化工原理(下册)计算答案

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用不含溶质的吸收剂吸收某气体混合物中的可溶组分A，在操作条件下，相平衡关系为Y=mX。试证明：(L/V)min＝mη，式中η为溶质A的吸收率。

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一逆流操作的常压填料吸收塔，用清水吸收混合气中的溶质A，入塔气体中含A 1%(摩尔比)，经吸收后溶质A被回收了80%，此时水的用量为最小用量的1.5倍，平衡线的斜率为1，气相总传质单元高度为1m，试求填料层所需高度。

j06a10104

在常压逆流操作的填料吸收塔中用清水吸收空气中某溶质A，进塔气体中溶质A的含量为8%（体积%），吸收率为98%，操作条件下的平衡关系为y=2.5x，取吸收剂用量为最小用量的1.2倍，试求：

①水溶液的出塔浓度；

②若气相总传质单元高度为0.6 m，现有一填料层高为6m的塔，问该塔是否合用？

注：计算中可用摩尔分率代替摩尔比，用混合气体量代替惰性气体量，用溶液量代替溶剂量。

j06a10105

在20℃和760 mmHg，用清水逆流吸收空气混合气中的氨。混合气中氨的分压为10mmHg，经吸收后氨的分压下降到0.051 mmHg。混合气体的处理量为1020kg/h，其平均分子量为28.8，操作条件下的平衡关系为y=0.755x。

若吸收剂用量是最小用量的5 倍，求吸收剂的用量和气相总传质单元数。

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在常压逆流操作的填料塔内，用纯溶剂S 吸收混合气体中的可溶组分A。入塔气体中A的摩尔分率为0.03，要求吸收率为95%。已知操作条件下的解吸因数为0.8，物系服从亨利定

律，与入塔气体成平衡的液相浓度为0.03(摩尔分率)。试计算：

①操作液气比为最小液气比的倍数；

②出塔液体的浓度；

③完成上述分离任务所需的气相总传质单元数N OG。

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某厂有一填料层高为3m 的吸收塔，用水洗去尾气中的公害组分A。测得浓度数据如图，相平衡关系为y=1.15x。

试求：该操作条件下，气相总传质单元高度H OG为多少m ？

j06a10108

总压100kN/m2，30℃时用水吸收氨，已知k G=3.84⨯10-6kmol/[m2·s(kN/m2)]，

k L=1.83⨯10-4kmol/[m2·s(kmol/m3)]，且知x=0.05时与之平衡的p*=6.7kN/m2。

求：k y、K x、K y。（液相总浓度C 按纯水计为55.6 kmol/m3）

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有一逆流填料吸收塔，塔径为0.5m，用纯溶剂吸收混合气中的溶质。入塔(惰性/混合？？)气体量为100kmol/h，，溶质浓度为0.01（摩尔分率），回收率要求达到90% ，液气比为1.5，平衡关系y=x。试求：

①液体出塔浓度；

②测得气相总体积传质系数K y a=0.10kmol/（m3·s），问该塔填料层高度为多少？

(提示：N OG=1/(1-S)ln[(1-S)(y1-m x1)/(y2-m x2)+S])

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当系统服从亨利定律时，对同一温度和液相浓度，如果总压增大一倍则与之平衡的气相浓度（或分压）(A) y 增大一倍；(B) p增大一倍；(C) y减小一倍；(D) p减小一倍。

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按图示流程画出平衡线与操作线示意图：

1. ⑴低浓度气体吸收

2. ⑴低浓度气体吸收

⑵部分吸收剂循环⑵气相串联

⑶L＝V液相并联L＝V

j06b10022

用水作为吸收剂来吸收某低浓度气体生成稀溶液（服从亨利定律），操作压力为850mmHg，相平衡常数m=0.25，已知其气膜吸收分系数

k G=1.25[kmol/(m2·h·atm)]，液膜吸收分

系数k L＝0.85[m/h]，试分析该气体被水

吸收时，是属于气膜控制过程还是液膜

控制过程？

j06b10037

组分A通过厚度为δ的气膜扩散到催化剂表面时，立即发生化学反应A→2B，生成物B离开表面向气相扩散（如图所示），设A在膜厚δ处的摩尔分率为y Aδ，试导出稳态扩散条件下，组分A的传质通量N A的计算式。

参见附图：j06b037.t

j06b10038

在总压p＝500 kN/m2、温度t＝27℃下使含CO2 3.0%（体积%）的气体与含CO2 370g/m3的水相接触，试判断是发生吸收还是解吸？并计算以CO2的分压差表示的传质总推动力。

已知：在操作条件下，亨利系数E=1.73⨯105 kN/m2。水溶液的密度可取1000kg/m3，CO2的分子量44。j06b15004

含甲醇15%（质量）的水溶液，其密度为970kg/m3，试计算该溶液中甲醇的：⑴摩尔分率；⑵摩尔比；⑶质量比；⑷质量浓度；⑸摩尔浓度。

j06b15006

在直径为0.8m的填料塔中，用1200kg/h的清水吸收空气和SO2混合气中的SO2，混合气量为1000m3/h（标

准状态），混合气含SO21.3%（体积），要求回收率99.5%，操作条件为20℃、1atm，平衡关系为y e=0.75x，总体积传质系数K G a＝0.055kmol/[m3·s·⋅atm]，求液体出口浓度和填料高度。

j06b15007

常压25℃下，气相溶质A的分压为0.054atm的混合气体分别与

⑴溶质A浓度为0.002mol/l的水溶液；

⑵溶质A浓度为0.001mol/l的水溶液；

⑶溶质A浓度为0.003mol/l的水溶液；

接触，求以上三种情况下，溶质A在二相间的转移方向。

⑷若将总压增至5atm，气相溶质的分压仍保持原来数值。与溶质A的浓度为0.003mol/l的水溶液接触，A 的传质方向又如何？

注：工作条件下，体系符合亨利定律。亨利常数E＝0.15⨯104 atm。

j06b15010

在塔径为1.33m的逆流操作的填料吸收塔中，用清水吸收某混合气体中的CO2，温度为20℃，压力为1atm。混合气体处理量为1000m3/h，CO2含量为13%（体积），其余为惰性气体，要求CO2的吸收率为90%，塔底的出口溶液浓度为0.2gCO2/1000gH2O，操作条件下的气液平衡关系为Y=1420X（式中Y、X均为摩尔比），液相体积吸收总系数K x a＝10695kmol/[m3·h]。试求：

⑴吸收剂用量（kg/h）；

⑵所需填料层高度（m）。

j06b15020

在常压填料吸收塔中，用清水吸收废气中的氨气。废气流量为2500m3/h（标准状态），废气中氨的浓度为15g/m3，要求回收率不低于98%。若吸收剂用量为3.6m3/h，操作条件下的平衡关系为Y=1.2X，气相总传质单元高度为0.7m。试求：

A：塔底、塔顶及全塔的吸收推动力（气相）；