1）若⽤⽔量为最⼩⽤⽔量的1.5倍，⽤⽔量应为多少？ 2）在上述条件下，⽤图解法求所需的传质单元数。
7.5 某吸收塔⽤来去除空⽓中的丙酮，吸收剂为清⽔。
⼊⼝⽓体流量为10m 3/min ，丙酮含量为11%（摩尔），要求出⼝⽓体中丙酮的含量不⼤于2%（摩尔）。
在吸收塔操作条件下，丙酮－⽔的平衡曲线（1atm 和299.6K ）可表⽰为2)1(95.133.0x xe y -=。
1）试求⽔的⽤量，假设⽤⽔量取为最⼩⽤⽔量1.75倍； 2）假设⽓相传质单元⾼度（以m 计）33.033.003.3-=LG H y 。
化工原理吸收习题及答案
化工原理吸收习题及答案化工原理吸收习题及答案化工原理是化学工程专业的一门基础课程，主要涉及化学反应原理、物质转化和传递过程等内容。
其中，吸收是一种常见的分离和纯化技术，在化工生产中起到重要作用。
为了帮助学生更好地理解和掌握吸收原理，以下将介绍一些化工原理吸收习题及答案。
习题一：某化工厂需要将氨气从废气中吸收出来，工艺流程如下：氨气从废气中通过气体吸收塔进入吸收液中，吸收液中的氨气通过反应与溶液中的酸发生反应生成盐类。
请回答以下问题：1. 吸收液中的酸应选择什么样的性质？2. 如何选择合适的吸收液浓度？3. 吸收液中酸的浓度越高，吸收效果会如何变化？答案一：1. 吸收液中的酸应选择具有较强酸性的物质，例如硫酸、盐酸等。
这样的酸性物质可以与氨气快速反应生成盐类，实现氨气的吸收。
2. 吸收液的浓度应根据氨气的浓度和吸收效果要求来选择。
一般来说，如果氨气浓度较高，吸收液的浓度也应相应提高，以增加吸收效果。
3. 吸收液中酸的浓度越高，吸收效果会更好。
因为酸浓度越高，氨气与酸反应生成盐类的速率越快，吸收效果也就越好。
习题二：某化工过程中，需要从气体混合物中吸收二氧化硫。
已知气体混合物中的二氧化硫浓度为10%，请回答以下问题：1. 选择合适的吸收液时，应考虑哪些因素？2. 如果吸收液中的溶剂选择不当，会对吸收效果产生什么影响？3. 吸收液中的溶剂浓度选择应如何确定？答案二：1. 在选择合适的吸收液时，应考虑溶剂与待吸收气体的亲和力、反应速率、溶解度等因素。
合适的吸收液应能够与二氧化硫发生反应生成稳定的产物，并且具有较高的溶解度。
2. 如果吸收液中的溶剂选择不当，可能会导致吸收效果不佳甚至无法吸收。
例如，如果溶剂与二氧化硫反应生成的产物不稳定，会导致产物再次分解释放出二氧化硫，从而无法实现吸收的目的。
3. 吸收液中的溶剂浓度选择应根据二氧化硫的浓度和吸收效果要求来确定。
一般来说，如果二氧化硫浓度较高，吸收液的溶剂浓度也应相应提高，以增加吸收效果。
第七章 气体在固体表面上的吸附
吸附剂
常用的吸附剂： 5）硅藻土：是硅藻土主要由无定型的二氧化硅组成， 并含有少量Fe2O3、CaO、MgO、Al2O3及有机杂质， 天然硅藻土有特殊的多孔性结构，这种微孔是其具 有特征理化性质的原因。用于保温材料、过滤材料、 填料、吸附剂 6）黏土：经风华作用形成，组成元素是硅、氧和铝。 黏土中还含有石灰石、石膏、氧化铁和其它盐类。 黏土具有晶体结构，主要有高龄石、蒙脱石、伊利 石三种晶格类型。作为固体吸附剂，其吸附机理与 不同黏土的晶体结构有关，应用广泛
1）固体表面原子（分子）活动性差 2）固体表面的粗糙性和不完整性 3）固体表面的不均匀 4）固体的表面自由能
正由于固体表面原子受力不对称和表面结构不均匀 性，它可以吸附气体或液体分子，使表面自由能下 降。而且不同的部位吸附和催化的活性不同。
分子筛的表面SEM
这是覆盖在多 孔硅模具上的聚合 体的扫描电子显微 镜图片，对于美国 得克萨斯大学的法 迪赫〃布约克塞林 而言，它看上去就 像覆盖哈得逊湾的 一片森林。
物理吸附向化学吸附的转变
物理吸附向化学吸附的转变
脱氢作用沿化学吸附的逆过程进行，所提供的活化 能等于Qc+Ea，使稳定吸附的氢原子越过这个能量达到P 点，然后变成H2分子沿Pa P’线离开表面。
吸附量的表示
吸附量通常有两种表示方法： (1)单位质量的吸附剂所吸附气体的体积。
q V / m
单位：m g
物理吸附常用于脱水、脱气、气体的净化与分离等； 化学吸附是发生多相催化反应的前提，在多种学科中 有广泛的应用
物理吸附与化学吸附
物理吸附 吸附力 吸附层数 范德华力 单层或多层 化学吸附 化学键力 单层
吸附热
选择性
较小(气体凝结热) ＜40KJ/mol
气态污染物控制技术基础习题及答案
第七章 气态污染物控制技术基础 习题7.1 某混合气体中含有2%（体积）CO 2，其余为空气。
混合气体的温度为30。
C ，总压强为500kPa 。
从手册中查得30。
C 时在水中的亨利系数E=1.88×10－5kPa ，试求溶解度系数H 及相平衡常数m ，并计算每100g 与该气体相平衡的水中溶有多少gCO 2。
7.2 20。
C 时O 2溶解于水的亨利系数为40100atm ，试计算平衡时水中氧的含量。
7.3 用乙醇胺（MEA ）溶液吸收H 2S 气体，气体压力为20atm ，其中含0.1%H 2S （体积）。
