化工原理(下册)第六章吸收习题答案解析
化工原理吸收课后习题及答案
化工原理吸收课后习题及答案The latest revision on November 22, 2020第五章 吸收相组成的换算【5-1】 空气和CO 2的混合气体中,CO 2的体积分数为20%,求其摩尔分数y 和摩尔比Y 各为多少解 因摩尔分数=体积分数,.02y =摩尔分数摩尔比 ..020251102y Y y ===--. 【5-2】 20℃的l00g 水中溶解lgNH 3, NH 3在溶液中的组成用摩尔分数x 、浓度c 及摩尔比X 表示时,各为多少解 摩尔分数//117=0.010*******/18x =+浓度c 的计算20℃,溶液的密度用水的密度./39982s kg m ρ=代替。
溶液中NH 3的量为 /311017n kmol -=⨯ 溶液的体积 /.33101109982 V m -=⨯溶液中NH 3的浓度//.33311017==0.581/101109982n c kmol m V --⨯=⨯ 或 . 3998200105058218s sc x kmol m M ρ==⨯=../ NH 3与水的摩尔比的计算或 ..00105001061100105x X x ===--.【5-3】进入吸收器的混合气体中,NH 3的体积分数为10%,吸收率为90%,求离开吸收器时NH 3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 3的摩尔分数0.1y =摩尔比 (11101)01111101y Y y ===-- 吸收器出口混合气中NH 3的摩尔比为 摩尔分数 (22200111)=0010981100111Y y Y ==++ 气液相平衡【5-4】 l00g 水中溶解lg 3 NH ,查得20℃时溶液上方3NH 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/()3kmol m kPa ⋅]和相平衡常数m 。
化工原理课后习题答案6气体吸收
第6章气体吸收1)总压100 ,温度25C 的空气与水长时间接触,水中的’的浓度为多少?分别用摩尔浓度和摩尔分率表示。
空气中的体积百分率为0.79。
解:将空气看作理想气体:y=0.79 p*=yp=79kPa 查表得 E=8.76X i05kPa6x p*/E 10H= /(EMS) 1000/(8.76 105 18)6.342 10 6kmoL/(kN.m)C=p*H=79 0.342 X0-5=5.01 X0-4kmol/m 32)已知常压、25T 下某体系的平衡关系符合亨利定律, 亨利系数E 为」… 大气压,溶质A 的分压为0.54大气压的混合气体分别与三种溶液接触: ①溶 质A 浓度为':,f的水溶液;②溶质A 浓度为门八的水溶液; ③溶质A 浓度为的水溶液。
试求上述三种情况下溶质 A 在二相 间的转移方向。
0.001 x2 ------------ 31 10180.003x 3---- 31 10 "8解: E=0.15X 104atm ,p=0.054atm , E015 P0.021 103/18X 1 104 3.6 10 • y 1 mx 1 0.054 P=1atm, y=p/P=0.054y 1 •••平衡 18 10 0.027y 2•••气相转移至液相54 10• y 3 mx30.08 1 y3P=3atm y=0.054 … yE=0.15X 104atm•••液相转移至气相4m=E/P=0.05X 10X4=X3=5.4X 10-5• y 4 mx4 0.027 • y y y4 0 •••气相转移至液相3)某气、液逆流的吸收塔,以清水吸收空气〜硫化氢混合气中的硫化氢。
总压为1大气压。
已知塔底气相中含 "一「- 1.5% (摩尔分率),水中含 "八的浓度为-- !.■(摩尔分率)。
试求塔底温度分别为5C及30E时的吸收过程推动力。
化工原理第六章吸收习题答案解析
等于水扩散出管口的量,即
N A Ad
M
AdZ
则 dZ N AM 5.03 10 6 18 9.054 10 8 m / s
d
1000
在 0, Z 0 到 0, Z 2103m 之间积分,得
2 10-3 9.054 10-8
2.21104 s
6-6 含组分 A 为的混合气,用含 A 为(均为摩尔分数)的液体吸收其中的 A。
解
根据定义式 N A KG
pA p*A
K L c*A cA
和
p
* A
c*A H
,可知
KL
1 H
KG
所以只要求出 KG 即可。又
1 KG
1 kG
1 Hk L
