-吸收吸附催化習題講解

第七章吸取吸附催化習題講解吸取計算101.3kPa壓力下，用清水逆流吸取混和氣0.03kmol/(m3s2〔體積0.018kmol(m2·s)，操作條件下亨利系數(shù)E為60kPa，體積傳質(zhì)系數(shù)為kya=0.1kmol/(m3·s)，試求排出氣體中氨的濃度。NH39.75G pZ= ln A1計算kaP PG A2PA1=0.02×101.3×103=2.026×103PaKGa=kya/p將題中所給數(shù)值代入式9.75，有

0.03kaP/Py

ln2.026103PA2∴PA2=0.25Pay2=PA2/P=2.50×10-4/101.3=2.47×10-4%9.4201.013×105Pa條件下，填料塔中用水洗滌含有8%SO2SO21%，每小時凈化煙氣量為300m3。試計算逆流吸取過程所需最小液流量。m=EP=0.3551071.01105=35.1從而最小氣液比為：L yyy 1 2y

min 1xm 2Lmin

8%1%3008%035.1=9213.25m3/hH2SO4溶液從氣相混和物中回收氨的逆流吸取塔的填料層高度。：氣體混和物中NH35×103Pa103pa。吸取劑中H2SO4濃度；參加時為0.6kmol/m3，排出時為0.5kmol/m3。KG=3.5×10-6kmol/(m2·h·Pa)KL=0.05m/sH=7.510-4kmol/(m3·Pa)，氣體流量105Pa。H2SO4反響方程式為：1 1NH4OH+2H2SO4=2

)SO(NH42 (NH

HO2PA1=5×103Pa PA2=103Pa CB1=0.5kmol/m3 G=45kmol/m3 P=105Pa r=1/2A2代入式9.27有〔G/P〔PA-P 〕A2B1〔L/r1〔CB2-C 〕B1N〔45/105〔5×103-13〕〔2L/P1〔0.6-0.〕C計算臨界濃度〔〕CB CS=P1H/P=P1=0.013P1=15.4GkL/〔1+k〕=0.05/〔3.5×10-6/7.5×10-4〕G=11r=PS/(rρL)PA1/L=5×103/0.026×105=1.92(P /)9.77a:〔GB〕c=kL

G

m

A1L/SG)=15.40.51.921115.4=0.364kmol/m3∵(CB)C<CB1 9.75計算塔高G PZ= lnA1K P PGa A2=45ln51033.5 103=2.07m吸附計算3 30℃下，用活性炭吸附回收某廠廢氣中的丙酮蒸氣，廢氣中丙酮含量1〕〔2〕1000m3/〔操作狀態(tài)，要吸0.16%(體積計)，丙酮的回收率是多少？解：①由題意，其朗格繆爾方程式為：X AT

BP=0.8

0.25103P10.25193P0.8g丙酮/g活性炭②需要吸附的丙酮量為100027311.6%

1 0.99M303 22.4 丙酮=4.62×58=268kg/h

268334.9kg/h0.80則其回收率為11.61.6100%11.6=98.6%用活性氧化鋁作吸附劑的固定床吸附器，床層直徑 1.1m，處理氣量為直徑d3mm，柱高4.2m，填充空隙率ε為0.55，氣p體吸附溫度為20℃，試計算氣體通過吸附床壓降為多少？a

1.2kg/m31.8×10-5PS，d此時氣速u=0.245

=0.258m/s代入式〔10.30〕1.124P1150(1)3

1..751

u2Z 3 d2p=220.24

3 dp∴△P=220.24×4.2=924.99Pa有一處理油漆溶劑的活性炭吸附罐，裝填厚度為0.8m，活性炭對溶劑的凈活0.16m0.2m/s；700mg/m3，試問該吸附器的保護作用時間為多長？1m3wkgY=700106o WG=0.2WsYGs=0.2×700×10-6o吸附床的穿透時間：X t sZKZb GYs o= 0.13436 0.80.27700106=4.05×105×0.8=3.23×105sτ =KZ=4.05×105×0.16=0.65×105so oτ=τ -τ =(3.23-0.65)×105b o=2.58×105s=71.7h104m30.2632%〔體積計〕的730kg/m3，吸附塔操2 230%〔重量〕時分子篩用量和吸附塔的尺寸。解：1.013×105Pa273kHS21042730.2632%103298 22.4=1.076×103mol/h廢氣中HS的質(zhì)量為1.076×103×34=36.6kg/h2

36.60.30

122kg/h8h，122×8=976kg976催化習題

730

1.34m3用氨催化復原法治理硝酸車間排放含有NOx

的尾氣。尾氣排放量為13000m3/h〔標態(tài)NO0.28%、N95HO1.6%，фx 2 25mm493K，空速為18000h-1，反響溫度為533K，空1.52m/s。求：催化固定床中氣固相的接觸時間；催化劑床層體積；催化床床層層高；催化劑床層的阻力。N2

的含量很高，在計算時可取用N2

的物理參數(shù)直接計算。在533K時μ =2.78×10-5P·s，ρ =1.25kg/m3,ε=0.92。]N2 a N21t=no Vsp1=18000=5.6×10-5hQVnoR Vsp13000=18000=0.72m3Qf=nouo=

130001.5236000=2.38m2即D22.38，得πD2=9.50m244VRR

(1)D2= 40.72=3.79m④床層阻力雷諾準數(shù)R=dsuoem (1)=51031.521.252.78105(10.92)=4272摩擦阻力系數(shù)：m

1501.75Rem=1.79計算壓降P

Lu2(1)m od3m=1.793.791.251.522(10.92)5103(10.92)3=402.75Pa25mol/min74%的轉(zhuǎn)化率。假定承受長6.lm，直徑為3.8cm管式反響管，試求所需催化劑量及反響管數(shù)。設(shè)反響速度為R=-0.1〔1-Xkmol〔min580kg/m3。11.28

AWNs AO

AXf dxA 得o YAW=Ns AO

Xo

dxAYA074 dxA=580×25×10-3o

0.15(1X )A=130kg/minW=ρV得sRV=W/ρR 2

=130/580=0.224m3/mins單管體積：VD4

L3.14/4×(3.8×10-2)2×6.1=6.9×10-3m3n=V/V=0.224/6.9×10-3R=33SO2

排放，擬用一催化劑將SO2

轉(zhuǎn)化為SO。：進入催化器的總氣37320kg/d，SO2

230kg/d，250℃。假設(shè)反響是絕熱反響，并要求不大于SO2

56.75kg/d，試計算氣流出口溫度為多少。SO氧化成SO的反響熱Q 是171667J/mol，廢氣熱容是3.475J/(gK)。2 3 SO2解：由于反響為絕熱反響所以q=0B反響后混合氣體質(zhì)量：反響式為SO+1/20=SO2 2 3SO：230-56.75=173.25kg/d2SO3

量：173.25×80/64=216.56kg/d則反響后混合氣體流量：7320-230+56.7+21