吸收剂中含0.25mol/m 3的游离MEA 。
吸收在293K 进行。
反应可视为如下的瞬时不可逆反应：+-+→+3222222NH CHCH CH HS NH CHCH CH S H 。
已知：k Al a=108h －1，k Ag a=216mol/m 3.h.atm ，D Al =5.4×10－6m 2/h ，D Bl =3.6×10－6m 2/h 。
试求单位时间的吸收速度。
7.4 在吸收塔内用清水吸收混合气中的SO 2，气体流量为5000m 3N /h ，其中SO 2占5%，要求SO 2的回收率为95%，气、液逆流接触，在塔的操作条件下，SO 2在两相间的平衡关系近似为Y *=26.7X ，试求：1）若用水量为最小用水量的1.5倍，用水量应为多少？2）在上述条件下，用图解法求所需的传质单元数。
7.5 某吸收塔用来去除空气中的丙酮，吸收剂为清水。
入口气体流量为10m 3/min ，丙酮含量为11%（摩尔），要求出口气体中丙酮的含量不大于2%（摩尔）。
在吸收塔操作条件下，丙酮－水的平衡曲线（1atm 和299.6K ）可表示为2)1(95.133.0x xe y -=。
1）试求水的用量，假设用水量取为最小用水量1.75倍；2）假设气相传质单元高度（以m 计）33.033.003.3-=L G H y 。
吸附(物理吸附与化学吸附)在催化中的应用
物理吸附与化学吸附在催化中的应用摘要：吸附过程与催化作用在国民经济和环境保护方面具有重要意义。
他们是化学工业，石油炼制以及国民经济其他领域最活跃的研究课题之一。
这两个领域涉及到的都是表面现象，使用的都是多孔固体。
吸附是催化反应得以发展的最关键步骤之一，通过它揭示催化本质和研究催化性质越来越受到人们的重视，因此许多在线原位动态测量技术得以快速发展。
关键词：物理化学吸附表征测定孔结构气体探针1. 吸附现象吸附：当流体与多孔固体接触时, 流体中某一组分或多个组分在固体表面处产生积蓄, 此现象称为吸附。
吸附也指物质（主要是固体物质）表面吸住周围介质（液体或气体）中的分子或离子现象[1,2]。
实际上，人们很早就发现并利用了吸附现象，如生活中用木炭脱湿和除臭等。
随着新型吸附剂的开发及吸附分离工艺条件等方面的研究，吸附分离过程显示出节能、产品纯度高、可除去痕量物质、操作温度低等突出特点，使这一过程在化工、医药、食品、轻工、环保等行业得到了广泛的应用，例如：（1）气体或液体的脱水及深度干燥，如将乙烯气体中的水分脱到痕量，再聚合。
（2）气体或溶液的脱臭、脱色及溶剂蒸气的回收，如在喷漆工业中，常有大量的有机溶剂逸出，采用活性炭处理排放的气体，既减少环境的污染，又可回收有价值的溶剂。
（3）气体中痕量物质的吸附分离，如纯氮、纯氧的制取。
（4）分离某些精馏难以分离的物系，如烷烃、烯烃、芳香烃馏分的分离。
（5）废气和废水的处理，如从高炉废气中回收一氧化碳和二氧化碳，从炼厂废水中脱除酚等有害物质。
1.1吸附吸附属于一种传质过程，物质内部的分子和周围分子有互相吸引的引力，但物质表面的分子，其中相对物质外部的作用力没有充分发挥，所以液体或固体物质的表面可以吸附其他的液体或气体，尤其是表面面积很大的情况下，这种吸附力能产生很大的作用，所以工业上经常利用大面积的物质进行吸附，如活性炭、水膜等。
当液体或气体混合物与吸附剂长时间充分接触后，系统达到平衡，吸附质的平衡吸附量（单位质量吸附剂在达到吸附平衡时所吸附的吸附质量），首先取决于吸附剂的化学组成和物理结构，同时与系统的温度和压力以及该组分和其他组分的浓度或分压有关。
(完整版)青岛科技大学化工原理历年考研真题及答案解析之吸收,推荐文档
吸 收基本概念1、亨利定律2、气膜控制与液膜控制三、请回答下列问题（10分）1．根据双膜理论，两相间的传质阻力主要集中在什么地方？增加气液两相主体的湍动程度，传质速率将会如何变化？相界面两侧的液膜和气膜中；增大2．对于高浓度气体吸收，为什么不能用脱吸因子法或对数平均推动力法，而必须用图解积分或数值积分的方法进行吸收过程计算？因为脱吸因子法和对数平均推动力法都是基于稀溶液的相平衡线为直线的假设，而对于高浓度气体吸收，该假设不再成立，所以这两种方法不再适用，必须针对相平衡曲线运用数值积分或图解积分的方法进行吸收过程的相关计算。
4．简要叙述吸收中双膜理论的提出者及其三个基本要点。
双膜模型由惠特曼（Whiteman ）于1923年提出，为最早提出的一种传质模型。
（1分）惠特曼把两流体间的对流传质过程设想成图片2-10所示的模式，其基本要点如下：①当气液两相相互接触时，在气液两相间存在着稳定的相界面，界面的两侧各有一个很薄的停滞膜，气相一侧的称为“气膜”，液相一侧的称为“液膜”，溶质A 经过两膜层的传质方式为分子扩散。
（2分）②在气液相界面处，气液两相处于平衡状态。
（1分）③在气膜、液膜以外的气、液两相主体中，由于流体的强烈湍动，各处浓度均匀一致。
（2分）双膜模型把复杂的相际传质过程归结为两种流体停滞膜层的分子扩散过程，依此模型，在相界面处及两相主体中均无传质阻力存在。