1 5.67 10-5
1
1.98 10-3 0.075
17637
6734
24371
所以
KG 4.110-5 kmol / m2 • h • Pa
3.347104 kmol/
kPa• m3
所以得
c* CO2
HCO2
pCO2
3.347104 50 0.0167kmol/ m3
于是:(1)为吸收过程, c 0.0067kmol/ m3 。
(2)为解吸过程, c 0.0333kmol/ m3 。
分析 (1)推动力的表示方法可以有很多种,比如,用压力差表示时:
1000 kg / m3 )
解:(1)根据已知条件
定义
p* NH3
987Pa
cNH 3
1/17 101/1000
0.5824kmol/ m3
p* NH 3
cNH3
H NH3
HNH3 cNH3 pNH3 5.9104 kmol/ m3 • Pa
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。
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。
化工原理(下册)_第六章吸收习题问题详解
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:在上述围气液平衡关系服从亨利定律,氨水密度均为10003/m kg )解:(1)根据已知条件Pa p NH 987*3=3/5824.01000/10117/13m kmol c NH ==定义333*NH NH NH H c p =()Pa m kmol p c H NH NH NH •⨯==-34/109.5333(2)根据已知条件可知0105.018/10017/117/13=+=NH x根据定义式333*NH NH NH x E p =可得Pa E NH 41042.93⨯=(3)根据已知条件可知00974.0101325/987/**33===p p y NH NH于是得到928.0333*==NH NH NH x y m(4)由于H 和E 仅是温度的函数,故3NH H 和3NH E 不变;而p E px Ex px p x y m ====**,与T 和p 相关,故309.0928.031'3=⨯=NH m 。
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容之一。
6-2 在25℃下,CO 2分压为50 kPa 的混合气分别与下述溶液接触:(1) 含CO 2为0.01 mol/L 的水溶液; (2) 含CO 2为0.05 mol/L 的水溶液。
试求这两种情况下CO 2的传质方向与推动力。
解: 由亨利定律得到*2250CO CO Ex kPa p == 根据《 化工原理》 教材中表 8-1 查出()kPa E CO 51066.1252⨯=℃ 所以可以得到4*1001.32-⨯=CO x 又因为()()34525/10347.3181066.11000222m kPa kmol EM H OH OH CO •⨯=⨯⨯=≈-ρ℃ 所以得34*/0167.05010347.3222m kmol p H c CO CO CO =⨯⨯==- 于是:(1)为吸收过程,3/0067.0m kmol c =∆。
南工大化工原理第六章 习题解答
第六章习题1)苯酚(C6H5OH)(A)和对甲酚(C6H4(CH3)OH)(B)的饱和蒸汽压数据为:温度℃苯酚蒸汽压kPa对甲酚蒸汽压kPa温度℃苯酚蒸汽压kPa对甲酚蒸汽压 kPa113.710.07.70117.811.999.06 114.610.47.94118.612.439.39 115.410.88.2119.412.859.70 116.311.198.5120.013.2610.0 117.011.588.76试按总压P=75mmHg(绝压)计算该物系的“t—x—y”数据。
此物系为理想物系。
t0C pA 0kPa pB0kPa xAxB113.7 10.0 7.70 1.0 1.0 114.6 10.4 7.94 0.837 0.871 115.4 10.8 8.2 0.692 0.748 116.3 11.19 8.5 0.558 0.624 117.0 11.58 8.76 0.440 0.509 117.8 11.99 9.06 0.321 0.385 118.6 12.43 9.39 0.201 0.249 119.4 12.85 9.70 0.0952 0.122 120.0 13.26 10.0 0.000 0.0002)承第1题,利用各组数据,计算①在x=0至x=1范围内各点的相对挥发度αi ,取各αi的算术平均值α,算出α对αi的最大相对误差。
