(完整版)天津大學版,化工原理-吸收復習題

化工原理復習題 天大版化工原理復習題 天大版化工原理復習題 天大版化工原理復習題 天大版i9i9塔頂氣相推動力為丫2 丫2 丫2 丫2mX2塔頂氣相推動力為丫2 丫2 丫2 丫2mX20.004700.0047塔底氣相推動力為Yi Yi YiYimXi0.00471.50.02040.0164全塔氣相平均推動力為YmYi Y20.01640.00470.0i64In0.00470.00948、在逆流操作的填料吸收塔中， 用清水吸收混合氣中溶質(zhì)組分 A。進塔氣體組成為0.03(摩爾比)，吸收率為99%,出塔液相組成為0.0i3(摩爾比)。操作壓強為i0i.33kPa/(m\h),氣相體積吸收總系數(shù)為0.95kmoI/(m3hkPa),試求所需的填料層高度。解：填料層高度用下式計算：ZHogZHogNogY Y2Ym其中丫0.03Y其中丫0.03Y2 Yi(i A)0.03(i0.99)0.0003Xi 0.03X2 0丫 (YmXi)(丫丫 (YmXi)(丫2mX2)m YmXiIn Y2mX2(0.0320.0i3)(0.00030)In0.0320.0i30.00030.00i43KYaKGaP0.95i0i.3396.26kmol/(m3h)V, ,,,2■、一54kmol/(mh)54 (0.030.0003)一ii.7m96.26 0.00i439、填料吸收塔某截面上氣、液相組成分別為 Y=0.05、X=0.0i(皆為摩爾比)，氣液平衡關系為Y=2.0X,若氣膜吸收系數(shù) ky為0.03kmol/(m3s),液膜吸收系數(shù) KX為30.02kmol/(ms)，試求兩相間吸收總推動力、總阻力、吸收速率及各相阻力的分布。解：吸收推動力為以氣相組成表示 YYmX0.2520.0i0.03以液相組成表示 X 丫X0竺0.0i0.0i5

吸收總阻力為KykYkx0.030.02133.3(m2s)/kmol吸收速率為NaKy(yY)~0032.25104kmol/(m2吸收總阻力為KykYkx0.030.02133.3(m2s)/kmol吸收速率為NaKy(yY)~0032.25104kmol/(m2s)133.3氣膜阻力占總阻力的分數(shù)為1/卜丫 1/0.031/KY 133.3計算結(jié)果表明，當相平衡常數(shù)100%25%m為2.0時，氣膜阻力占總阻力的 1/4,即相應的總推動力的1/4用于氣相傳質(zhì)，克服氣膜阻力。10、在逆流操作的填料吸收塔中，用循環(huán)溶劑吸收混合氣中的溶質(zhì)。進塔氣相組成為0.091（摩爾分數(shù)），入塔液相組成為 21.74g溶質(zhì)/kg溶液。操作條件下氣液平衡關系為y0.86x（y、x為摩爾分數(shù)）。若液氣比L/V為0.9,試求最大吸收率和吸收液的組成。已知溶質(zhì)摩爾質(zhì)量為40kg/mol,溶劑摩爾質(zhì)量為18kg/kmol。解：先將已知的氣液相組成換算為摩爾比，即Y1V1 0.091 0.10011y10.09121.74/40

x221.74100021.7440 180.0099X2X21X20.009910.00990.01當逆流操作時，因L/V>m,平衡線和操作線交點的位置在塔頂，即y20.86x20.860.00990.0085140.0085870.0085140.008587y210.008514最大吸收率為Y1Y2maxY1Y1Y2maxY1吸收液組成為V， 、X1[Y1Y0.10010.008587 0.91491.4%0.1001X20.9(0.10010.008587)0.010.11211、在逆流操作的填料塔中， 用清水吸收焦爐氣中氨， 氨的濃度為8g/標準m3,混合氣處理量為4500標準m3/h。氨的回收率為95%,吸收劑用量為最小用量的1.5倍。操作壓強為101.33kPa,溫度為30C,氣液平衡關系可表示為Y*=1.2X(Y、X為摩爾比)。氣相總體積吸收系數(shù)KYa為0.06kmol/(m2h),空塔氣速為1.2m/s,試求：(1)用水量L,kg/h；(2)塔徑和塔高，m解：(1)用水量l先求最小用水量，即LminY1Y2X1X2其中 8/(17LminY1Y2X1X2其中 8/(171000)0005y1 1/22.4Yi1Yi0.0105 0.010610.0105Y2Y1(1 A)0.0106(10.95)0.00053XiYi 0.0106- 0.00883m1.2X204500 1V (10.0105)0.0552kmol/s360022.4故Lmn0.05520.01060.000530.008830.063kmolL1.5Lmin=1.5x0.063=0.0945kmol/s=6120kg/h(2)塔徑和塔高塔徑D可用下式計算:其中D=4500273303600 2731.387m3/s其中D=4500273303600 2731.387m3/sD=41.387D=41.3871.2=1.21m填料層高度Z用下式計算:VY1Y2□Ym其中_2 _2 一2其中-D-1.21 1.149m4 4HOGVKYa0.05520.061.1490.8mYm(丫1 mX1)(丫2HOGVKYa0.05520.061.1490.8mYm(丫1 mX1)(丫2mX2)lnYW