这样，整个相际传质过程的阻力便全部集中在两个停滞膜层内。
因此，双膜模型又称为双阻力模型。
5．对于溶解度系数很低的气体吸收，可采用哪些措施以提高吸收速率？7、说明传质单元高度的物理意义8、简述填料塔的基本结构与主要特点。
9、写出亨利定律的定义及表达公式。
主要公式：吸收塔的物料衡算；液气比与最小液气比求m 【例2－8】填料层高度的计算【传质单元高度、传质单元数（脱吸因数法）】提高填料层高度对气相出口浓度的影响四、计算题2、（２０分）有一吸收塔，塔内装有25⨯25⨯3mm 的拉西环，其比表面积a=204m 2/m 3（假设全部润湿），在20℃及1atm 下操作。
化工原理下册吸收习题答案解析
WORD 格式可编辑6-1 已知在101.3 kPa(绝对压力下)，100 g 水中含氨1 g 的溶液上方的平 衡氨气分压为987 Pa 。
试求： (1) 溶解度系数 H (kmol • m 3 • Pa 1); (2) 亨利系数E(Pa); (3) 相平衡常数m(4)总压提高到200 kPa(表压)时的H, E , m 值。
(假设：在上述范围内气液平衡关系服从亨利定律，氨水密度均为1000kg/m 3)解：(1)根据已知条件P NH 3 =987Pa1/170.5824kmol /m 3101/1000定义(2) 根据已知条件可知根据定义式p NH 3 二E NH 3X NH 3可得E NH 3 =9.42 104Pa(3)根据已知条件可知y 【H 3= P N H 3 / p =987/101325 = 0.00974于是得到m NH 3二 y NH 3.. X NH 3 二 0.928C NH 3H NH 3= C NHP NH-P NH-C NH 3 H NH 3= 5.9 10^kmol / m 3 • PaX NH 31/171/17 100/18 一 0.0105(4)由于H和E仅是温度的函数，故H NI和E NI不变；而m二二旦二E，与T和p相关，故口畑二丄0.928 = 0.309px px p 3分析(1)注意一些近似处理并分析其误差。
(2)注意E，H和m的影响因素，这是本题练习的主要内容之一6-2 在25C 下，CO 分压为50 kPa 的混合气分别与下述溶液接触: (1) 含CO 为0.01 mol/L 的水溶液； (2) 含CO 为0.05 mol/L 的水溶液。
试求这两种情况下CO 的传质方向与推动力。
解：由亨利定律得到*P CO 2 =50kPa = Ex CO 2根据《化工原理》 教材中表8-1查出5Eg 25C =1.66 10 kPa所以可以得到*_4g =3.01 10又因为：'H 2O 10004 3耳= 1.66 105 1厂3.347 10 kmol/kP^m所以得*_43C CO 2 二 H CO 2 P CO 2 =3.347 1050 = 0.0167kmol/mH CO 225 C于是:(1)为吸收过程，：c =0.0067kmol /m 3。
大气污染控制工程第七章课后习题答案
第七章气态活染物控制技术基础一、填空题1、吸收法净化气态污染物是利用混合气体中各成分在吸收剂中的不同，或与吸收剂中的组分发生，从而将有害组分从气流中分离出来。
【答】溶解度，化学反应2、用水吸收HC1气体属于，用N aO H溶液吸收S02属于，用酸性溶液吸收N H3属于。
【答】物理吸收，化学吸收，化学吸收3、目前工业上常用的吸收设备可分为、和三大类。
【答】表面吸收器，鼓泡式吸收器，喷洒式吸收器4、气体扩散同时发生在气相和液相中，扩散过程既包括，也包括。
【答】分子扩散，湍流扩散5、吸收操作线斜率Ls/G s称为吸收操作的液气比，物理含义为。
【答】处理单位惰性气体所消耗的纯吸收剂的量6、常用的吸收剂有和。
【答】水，碱金属钠、钾、铵或碱土金属钙、镁等的溶液7、防治S02污染的方法主要有清洁生产工艺、采用低硫燃料、、及等。
Mg2+,S二酸，氨【答】燃料脱硫，燃料固硫，烟气脱硫8、湿式石灰/石灰石-石膏法存在结垢和堵塞问题，通过在吸收液中加入C aC l2、、、等添加剂可解决此问题。
【答】浆液的p H值，吸收温度，石灰石的粒度9、影响湿式石灰/石灰石-石膏法吸收效率的主要因素有，，，流体力学状态，控制溶液过饱和，吸收剂种类等。
【答】石灰/石灰石法，氧化镁法，钠碱法10、目前应用较多的脱硫方法有、、、氨吸收法、亚硫酸钠法、柠檬酸钠法等。
【答】催化还原法（选择性、非选择性)，吸收法，吸附法11、吸附设备主要有、和三种类型。
【答】固定床吸附器，移动床吸附器，流化床吸附器12、影响吸附容量的因素有、、、和。
【答】吸附剂表面积、吸附剂的孔隙大小、孔径分布、分子极性、吸附剂分子上官能团性质13、吸附区高度的计算方法有法和法。
【答】穿透曲线法；希洛夫近似法14、希洛夫方程式为。
【答】x=K L-t015、进入催化燃烧装置的气体首先要除去粉尘、液滴等有害组分，其目的为。
【答】防止中毒16、催化剂的组成为、和。
【答】主活性组分；助催化剂；载体17、催化剂的性能主要指其、和。