②以平均α作为常数代入平衡方程式算出各点的“y—xi”关系,算出由此法得出各组yi值的最大相对误差。
t0C 113.7 114.6 115.4 116.3 117.0 117.8 118.6 119.4 120.01.299 1.310 1.317 1.316 1.322 1.323 1.324 1.325 1.326t0C 113.7 114.6 115.4 116.3 117.0 117.8 118.6 119.4 120.0 x1.0 0.837 0.692 0.558 0.440 0.321 0.201 0.0952 0i1.0 0.871 0.748 0.625 0.509 0.384 0.249 0.122 0yi最大误差=3)已知乙苯(A)与苯乙烯(B)的饱和蒸汽压与温度的关系可按下式算得:式中p0的单位是mmHg,T的单位是K。
化工原理吸收课后习题及答案
化工原理吸收课后习题及答案The latest revision on November 22, 2020第五章 吸收相组成的换算【5-1】 空气和CO 2的混合气体中,CO 2的体积分数为20%,求其摩尔分数y 和摩尔比Y 各为多少解 因摩尔分数=体积分数,.02y =摩尔分数摩尔比 ..020251102y Y y ===--. 【5-2】 20℃的l00g 水中溶解lgNH 3, NH 3在溶液中的组成用摩尔分数x 、浓度c 及摩尔比X 表示时,各为多少解 摩尔分数//117=0.010*******/18x =+浓度c 的计算20℃,溶液的密度用水的密度./39982s kg m ρ=代替。
溶液中NH 3的量为 /311017n kmol -=⨯ 溶液的体积 /.33101109982 V m -=⨯溶液中NH 3的浓度//.33311017==0.581/101109982n c kmol m V --⨯=⨯ 或 . 3998200105058218s sc x kmol m M ρ==⨯=../ NH 3与水的摩尔比的计算或 ..00105001061100105x X x ===--.【5-3】进入吸收器的混合气体中,NH 3的体积分数为10%,吸收率为90%,求离开吸收器时NH 3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 3的摩尔分数0.1y =摩尔比 (11101)01111101y Y y ===-- 吸收器出口混合气中NH 3的摩尔比为 摩尔分数 (22200111)=0010981100111Y y Y ==++ 气液相平衡【5-4】 l00g 水中溶解lg 3 NH ,查得20℃时溶液上方3NH 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/()3kmol m kPa ⋅]和相平衡常数m 。
化工原理吸收课后答案
化工原理吸收课后答案化工原理吸收是化学工程中的重要环节,它涉及到物质的传质和反应过程,对于理解和掌握吸收过程的基本原理是非常关键的。
在课后习题中,我们可以通过解答问题来加深对吸收原理的理解。
下面,我们将针对一些典型的吸收问题进行解答。
问题一:什么是吸收过程?吸收的基本原理是什么?吸收是指气体或溶质从气相或液相转移到液相或固相的过程。
吸收的基本原理是质量传递过程,即气体或溶质在液相中的传质过程。
在吸收过程中,质量传递是通过物质的扩散和对流来实现的。
扩散是指溶质分子由高浓度区域向低浓度区域的自发移动,而对流是指由于液相的流动而导致溶质分子的传输。
问题二:什么是传质系数?传质系数的大小受哪些因素影响?传质系数是描述溶质在液相中传质速率的参数,通常用D表示。
传质系数的大小受多种因素影响,包括物质的性质、液相的性质、温度、压力等。
物质的性质主要包括溶质的分子大小、溶质与溶剂之间的相互作用力等。
液相的性质主要包括溶剂的粘度、密度等。
温度的升高通常会增大传质系数,而压力的增加对传质系数的影响较小。
问题三:什么是气液平衡?气液平衡的条件是什么?气液平衡是指在吸收过程中,气相和液相之间达到稳定状态的状态。
在气液平衡状态下,气相和液相中溶质的浓度保持恒定,不再发生净传质。
气液平衡的条件是气相和液相之间的化学势相等。
化学势是描述物质自由能变化的物理量,当气相和液相中溶质的化学势相等时,达到气液平衡。
问题四:什么是塔板效应?塔板效应对吸收过程有何影响?塔板效应是指在吸收塔中,气相和液相在不同塔板之间的传质过程。