Y2mX2XiVL(YiY2)X00552…J (0.01060.00053)00.0058820.0945Y1mX10.01061.20.005880.00354Y2mX2Y20.00053Ym0.003540.00053,0.00354ln0.000530.00159z0.8(0.01060.00053)5.07m0.00159312、某吸收塔的操作壓強為 110kPa,溫度為25C,處理焦爐氣1800m/h。焦爐氣中含苯156kg/h,其他為惰性組分。試求焦爐氣中苯的摩爾分數(shù)和摩爾比。解：苯的摩爾質(zhì)量為78kg/kmol。處理焦爐氣中苯的物質(zhì)的量為nAmAM156782kmol/h苯的分壓為nA苯的分壓為nART28.314(25273)PA V 1800苯的摩爾分數(shù)為2.75kPaPAPA275P1000.025苯的摩爾比為YayA 0.025- 0.02561yA10.025有計算可知,當混合物中某組分的摩爾分數(shù)很小時，摩爾分數(shù)和摩爾比近似相等。13、在293K和101.3Kpa下，用清水分離氨和空氣的混合物，混合物中氨的分壓為15.2Kpa,處理后分壓降至0.0056Kpa,混合氣處理量為1500Km嗥，已知，Y*=0.5X。試計算：（1）最小吸收劑耗用量；（2）若適宜吸收劑用量為最小用量的 3倍，求實際耗用量;（3）若塔徑為1.2m,吸收總系數(shù)為Kya0.1kmo/m3s，求所需填料層高度?解：YayA 0.025- 0.02561yA10.025有計算可知,當混合物中某組分的摩爾分數(shù)很小時，摩爾分數(shù)和摩爾比近似相等。13、在293K和101.3Kpa下，用清水分離氨和空氣的混合物，混合物中氨的分壓為15.2Kpa,處理后分壓降至0.0056Kpa,混合氣處理量為1500Km嗥，已知，Y*=0.5X。試計算：（1）最小吸收劑耗用量；（2）若適宜吸收劑用量為最小用量的 3倍，求實際耗用量;（3）若塔徑為1.2m,吸收總系數(shù)為Kya0.1kmo/m3s，求所需填料層高度?解：Yi15.2 0.1766101.315.2Y20.0056 0.000056101.30.0056丫2150010.17661235Kmo1hLminX2Y1Y2VY1Y2 12351794丫2YmIn丫1mLmin598X1X112350.1177Y1Y2丫2yY2V丫 丫2KYa YmmX1mX2。.雷蒙.000056 598Km0/0.51794KmolhV丫1 丫2 LX1X20.17660.0000560.17660.50.11770.11770.0000560.500.0000560.11770.000056 ——0.015,0.1177In0.00005612350.17660.0000560.13600 36m。_21.20.015即最小吸收劑用量為598Km%,實際耗用量為1794Km嗥，填料層高度為36m。14、在吸收塔的某處，氣相主體濃度14、在吸收塔的某處，氣相主體濃度y=0.025,液相主體濃度為x=0.01,且,ky2Kmol/2,K 1.5Kmol/2，且y*=0.5x（相平衡關系）求界面處的氣m.hY m.h相濃度y為多少？解:Nk解:Nkyyyi KyYY2.0.025yi,廣2.0.025yi1.5. 10.025 10.01yi0.01 即界面處的氣相濃度為 0.01。15、在常壓逆流吸收操作的填料塔內(nèi)，用純吸收劑塔氣體中A的縻爾分率為Y10.03,15、在常壓逆流吸收操作的填料塔內(nèi)，用純吸收劑塔氣體中A的縻爾分率為Y10.03,要求吸收率S吸收混合氣中的可溶組份0.95,已知，m%0.8,A,入與入塔氣體成平衡的液相濃度 X1 0.03試計算:操作液汽比為最小液汽比的倍數(shù)?解:收液的出口濃度？氣相傳質(zhì)單元數(shù)?解:0.03093,Y2Y2Y1.10.001547LVminY1丫2X20.94998mLvLVminm0.8LVminY1丫2X20.94998mLvLVminm0.80.94998m1.316丫2X21.316.Y1丫2X1X2,X10.0228一1 ， ，N一1 ， ，Ng In11mVLmVLY〔mX2Y2mX2mV1In10.8.11In10.8.10.80.8 7.830.001547即操作液汽比為最小液汽比的 1.316倍，吸收液的出口濃度為0.0228,氣相傳質(zhì)單元數(shù)為7.83。16、某吸收塔用25mm25mm的瓷環(huán)作填料，充填高度為5m,塔徑為1m,用清水逆