化工原理吸收课后答案解析
化工原理吸收课后答案解析吸收是一种常见的化工过程，用于从气体或液体混合物中分离出所需的组分。
在化工原理吸收的课程中，学生通常需要完成一些课后习题，以加深对吸收原理和操作的理解。
以下是对一些常见吸收问题的解析和答案。
1. 什么是吸收过程？吸收过程的基本原理是什么？吸收过程是指将气体或液体混合物中的某个组分转移到另一个相中的过程。
在吸收过程中，通过将气体或液体混合物与溶剂接触，目标组分会从气相或液相转移到溶剂相中。
吸收过程的基本原理是利用物质在不同相之间的分配系数差异。
吸收剂（溶剂）的选择是关键，因为目标组分在吸收剂中的溶解度应该较高。
吸收剂通常是液体，可以是水、有机溶剂或离子液体等。
2. 描述吸收过程的传质机制。
吸收过程的传质机制包括质量传递和能量传递。
质量传递是指目标组分从气相或液相传递到吸收剂相中的过程。
这可以通过扩散、对流或化学反应来实现。
扩散是最常见的质量传递机制，它基于组分在不同相中的分配系数差异。
对流是指由于流体的运动而导致的质量传递，它可以通过搅拌、气体吹扫或液体循环来实现。
化学反应是指目标组分在吸收剂中发生化学反应，并转化为其他物质的过程。
能量传递是指吸收过程中伴随的热量交换。
吸收过程通常是一个放热过程，因为目标组分从气相或液相转移到吸收剂相中，释放出热量。
3. 列举常见的吸收设备和吸收剂。
常见的吸收设备包括填料塔和板塔。
填料塔是由填料填充而成的柱状容器，填料可以提供大量的表面积，增加质量传递效率。
板塔是由多个水平平板组成的容器，通过在板间引入气体和液体流动，实现质量传递。
常见的吸收剂包括水、有机溶剂（如乙醇、丙酮）和离子液体。
吸收剂的选择取决于目标组分的溶解度和选择性。
4. 描述气体吸收过程中的平衡曲线。
气体吸收过程中的平衡曲线描述了吸收剂中目标组分的溶解度随气体相中组分浓度的变化。
平衡曲线通常是一条曲线，呈现出随着气体相中组分浓度的增加，溶解度逐渐增加的趋势。
平衡曲线的形状取决于吸收剂和目标组分的性质。
化工原理习题答案(第七章)
第7章 吸收7-1．g 100水中溶解31gNH ，从手册查得C 200时3NH 的平稳分压为86.6Pa 9，在此浓度之内服从亨利定律。
试求溶解度系数H 〔单位为13kPa m kmol --⋅⋅〕和相平稳常数m ，总压力为kPa 100。
〔答：13kPa m 0.59kmol --⋅⋅=H , 0.943m =〕解：3m kmol 582.01000101171-⋅==c ，31m Pa mol 59.09866.0582.0--⋅⋅===Pe c H ， 0099.03.1011007604.7==e y ，0105.018100171171=+=x ，943.00105.00099.0===x y m e 。
7-2．C 100时氧在水中的溶解度的表达式x p 6*10313.3⨯=,式中*p 为氧在气相中的平稳分压，kPa ；x 为溶液中氧的摩尔分数。
空气中氧的体积分数为%21，试求总压为kPa 101时，每3m 水中可溶解多少g 氧？〔答：3m g 4.11-⋅ ，或3m 0.35mol -⋅ 〕解：kPa 3.213.10121.0=⨯=Pe ，6661042.610313.33.2110313.3-⨯=⨯=⨯=Pe x ， 36m g 4.11100018321042.6--⋅=⨯⨯⨯=c 。
7-3．用清水吸收混合气中的 3NH ，进入常压吸收塔的气体含3NH 体积分数为%6，吸收后气体含3NH 体积分数为%4.0，出口溶液的摩尔比为13kmol kmol 012.0-⋅NH 水。
此物系的平稳关系为X Y 52.2=* 。
气液逆流流动，试求塔顶、塔底处气相推动力各为多少？〔答：顶00402.02=ΔY ，底034.01=ΔY 〕解：064.006.0106.01111=-=-=y y Y ，0402.0004.01004.01222=-=-=y y Y ， 塔底：03024.0012.052.252.2=⨯==X Y e ，塔顶：0052.252.2=⨯==X Y e ， 塔顶气相推动力00402.02=∆Y ，塔底气相推动力034.003024.0064.01,11=-=-=∆e Y Y Y 。
催化原理课后习题答案
催化原理课后习题答案催化原理课后习题答案催化原理是化学领域中一个重要的分支，研究催化剂在化学反应中的作用机理和应用。
学习催化原理的过程中，课后习题是巩固知识和提高理解能力的重要环节。
下面将为大家提供一些催化原理课后习题的详细答案，希望能够帮助大家更好地理解和掌握这门学科。
1. 什么是催化剂？催化剂在化学反应中起到什么作用？催化剂是指能够改变化学反应速率，但在反应结束时本身不参与反应的物质。
催化剂通过提供新的反应路径，降低反应的活化能，从而加速反应速率。
催化剂能够降低反应的活化能是因为它们能够与反应物发生物理或化学相互作用，改变反应物的构型和能量分布，从而使反应更容易进行。