在吸收塔中,气相和液相通过塔板之间的接触来进行传质,而塔板效应会影响传质的效率。
塔板效应的主要影响因素包括塔板的布置形式、气液流动方式等。
合理设计和选择塔板的布置形式可以提高吸收过程的传质效率。
问题五:什么是溶液的浓度?如何计算溶液的浓度?溶液的浓度是指溶质在溶剂中的含量或浓度的度量。
常用的浓度单位有质量分数、摩尔分数、体积分数等。
化工原理吸收习题答案
第六章作业题1.在常压连续精馏塔中分离苯-甲苯混合液,原料液流量为1000kmol/h ,组成为含苯0.4(摩尔分率,下同)馏出液组成为含苯0.9,苯在塔顶的回收率为90%,泡点进料(q=1),回流比为最小回流比的1.5倍,物系的平均相对挥发度为2.5。
试求:(1)精馏段操作线方程;(2)提馏段操作线方程。
(12分)2.、(15分)含甲醇0.4(摩尔分率,以下同)的甲醇水溶液,在常压连续精馏塔中分离,进料速率为500kmol/h ,饱和液体进料,操作回流比为1.2,进料中甲醇的93%进入塔顶馏出液中,要求馏出液中甲醇摩尔分率为0.93,全塔平均相对挥发度为4.0。
试求:(1)塔顶、塔底的产品量及塔釜残液中甲醇含量;(4分)(2)操作回流比是最小回流比的几倍?(6分)(3)由第二块塔板(从塔顶向下数)上升的汽相组成y 2。
(5分)。
3. 一常压操作的精馏塔用来分离苯和甲苯的混合物。
已知进料中含苯和甲苯各0.5(摩尔分率,下同)。
且为饱和蒸汽状态进料。
塔顶产品9.0=D x ,塔底残液含苯不超过0.03,塔顶装有全凝器,泡点回流。
原料处理量10 kmol/h ,塔釜的气化量为最小塔釜气化量的1.3倍。
系统的相对挥发度为2.5。
试求:(1) 塔顶、底的产品量;(2) 塔釜中的气化量;(3) 塔顶第二块理论板上升的蒸汽组成。
4. 如图2所示的精馏塔具有一块实际板,原料预热至泡点,由塔顶连续加入,原料组成0.2F x =(摩尔分率,下同),塔顶易挥发组成回收率为80%,且0.28D x =,系统的平均相对挥发度2.5α=。
求该块板的气相板效率。
塔釜可视为一块理论板。
5.用一连续精馏塔分离苯-甲苯物系,已知进料组成x F =0.44,要求塔顶组成达x D =0.9(摩尔分率,上同)。
已知物系的平均相对挥发度α=2.47,最小回流比R m =3,试求此时的进料状况参数q 值。
F x。
化工原理吸收课后答案
化工原理吸收课后答案一、选择题1. 在化工原理中,吸收是指将气体或溶质从气体或液体中分离出来的过程。
以下哪个选项是吸收的基本原理?A. 溶解B. 沉淀C. 蒸馏D. 转化答案:A. 溶解2. 吸收塔是吸收操作的主要设备,以下哪个选项不是吸收塔的主要结构?A. 塔体B. 进口管道C. 出口管道D. 冷却器答案:D. 冷却器3. 吸收剂是吸收操作中用于吸收溶质的物质。
以下哪个选项不是常用的吸收剂?A. 水B. 酒精C. 硫酸答案:C. 硫酸4. 在吸收操作中,溶质的传质速率是影响吸收效果的重要因素。
以下哪个选项不是影响溶质传质速率的因素?A. 温度B. 压力C. 浓度差D. 塔体高度答案:D. 塔体高度5. 吸收操作中,溶质的平均传质系数是描述溶质传质速率的重要参数。
以下哪个选项不是影响平均传质系数的因素?A. 溶质的性质B. 吸收剂的性质C. 温度D. 塔体直径答案:D. 塔体直径二、填空题1. 吸收操作中,溶质的传质速率可以通过__________来表征。
答案:传质通量2. 吸收塔的进口管道通常设置在塔的__________。
3. 吸收操作中,溶质的平均传质系数通常用单位时间内溶质传递的__________来表示。
答案:摩尔数4. 吸收操作中,溶质的传质速率与溶质的浓度差呈__________关系。
答案:正比5. 吸收操作中,增加塔体的高度可以__________溶质的传质速率。
答案:提高三、简答题1. 请简要描述吸收操作的基本原理。
答案:吸收是指将气体或溶质从气体或液体中分离出来的过程。
在吸收操作中,通过将气体或溶质与吸收剂接触,使其发生溶解,从而实现分离的目的。
吸收的基本原理是溶解,即气体或溶质在吸收剂中发生溶解,形成溶液。
溶解的过程是一个物质从一种相转移到另一种相的过程,通过溶解,气体或溶质的分子与吸收剂的分子发生相互作用,从而实现吸收分离。
2. 请简要介绍吸收塔的主要结构。
答案:吸收塔是吸收操作的主要设备,其主要结构包括塔体、进口管道和出口管道。
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。
南工大化工原理第六章习题解答