流吸收流量為2250m%的混合氣體。混合氣體中含有丙酮體積分數(shù)為 5%,塔頂逸出廢氣含丙酮體積分數(shù)降為0.26%,塔底液體中每千克水帶有 60g丙酮。操作在101.3Kpa、250C下進行，物系的平衡關系為y=2x。求：2)每小時回收的丙酮量。(1)2)每小時回收的丙酮量。解：丫V11 V10.0510.050.0526V2解：丫V11 V10.0510.050.0526V21V20.002610.00260.0026G丙酮G丙酮60X2X1M丙酮1000G丙酮X2X1M丙酮1000G丙酮謂罰0.0218(1y1)2250(10.05)2137.5啤轉(zhuǎn)化為摩爾流量PVPMV。PVT0101.32137.5273YmKyaY1 Y1丫2 丫2In丫1丫1丫2丫2VY1丫2174K3.hP0T22.4mX1PVPMV。PVT0101.32137.5273YmKyaY1 Y1丫2 丫2In丫1丫1丫2丫2VY1丫2174K3.hP0T22.4mX1mX20.01260.05260.00260.0026ln0.01260.0026101.329822.420.020.012600.00260.010.00641.568HvKYa87.42Km。1h87.420.05260.002658253.5KmolhYm87.420.05260.0026 「 5120.006487.421174—4D287.421174—40.64m17、在20c時，1kgH2O中溶有二氧化硫2g。與此溶液呈平衡的S017、在20c時，1kgH2O中溶有二氧化硫2g。與此溶液呈平衡的S02蒸汽分壓為1130Pa。求總壓分別為101.325kPa和303.975kPa時,以摩爾分數(shù)和摩爾比表示的氣、液相濃度。解：(1)總壓為101.325kPa時264

10002

TF645.62104 45.6210 4 45.621015.62104pso21.13101.3_ 21.1210■一一2、/y1.1210 2Y-^― 21.13101y11.1210(2)總壓為303.975kPa時Pso2不變，液相組成x、X不變，但氣相組成要改變pso2ypso2y一p1.133.72103303.9753.721033 3.7210313.7210318、某填料吸收塔用純輕油吸收混合氣中的苯，進料量為 1000標準m3/o進料氣中h含苯5%(體積百分數(shù))，其余為惰性氣體。要求回收率 95%。操作時輕油含量為最小用量的1.5倍，平衡關系為Y=1.4X。已知體積吸收總系數(shù)為 Kya125Kmo/3卜，輕油的平均分子量為170。求輕油用量和完成該生 產(chǎn)任務所需填料層高度？解:0.0526.195% 0.00263Y1 0.05 0.0526,Y2Y1解:0.0526.195% 0.0026310.05X20X20，Vmin丫1丫2X1X20.05260.002630.05261.41.33L1.5.1.33L1.5.1.33.100%2489.1Kmo|/hWL170.89.115147Y20.00263,X1VY1Y2L0.02825,Y10.01305Ym0.00651VY1Y2Kya.Ym2.74m即輕油量為15147