2. 请解释催化剂的选择性和活性。
催化剂的选择性指的是在多个可能的反应路径中，催化剂能够选择性地促使某一特定反应发生，而不发生其他副反应。
这是因为催化剂与反应物之间的相互作用导致了特定的反应路径被选择。
催化剂的活性指的是催化剂促进反应的能力。
活性取决于催化剂的化学性质和表面特征。
高活性的催化剂能够在较低的温度和压力下实现高效的反应，从而节约能源和资源。
3. 请解释催化剂的中毒现象。
催化剂的中毒现象指的是在反应过程中，催化剂活性降低或失活的现象。
中毒原因有很多种，其中一种主要原因是催化剂表面被吸附的杂质或反应物所占据，导致活性位点被阻塞或破坏。
催化剂的中毒会导致反应速率下降或完全停止，需要进行催化剂的再生或更换。
4. 请解释催化剂的选择性中毒现象。
催化剂的选择性中毒现象指的是在催化剂选择性降低或失活的现象。
选择性中毒的原因可能是催化剂与反应物之间的相互作用导致了不希望的反应路径被选择，或者是催化剂被吸附的杂质改变了催化剂的表面性质，导致选择性发生变化。
5. 请解释催化剂的活性中毒现象。
催化剂的活性中毒现象指的是催化剂活性降低或失活的现象。
活性中毒的原因可能是催化剂与反应物之间的相互作用导致了活性位点的损坏或阻塞，或者是催化剂表面被吸附的杂质改变了催化剂的表面性质，导致活性降低。
大气污染控制工程第七章课后习题答案
第七章气态活染物控制技术基础一、填空题1、吸收法净化气态污染物是利用混合气体中各成分在吸收剂中的不同，或与吸收剂中的组分发生，从而将有害组分从气流中分离出来。
【答】溶解度，化学反应2、用水吸收HC1气体属于，用N a OH溶液吸收S02属于，用酸性溶液吸收N H3属于。
【答】物理吸收，化学吸收，化学吸收3、目前工业上常用的吸收设备可分为、和三大类。
【答】表面吸收器，鼓泡式吸收器，喷洒式吸收器4、气体扩散同时发生在气相和液相中，扩散过程既包括，也包括。
【答】分子扩散，湍流扩散5、吸收操作线斜率Ls/G s称为吸收操作的液气比，物理含义为。
【答】处理单位惰性气体所消耗的纯吸收剂的量6、常用的吸收剂有和。
【答】水，碱金属钠、钾、铵或碱土金属钙、镁等的溶液7、防治S02污染的方法主要有清洁生产工艺、采用低硫燃料、、及等。
M g2+, S二酸，氨【答】燃料脱硫，燃料固硫，烟气脱硫8、湿式石灰/石灰石-石膏法存在结垢和堵塞问题，通过在吸收液中加入C a C l2、、、等添加剂可解决此问题。
【答】浆液的p H值，吸收温度，石灰石的粒度9、影响湿式石灰/石灰石-石膏法吸收效率的主要因素有，，，流体力学状态，控制溶液过饱和，吸收剂种类等。
【答】石灰/石灰石法，氧化镁法，钠碱法10、目前应用较多的脱硫方法有、、、氨吸收法、亚硫酸钠法、柠檬酸钠法等。
【答】催化还原法（选择性、非选择性)，吸收法，吸附法11、吸附设备主要有、和三种类型。
【答】固定床吸附器，移动床吸附器，流化床吸附器12、影响吸附容量的因素有、、、和。
【答】吸附剂表面积、吸附剂的孔隙大小、孔径分布、分子极性、吸附剂分子上官能团性质13、吸附区高度的计算方法有法和法。
【答】穿透曲线法；希洛夫近似法14、希洛夫方程式为。
【答】x=K L-t015、进入催化燃烧装置的气体首先要除去粉尘、液滴等有害组分，其目的为。
【答】防止中毒16、催化剂的组成为、和。
【答】主活性组分；助催化剂；载体17、催化剂的性能主要指其、和。
吸收习题解答
第七章吸收7-1总压kPa,温度25C 时，1000克水中含二氧化硫 50克，在此浓度范围内亨利定律适用，通过实验测定其亨利系数 E 为MPa ，试求该溶液上方二氧化硫的平衡分压和相平衡常数 m 。
（溶液密度近似取为1000kg/m 3）50解：溶质在液相中的摩尔分数：x 640.01391000 50 18 64*3二氧化硫的平衡分压：p Ex 4.13 10 0.0139kPa=57.41kPa64.13 10 Pa 3101.3 10 Pa7-2在逆流喷淋填料塔中用水进行硫化氢气体的吸收，含硫化氢的混合气进口浓度为 5%（质量分数），求填料塔出口水溶液中硫化氢的最大浓度。
已知塔内温度为 20C,压强为X 10 Pa,亨利系数E为。
7-3分析下列过程是吸收过程还是解吸过程，计算其推动力的大小，并在x - y 图上表示。
（1）含NO 2 （摩尔分率）的水溶液和含NO 2 （摩尔分率）的混合气接触，总压为，T=15C ，已知15 C 时，NO 2水溶液的亨利系数 E=X 10kPa ； （ 2）气液组成及温度同（1），总压达200kPa （绝对压强）。
5解：（1 ）相平衡常数为：m —1.68 103Pa1.658R 101.3 103Pay * mi 1X 1.658 0.0030.00498由于y y ，所以该过程是吸收过程。