第六章习题1)苯酚(C6H5OH)(A)和对甲酚(C6H4(CH3)OH)(B)的饱和蒸汽压数据为:温度℃苯酚蒸汽压 kPa对甲酚蒸汽压 kPa温度℃苯酚蒸汽压 kPa对甲酚蒸汽压 kPa113.710.07.70117.811.999.06 114.610.47.94118.612.439.39 115.410.88.2119.412.859.70 116.311.198.5120.013.2610.0 117.011.588.76试按总压P=75mmHg(绝压)计算该物系的“t—x—y”数据。
此物系为理想物系。
t0C pA 0kPa pB0kPa xAxB113.7 10.0 7.70 1.0 1.0 114.6 10.4 7.94 0.837 0.871 115.4 10.8 8.2 0.692 0.748 116.3 11.19 8.5 0.558 0.624 117.0 11.58 8.76 0.440 0.509 117.8 11.99 9.06 0.321 0.385 118.6 12.43 9.39 0.201 0.249 119.4 12.85 9.70 0.0952 0.122 120.0 13.26 10.0 0.000 0.0002)承第1题,利用各组数据,计算①在x=0至x=1围各点的相对挥发度αi ,取各αi的算术平均值α,算出α对αi的最大相对误差。
②以平均α作为常数代入平衡方程式算出各点的“y—xi”关系,算出由此法得出各组yi值的最大相对误差。
t0C 113.7 114.6 115.4 116.3 117.0 117.8 118.6 119.4 120.01.299 1.310 1.317 1.316 1.322 1.323 1.324 1.325 1.326t0C 113.7 114.6 115.4 116.3 117.0 117.8 118.6 119.4 120.01.0 0.837 0.692 0.558 0.440 0.321 0.201 0.0952 0xi1.0 0.871 0.748 0.625 0.509 0.384 0.249 0.122 0yi最大误差=3)已知乙苯(A)与苯乙烯(B)的饱和蒸汽压与温度的关系可按下式算得:式中p0的单位是mmHg,T的单位是K。
化工原理下册课后思考题答案
化工原理下册课后思考题答案第六章传热问题1.传热过程有哪三种基本方式? 答1.直接接触式、间壁式、蓄热式。
问题2.传热按机理分为哪几种? 答2.传导、对流、热辐射。
问题3.物体的导热系数与哪些主要因素有关? 答3.与物态、温度有关。
问题4.流动对传热的贡献主要表现在哪儿? 答4.流动流体的载热。
问题5.自然对流中的加热面与冷却面的位置应如何放才有利于充分传热? 答5.加热面在下,制冷面在上。
问题6.液体沸腾的必要条件有哪两个? 答6.过热度、汽化核心。
问题7.工业沸腾装置应在什么沸腾状态下操作?为什么? 答7.核状沸腾状态。
以免设备烧毁。
问题8.沸腾给热的强化可以从哪两个方面着手? 答8.改善加热表面,提供更多的汽化核心;沸腾液体加添加剂,降低表面张力。
问题9.蒸汽冷凝时为什么要定期排放不凝性气体? 答9.避免其积累,提高α。
问题10.为什么低温时热辐射往往可以忽略,而高温时热辐射则往往成为主要的传热方式?答10.因Q与温度四次方成正比,它对温度很敏感。
问题11.影响辐射传热的主要因素有哪些? 答11.温度、黑度、角系数(几何位置)、面积大小、中间介质。
问题12.为什么有相变时的对流给热系数大于无相变时的对流给热系数?答12.①相变热远大于显热;②沸腾时汽泡搅动;蒸汽冷凝时液膜很薄。
问题13.有两把外形相同的茶壶,一把为陶瓷的,一把为银制的。
将刚烧开的水同时充满两壶。
实测发现,陶壶内的水温下降比银壶中的快,这是为什么?答13.陶瓷壶的黑度大,辐射散热快;银壶的黑度小,辐射散热慢。
问题14.若串联传热过程中存在某个控制步骤,其含义是什么?答14.该步骤阻力远大于其他各步骤的阻力之和,传热速率由该步骤所决定。
问题15.传热基本方程中,推导得出对数平均推动力的前提条件有哪些?答15.K、qm1Cp1、qm2Cp2沿程不变;管、壳程均为单程。
问题16.一列管换热器,油走管程并达到充分湍流。
用133℃的饱和蒸汽可将油从40℃加热至80℃。
化工原理吸收课后答案
化工原理吸收课后答案一、简答题1. 请简要说明吸收的定义和作用。
吸收是指气体或液体通过接触物质表面,被物质吸附或溶解的过程。
在化工领域中,吸收主要用于分离和回收有害气体、液体或固体颗粒,以及用于提纯和浓缩溶液。
2. 请列举吸收的主要应用领域。
吸收在化工工艺中具有广泛的应用,主要包括以下领域:- 烟气脱硫:用于去除燃煤电厂和工业炉窑排放的二氧化硫;- 气体分离:用于分离和回收石油、天然气中的有害气体,如二氧化碳和硫化氢;- 溶剂回收:用于回收有机溶剂,减少废物产生和环境污染;- 污水处理:用于去除废水中的有害物质,如重金属离子和有机污染物;- 酸碱中和:用于调节溶液的酸碱性质,实现中和反应。
3. 请简述吸收过程的基本原理。
吸收过程的基本原理可以归纳为质量传递和相互作用两个方面:- 质量传递:指气体或液体在吸收剂中的传质过程。
质量传递可以通过对流、扩散和反应等方式进行,其中扩散是主要的传质机制。
- 相互作用:指吸收剂与被吸收物质之间的相互作用。
这些相互作用包括物理吸附、化学吸附、化学反应等,根据吸附剂和被吸附物质的性质不同,相互作用方式也有所不同。
4. 请简述吸收塔的基本构造和工作原理。
吸收塔是用于进行气体吸收的设备,其基本构造包括塔壳、填料层和进出口管道等部分。
工作原理如下:- 气体从塔底进入吸收塔,并通过填料层。
填料层的作用是增加气液接触面积,促进质量传递和相互作用。
- 吸收剂从塔顶部分布到填料层上,并与气体接触。
在接触过程中,气体中的有害成分被吸收剂吸附或溶解。
- 吸收后的气体从塔顶部排出,经过处理后得到净化的气体。
- 吸收剂从塔底部收集,经过再生处理后重新循环使用。
5. 请简述吸收过程中的影响因素。
吸收过程中的影响因素主要包括以下几个方面:- 温度:温度的升高可以增加吸收速率,但也可能导致吸收剂的挥发和降低吸附效果。
- 压力:压力的升高可以提高吸收速率,但过高的压力可能导致设备成本增加和操作困难。
化工原理吸收习题
一、分析与判断第六章吸收1.在密闭容器内存在某种低浓度水溶液,容器内压强为p0 ,溶液温度为t,溶质含量为c(x) ,试问:1)若将N2压入容器,则E H m p * ;2)若溶液温度t 下降,则E H m p * ;3)注入溶质A,则E H m p * ;2、某吸收过程,已知气相传质系数与液相传质系数的关系是k y = 3k x ,则此时气相传质推动力( y -y i ) ,液相传质推动力(x i -x) 。
(大于、等于,小于,不确定)3、低浓度逆流吸收塔设计中,若气体流量、进出口组成及液体进口组成一定,减小吸收剂用量,传质推动力将,设备费用将(增大、减小,不变)4、某逆流吸收塔操作时,因某种原因致使吸收剂入塔量减少,以至操作时液气比小于原定的最小液气比,则将发生什么情况:。
5、低浓度逆流吸收操作中,原工况操作线如附图所示,现其他条件不变而吸收剂用量L 增加,试判断下列参数变化情况并绘出新工况的操作线:HOG ,∆ym ,出塔液体x1,出塔气体y2 ,回收率φ(增大、减小,不变,不确定)题5 附图题6 附图6、低浓度逆流吸收操作中,原工况操作线如附图所示,现其他条件不变而吸收剂入塔含量升高,试绘出新工况的操作线。
7、吸收操作中,原工况下气体进塔量为V,进出塔的含量分别为y1 、y2 。
由于某种原因,吸收剂入塔浓度升高,采用增加吸收剂用量L 的方法后,使y1 、y2 保持不变。
则与原工况相比,被吸收溶质总量,平均推动力∆y m(增大,减小,不变,不确定)。
8、低浓度逆流吸收操作中,当吸收剂温度降低其他条件不变时,试判断下列参数变化情况并绘出操作线:相平衡常数,K ya,推动力∆y m,回收率φ ,出塔y2 ,出塔x1 (增大,减小,不变,不确定)。
第8 题图第10 题图9、低浓度逆流吸收操作中,当气体进口含量y1 下降,其他条件不变时,则气体出口含量y2 ,液体出口含量x1,被吸收溶质总量,回收率φ,推动力 y m,N OL (增大,减小,不变,不确定)10、已知某吸收过程操作线如图所示,试分别定性绘出以下几种情况下的操作线,并讨论对吸收操作的影响:1)吸收操作为气膜控制,气体流量V增至V’,其他条件不变;2)吸收过程为液膜控制,气体流量V增至V’,其他条件不变;11、某吸收塔原工况的操作线如图所示,现将吸收剂L 的温度降低,其他条件不变,试定性绘出以下两种情况的操作线:(忽略温度变化对传质分系数的影响)1)吸收过程为气膜控制2)吸收过程为液膜控制。
化工原理课后思考题下册(管国锋)
27)某逆流填料吸收塔,气相控制,若G增大,其它操作条件不变,则y2_______,x1_______。(答:升高,升高)
28)逆流吸收,A=0.5,若填料层无限高,则必会在塔______平衡。(答:底)