相平衡常数:解：相平衡常数为：m—P 48.9 1061.52105 n5 硫化氢的混合气进口摩尔浓度：y 134 0.0430 5 9534 29若填料塔出口水溶液中硫化氢达最大浓度 ,在出口处气液相达平衡，即:y 1 0.0430m 321.711.34 10Xmax4气相推动力为：y y 0.06 0.00498 0.0550 液相推动力为：x * x y x 0.060.003 0.0332m i1.658y * gx 0.84 0.003 0.00252由于 y y *，所以该过程仍是吸收过程。
第七章_吸收吸附催化习题讲解
第七章 吸收吸附催化习题讲解吸收计算1. 某吸收塔填料层高度为2.7m ，在101.3kPa 压力下，用清水逆流吸收混和气中的氨，混和气入塔流率0.03kmol/(m 3s)，含氨2%（体积），清水的喷淋密度为0.018kmol(m 2·s)，操作条件下亨利系数E 为60kPa ，体积传质系数为k ya =0.1kmol/(m 3·s)，试求排出气体中氨的浓度。
解：因为NH 3易溶于水，所以属于气相控制。
可依式9.75Z=21ln A A G P p aP k G 计算 又P A1=0.02×101.3×103=2.026×103PaK G a=k y a/p将题中所给数值代入式9.75，有2.7()2310026.2ln /03.0A y P P aP k ⨯= ∴ P A2=0.25Pay 2=P A2/P=2.50×10-4/101.3=2.47×10-4%9.4 在温度20℃，压力1.013×105Pa 条件下，填料塔中用水洗涤含有8%SO 2的低浓度烟气。
要求净化后塔顶排气中SO 2浓度降至1%，每小时净化烟气量为300m 3。
试计算逆流吸收过程所需最小液流量。
解：在20℃，1.01×105Pa 条件下查表9—2得E=0.355×104kPa 。
m=PE =571001.110355.0⨯⨯ =35.1由于低浓度气体吸收，且溶液为稀溶液，其气液关系服从亨利定律 从而最小气液比为：2121m i n x my y y G L --=⎪⎭⎫ ⎝⎛30001.35%8%1%8min ⨯--=∴L =9213.25m 3/h2. 试计算用H 2SO 4溶液从气相混和物中回收氨的逆流吸收塔的填料层高度。
已知：气体混和物中NH 3的分压进口处为5×103Pa ，出口处为103p a 。
吸收习题解答07级用
化工原理（下）第二章吸收习题解答p147-14810.根据附图所列双塔吸收的五种流程布置方案，示意绘出与各流程相对应的平衡线和操作线，并用图中表示浓度的符号标明各操作线端点坐标。
aY 1aX 1aX 2a Y 2b X 1bY 1bX 2bY 2(a)(b)aY 1aX 1aX 2a Y 2bX 1bY 1bX 2b Y 2(a)(b)aY 1aX 1aX 2a Y 2bX 1bY 1bX 2bY 2(a)(b)（1） (2) (3)解；流程布置方案（1）的操作线方程：()()1212a b a b V Y Y L X X -=- ()()2222..b b T X Y Y X −−→塔顶 ()()1111..a a B X Y Y X −−→塔底1. 在总压101.3kPa 及25℃下，氨在水中的溶解度为1 g (NH 3)/100g(H 2O)[ 30℃, 氨在水中的溶解度为1.72g; 20℃, 氨在水中的溶解度为0.8g]。
氨气分压0.987kPa [ 30℃氨气分压0.8]。
若氨水的气液平衡关系符合亨利定律，，试求溶解度系数H 及相平衡常数m 。
解：【p79例2-2/147习题1】0.9870.0097101.325y *==1047.018100017101710=+=x0.00970.9260.01047y m x *=== 540.926 1.013109.1410E mp Pa ==⨯⨯=⨯34444100055.5180.5909.14109.14109.14109.1410C M M kmol H m Pa E ρρ======⋅⨯⨯⨯⨯7. 解：因系统符合亨利定律，故可按式2-52计算气相总吸收系数：4445511111 2.4110 6.45108.86101.995 2.0810 1.5510G L G K Hk k --=+=+=⨯+⨯=⨯⨯⨯⨯ ()5241 1.12210[/8.8610G a K kmol m s kp -==⨯⨯ 551.122100.7231.5510G G K k --⨯==⨯ 分析：求解该题的关键是熟练掌握总吸收系数与膜吸收系数的关系，会判断吸收过程的控制因素。
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第七章 吸收吸附催化习题讲解吸收计算1. 某吸收塔填料层高度为2.7m ，在101.3kPa 压力下，用清水逆流吸收混和气中的氨，混和气入塔流率0.03kmol/(m 3s)，含氨2%（体积），清水的喷淋密度为0.018kmol(m 2·s)，操作条件下亨利系数E 为60kPa ，体积传质系数为k ya =0.1kmol/(m 3·s)，试求排出气体中氨的浓度。
解：因为NH 3易溶于水，所以属于气相控制。
可依式9.75Z=21ln A A G P p aP k G 计算 又P A1=0.02×101.3×103=2.026×103PaK G a=k y a/p将题中所给数值代入式9.75，有2.7()2310026.2ln /03.0A y P P aP k ⨯= ∴ P A2=0.25Pay 2=P A2/P=2.50×10-4/101.3=2.47×10-4%9.4 在温度20℃，压力1.013×105Pa 条件下，填料塔中用水洗涤含有8%SO 2的低浓度烟气。
要求净化后塔顶排气中SO 2浓度降至1%，每小时净化烟气量为300m 3。
试计算逆流吸收过程所需最小液流量。
解：在20℃，1.01×105Pa 条件下查表9—2得E=0.355×104kPa 。
m=PE =571001.110355.0⨯⨯ =35.1由于低浓度气体吸收，且溶液为稀溶液，其气液关系服从亨利定律 从而最小气液比为：2121m i n x my y y G L --=⎪⎭⎫ ⎝⎛30001.35%8%1%8min ⨯--=∴L =9213.25m 3/h2. 试计算用H 2SO 4溶液从气相混和物中回收氨的逆流吸收塔的填料层高度。
已知：气体混和物中NH 3的分压进口处为5×103Pa ，出口处为103p a 。
吸收剂中H 2SO 4浓度；加入时为0.6kmol/m 3，排出时为0.5kmol/m 3。
K G =3.5×10-6kmol/(m 2·h ·Pa)，K L =0.05m/s ，H=7.5×10-4kmol/(m 3·Pa)，气体流量G=G s =45kmol/h ，总压为105Pa 。
解：NH 3与H 2SO 4反应方程式为：NH 4OH+21H 2SO 4 =O H SO NH 2424)(21+ 又已知P A1=5×103Pa P A2=103Pa C B1=0.5kmol/m 3 C B2=0.6kmol/m 3 G=45kmol/m 3 P=105Pa r=1/2代入式9.27有N A =（G/P ）（P A1-P A2）=（L/rP 1）（C B2-C B1）N A =（45/105）（5×103-103）=（2L/P 1）（0.6-0.5）得L/P 1=9计算临界浓度（C B ）C ：S=P 1H/P=P 1=0.013P 1L/SG=9/（0.013×45）=15.4k L /（1+k G ）=0.05/（3.5×10-6/7.5×10-4）=11r=PS/(r ρL )P A1/L=5×103/0.026×105=1.92代入式9.77a:（G B ）c =[][])/()1/()/()/(1SG L k k P C SG L G L A m +++γ =4.151192.15.04.15++⨯=0.364kmol/m 3∵(C B )C <C B1 ∴由式9.75计算塔高Z=21ln A A Ga P P P K G =3310105ln 5.345⨯ =2.07m吸附计算3 常压和30℃下，用活性炭吸附回收某厂废气中的丙酮蒸气，废气中丙酮含量为11.6%（体积计），若其吸附等温线符合朗格缪尔方程（A=0.80，B=0.25×10-3）试求：（1）活性炭的饱和吸附量；（2）若废气量为1000m 3/h （操作状态），要吸附其中丙酮的99%需要多少kg 活性炭？（3）用饱和蒸气脱附，直至离开的气流中丙酮含量降至0.16%(体积计)，丙酮的回收率是多少？解：①由题意，其朗格缪尔方程式为：BPBP A X T +=1 =PP 331925.011025.08.0--⨯+⨯⨯ 则活性炭的饱和吸附量为0.8g 丙酮/g 活性炭②需要吸附的丙酮量为丙酮M ⨯⨯⨯⨯⨯99.04.221%6.113032731000 =4.62×58=268kg/h活性炭需要量为：h kg /9.33480.0268= ③丙酮入气含量为11.6%，出口含量为1.6%，则其回收率为%1006.116.16.11⨯- =98.6%4. 用活性氧化铝作吸附剂的固定床吸附器，床层直径 1.1m ，处理气量为0.245m 3/s ，吸附剂为柱形，直径d p 3mm ，柱高4.2m ，填充空隙率ε为0.55，气体吸附温度为20℃，试计算气体通过吸附床压降为多少？解：查得20℃，101.325kP a 下空气密度1.2kg/m 3，动力粘度为1.8×10-5P d ·S ，此时气速 u=21.14245.0⨯π=0.258m/s 代入式（10.30） pp d u d u Z P 23233175..1)1(1150ρεεμεε⨯-+⨯-=∆ =220.24∴△P=220.24×4.2=924.99P a有一处理油漆溶剂的活性炭吸附罐，装填厚度为0.8m ，活性炭对溶剂的净活性为13%，填充密度为436kg/m 3，吸附罐的死层为0.16m ，气体流速为0.2m/s ；气体含溶剂浓度为700mg/m 3，试问该吸附器的保护作用时间为多长？ 解：设1m 3气体质量为wkgY o =W610700-⨯ G s =0.2W则Y o Gs=0.2×700×10-6吸附床的穿透时间： KZ Z Y G X o s s t b ==ρτ =8.01070027.043613.06⨯⨯⨯⨯- =4.05×105×0.8=3.23×105sτo =KZ o =4.05×105×0.16=0.65×105sτ=τb -τo =(3.23-0.65) ×105=2.58×105s=71.7h5. 常压和25℃下某车间每小时排放104m 3的废气中含有0.2632%（体积计）的H 2S ，拟用分子筛脱除99%的H 2S 分子，分子筛的堆积密度为730kg/m 3，吸附塔操作周期为：吸附5h ，脱附再生2h ，冷却1h ，试确定饱和吸附量为30%（重量）时分子筛用量和吸附塔的尺寸。