[分析]原塔,L/G=(0.060-0.0080)/0.020=2.60,mG/L=0.9615, =0.8667,由吸收因数法算得NOG=5.80.两塔串联后的操作从效果上看相当于在原塔基础上增加填料层高度。因前、后情况的HOG相等,故H’/H=NOG’/NOG。在后来情况mG/L=0.9615, ’=0.9617,由吸收因数法算得,NOG’=9.175,则H’=H·(NOG’/NOG)=8.0×9.175/5.80=12.66m,新增塔的填料层需4.66m
13)在对流扩散的吸收过程,在气相侧,A的扩散通量NA=ky(y-yi),在液相侧,NA=kx(xi-x)。式中下标i表示气液界面。已知相平衡常数为m,则以△y为推动力的相际总传热系数Ky的计算式为:1/Ky=_______,以△x为推动力的相际总传热系数Kx的计算式为1/Kx=_______。(答:1/ky+m/kx,1/kx+1/(mky))
[分析]依题意,最大循环液量时相当于塔顶平衡,即混合后进塔液体浓度x0与y2平衡,故x0=y2/m=0.0050/0.20=0.025
混合: x1+x2=(1+ )x0,即0.20 +0=(1+ )×0.025所以最大 =0.143
30)以洗油吸收苯的吸收与解吸联合流程如附图所示。已知吸收塔内y*=0.125x,L/G=0.18,气相控制,解吸塔内,G / L =0.40,y*=3.16x,液相控制,则x1=_____,吸收塔NOG=_______,解吸塔NOL=_______。(答:0.106,5.519,7.180)
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50 1
1 64 64 1000
18
2.8110 4 ,
因此要先根据下式求出 KG 才能求出 KY :
1 1 1 KG kG Hk L
AHA12GAGGAGAGGAFFFFAFAF
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因此还要求出 H :
H
cA p*A
xAc pmx A
1000 18 111 .4 50
0.01kmol /
2.21104 s
6-6 含组分 A 为 0.1 的混合气,用含 A 为 0.01(均为摩尔
分数)的液体吸收其中的 A。已知 A 在气、液两相中的平衡
关系为 y x ,液气比为 0.8,求:
(1) 逆流操作时,吸收液出口最高组成是多少?此时的吸收
率是多少?若
L G
1.5
,各量又是多少?分别在
y-x
=889m3 ,被吸收的 NH
AHA12GAGGAGAGGAFFFFAFAF
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3 量为 0.121000101325 - 0.01 889101325 4544mol ,为 77.3kg。
8.314 298
8.314 298
分析 (1) 进行物料衡算时应以摩尔数或者质量为基准,一
般不以体积为基准。此处由于温度和压力均不变,故摩尔数
AHA12GAGGAGAGGAFFFFAFAF
精品文档 被吸收的氨量(kg)和出口气体的体积(m3) 。 解 惰性气体量 V 10000.88 880m3 ,进口中 NH3 之量为120m3 , 出口中 NH3 之量为120 0.01 0.99 9m3 ,于是总出气量= 880 + 9
0.12 0.88
内汽化的水量应等于水扩散出管口的量,即
AHA12GAGGAGAGGAFFFFAFAF
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N A Ad
M
AdZ
则 dZ N AM 5.03 10 6 18 9.054 10 8 m / s
d
1000
在 0, Z 0 到 0, Z 2103m 之间积分,得
2 10-3 9.054 10-8
5mm 的静止空气膜层,此空气膜层以外的水蒸气分压为零。
扩散系数为 2.6×10-5m2/s,大气压强为 1.013×105Pa。求蒸
干水层所需时间。
解:本题中水层 Z 的变化是时间 的函数,且与扩散速率有
关。
NA
DP RTZ
pA1 pA2 ln pB2 pB1 pB2 pB1
查 教 材 附 录 水 的 物 理 性 质 得 , 20 ℃ 时 水 的 蒸 汽 压 为
AHA12GAGGAGAGGAFFFFAFAF
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2.3346kPa。已知条件为:
pA1 101.3kPa, pA2 0kPa, pB2 101.3kPa, pB1 101.3 2.3346 98.97kPa, P pATZ
图上表示;
(2) 若改为并流操作,液体出口最高组成是多少?此时的吸
收率又是多少?
解 (1) 逆流操作(题 6-6 图(a))时,已知
题 6-6 图
X2
0.01 1 0.01
0.01, Y1
0.1 1 0.1
0.11
AHA12GAGGAGAGGAFFFFAFAF
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① 当 L V 0.8 m 1,以及塔高无穷高时,在塔底达到两相平衡
于是得到
AHA12GAGGAGAGGAFFFFAFAF
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mNH3
y* NH3
xNH3 0.928
(4)由于 H 和 E 仅是温度的函数,故 H NH3 和 ENH3 不
变;而 m y*
x
p* px
Ex px
E p
,与 T
和
p
相关,故 mN' H3
1 0.928 3
0.309 。
分析(1)注意一些近似处理并分析其误差。
NA KY Y Y*
KY
y 1
y
y* 1 y*
KY
y y*
1 y1
y*
KY p
p y y*
1 y1 y*
KY p
pA p*A
1 y1 y*
和
N A KG pA p*A
得
KY pKG 1 y1 y*
现已知
p 111.4kPa,
y
0.02,
y*
mx A
(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 1000 kg / m3 )
解:(1)根据已知条件
定义
p* NH3
987Pa
cNH 3
1/17 101/1000
0.5824kmol/ m3
p* NH 3
cNH3
H NH3
HNH3 cNH3 pNH3 5.9104 kmol/ m3 • Pa
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6-7 用水吸收气体中的 SO2 ,气体中 SO2 的平均组成为 0.02(摩尔分数),水中 SO2 的平均浓度为 1g/1000g。塔中操 作 压 力 为 10.13kPa( 表 压 ) , 现 已 知 气 相 传 质 分 系 数 kG =0.3×10-2kmol/(m2·h·kPa),液相传质分系数 kL = 0.4 m/h。操作条件下平衡关系 y 50x 。求总传质系数 KY(kmol/ (m2·h))。 解 根据
pA1 pB1
pA2 pB2
ln
pB2 pB1
2.6010-5 101.3 101.3 0 ln 8.314 293 0.005 101.3 98.97
101.3 98.97
5.0310-6 kmol/ m2 • s
水的摩尔质量 M 18kg / kmol,设垂直管截面积为 A,在 d 时间
(2)根据已知条件可知
根据定义式
1/17
xNH 3
1/17 100/18
0.0105
可得
p* NH3
ENH3 xNH3
AHA12GAGGAGAGGAFFFFAFAF
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ENH3 9.42104 Pa
(3)根据已知条件可知
y* NH 3
p* NH 3
/
p
987/101325 0.00974
0.11
AHA12GAGGAGAGGAFFFFAFAF
精品文档 分析 逆流吸收操作中,操作线斜率比平衡线斜率大时,气 液可能在塔顶呈平衡;此时吸收率最大,但吸收液浓度不是 最高。
操作线斜率小于平衡线斜率时,气液在塔底呈平衡;吸 收液浓度是最高的,但吸收率不是最高。
AHA12GAGGAGAGGAFFFFAFAF
(1) 含 SO2 为 0.001(摩尔分数)的水溶液与含 SO2 为 0.03(摩尔分数)的混合气接触,总压为 101.3 kPa,t=35℃;
AHA12GAGGAGAGGAFFFFAFAF
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(2) 气液组成及总压同(1) ,t=15℃;
(3) 气液组成及温度同(1) ,总压为 300 kPa(绝对压力)。
(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 25℃下,CO2 分压为 50 kPa 的混合气分别与下述溶 液接触:
(1) 含 CO2 为 0.01 mol/L 的水溶液; (2) 含 CO2 为 0.05 mol/L 的水溶液。
试求这两种情况下 CO2 的传质方向与推动力。 解: 由亨利定律得到
kPa• m3
所以得
AHA12GAGGAGAGGAFFFFAFAF
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c* CO2
HCO2
pCO2
3.347104 50 0.0167kmol/ m3
于是:(1)为吸收过程, c 0.0067kmol/ m3 。
(2)为解吸过程, c 0.0333kmol/ m3 。
分析 (1)推动力的表示方法可以有很多种,比如,用 压力差表示时:
的变化正比于体积的变化,所以以体积作为衡算的基准。
(2) 本题是并流还是逆流? 有区别吗 ?
(3) 如何才能不断移走热量? 该用填料塔还是板式塔 ?
(4) 不移走热量对吸收有什么影响 ?
6-5 一浅盘内存有 2mm 厚的水层,在 20℃的恒定温度下靠分
子扩散逐渐蒸发到大气中。假定扩散始终是通过一层厚度为
① 推动力
p* CO2
cCO2 H CO2
0.01 3.347 104
29.9kPa
p 20.1kPa(吸收)
② 推动力
p* CO2
cCO2 H CO2
0.05 3.347 104
149.4kPa
p 99.4kPa(解吸)
或者 , 用摩尔分数差表示时
①
由
xCO2
0.01 1000
1.8104
y 0.03 0.0189 0.0111
示意图见题 6-3 图。
题 6-3 图
分析 体会通过改变温度和总压来实现气液之间传质方向的 改变 ,即吸收和解吸。
6-4 氨-空气混合气中含氨 0.12(摩尔分数),在常压和 25℃ 下用水吸收,过程中不断移走热量以使吸收在等温下进行。 进气量为 1000 m3 ,出口气体中含氨 0.01(摩尔分数)。试求
解 (1) 根据《化工原理》教材中表 8-1 知 T = 35℃时,SO2
的 E 0.567104 kPa, 故
E 0.567 104
m
56
P 101 .3
根据相平衡关系 , 得
y
* A
mx A
56
0.001
0.056
由于
y
* A
y
A
,所以将发生解吸过程。传质推动力为
y 0.056 0.03 0.026