解：1.013×105Pa 和273k 时，废气中H 2S 的摩尔数为4.2210%2632.029*******4⨯⨯⨯ =1.076×103mol/h废气中H 2S 的质量为1.076×103×34=36.6kg/h①分子筛需用量h kg /12230.06.36= ② 吸附周期为8h ，所以吸附塔为分子筛的装 量为122×8=976kg吸附塔的体积为334.1730976m = 催化习题6 用氨催化还原法治理硝酸车间排放含有NO x 的尾气。
尾气排放量为13000m 3/h（标态），尾气中含有NO x 为0.28%、N 2为95%、H 2O 为1.6%，使用的催化剂为ф5mm 球形粒子，反应器入口温度为493K ，空速为18000h -1，反应温度为533K ，空气速度为1.52m/s 。
求：（1）催化固定床中气固相的接触时间；（2）催化剂床层体积；（3）催化床床层层高；（4）催化剂床层的阻力。
[提示：在尾气中N 2的含量很高，在计算时可取用N 2的物理参数直接计算。
在533K 时μN2=2.78×10-5P a ·s ，ρN2=1.25kg/m 3,ε=0.92。
]解：①接触时间t no =Vsp 1 =180001 =5.6×10-5h②床层体积V R =sp no V Q =1800013000 =0.72m 3③床层高度：由式f=ono u Q =3600052.113000⨯ =2.38m 2即38.242=D π，得πD 2=9.50m 2代入下式L=2)1(4D V R πε- =50.9)92.01(72.04-⨯ =3.79m④床层阻力雷诺准数R em =)1(εμρ-o s u d =)92.01(1078.225.152.110553-⨯⨯⨯⨯⨯-- =4272摩擦阻力系数：75.1150+=emm R λ =1.79计算压降32)1(εερλm o m d u L P -=∆ =332)92.01(105)92.01(52.125.179.379.1-⨯⨯-⨯⨯⨯⨯- =402.75Pa7 将处理量为25mol/min 的某一种污染物送入催化反应器，要求达到74%的转化率。
假定采用长6.lm ，直径为3.8cm 管式反应管，试求所需催化剂量及反应管数。
设反应速度为R A =-0.15（1-X A ），单位：kmol/（催化剂min ），催化剂的填充密度为580kg/m 3。
解：由式11.28AO s N W ρ =⎰A f X o AA Y dx 得 催化剂质量W=⎰A F X o AA AO s Y dx N ρ =580×25×10-3⎰--74.0)1(15.0o A A X dx =130kg/min催化剂体积用量：由W=ρs V R 得V R =W/ρs =130/580=0.224m 3/min单管体积：V =L D 24π 3.14/4×(3.8×10-2)2×6.1 =6.9×10-3m 3n=V R /V=0.224/6.9×10-3=338 为减少SO 2排放，拟用一催化剂将SO 2转化为SO 3。
已知：进入催化器的总气量为7320kg/d ，SO 2的质量流速为230kg/d ，进气温度为250℃。
假如反应是绝热反应，并要求不大于SO 2的允许排放量56.75kg/d ，试计算气流出口温度为多少。
SO 2氧化成SO 3的反应热Q 2SO 是171667J/mol ，废气热容是3.475J/(gK)。
解：因为反应为绝热反应所以q B =0反应后混合气体质量：反应式为SO 2+1/202=SO 3反应的SO 2量：230-56.75=173.25kg/d所以产生的SO 3量：173.25×80/64=216.56kg/d则反应后混合气体流量：7320-230+56.7+216.56=7363.31kg/d代入式11.29N r C pm dT=N To Y AO dX A (-△H R )7363.31×3.475dT=7320×320/7320dX A (-171667/64)25587.5dT=616928.28dX A且X Af =(230-56.75)/230=75.33%代入上式并两边积分得：（T 出-250）25587.51=616928.28×75.33%得T 出=268.16℃以下无正文仅供个人用于学习、研究；不得用于商业用途。