化工原理习题集Word文档格式.docx

1、1.431.682.012.282.623.06指出下列过程是吸收过程还是解吸过程，推动力是多少？并在x-y图上表示。（1）含NO20.003（摩尔分率）的水溶液和含0.06（摩尔分率）的混合气接触，总压为101.3kPa,T=35C;（2）气液组成及总压同（1）,T=15C;（3）气液组成及温度同（1）,总压达200kPa（绝对压强）。4、已知某吸收系统中，平衡关系为y=0.3x,气膜吸收分系数ky=1.815X10-4kmol/（m2.s）,液膜吸收分系数kx=2.08x10-5kmol/（m2.s）,并由实验测得某截面上气液相浓度分别为y=0.014,x=0.02,试求：（1）界面浓度y

2、i、xi分别为多少？（2）液膜阻力在总阻力中所占的百分数，并指出控制因素；（3）气相推动力在总推动力中所占的百分数。4、在吸收塔内用水吸收混于空气中的低浓度甲醇，操作温度为27C,压力为101.3kPa（绝对压力）。稳定操作状况下，塔内某截面上的气相中甲醇分压为5.07kPa,液相中甲醇浓度为2mol/m3。甲醇在水中的溶解度系数H=1.995kmol/（m3kpa.）,液膜吸收分系数口=2.08x10-5m/s,气膜吸收分系数kG=1.55x10-5kmol/（m2.s.kpa.）。试计算该截面上的吸收速率。5、在某填料吸收塔中，用清水处理含的SO混合气体。逆流操作，进塔气中含SO0.08（

3、摩尔分率），其余为惰性气体。混合气体的平均分子量取28,水的用量比最小用量大65%。要求每小时从混合气体中吸收2000kgSO的，操作条件下气液平衡关系为Y=26.7X,计算每小时用水量为多少m3?6、在总压为101.3kPa,温度为20c的吸收塔中，用清水吸收SO-空气混合气体中的SQ。入塔时SO浓度为5%（体积），要求在处理后的气体中，SO含量不超过1%（体积）。在101.3kPa和20c时，平衡关系可近似写为Y*=35Xo试问：（1）逆流操作和并流操作时最小液气比（L/V）min各为多少？由此可得出什么结论？（2）若操作总压增为303.9kPa时，采用逆流操作，其最小液气比为多少？并与常

4、压逆流操作的最小液气比作比较讨论。7、由矿石焙烧炉送出的气体含SO9%（体积）,其余可视为空气。冷却后送入吸收塔用水吸收，以回收其中SO2的95%o在操作条件下的平衡关系为Y*=48X,吸收塔每小时处理的炉气量为1000m3（303K,100kPa）,所用液气比为最小液气比的1.4倍。求每小时用水量和出塔溶液的浓度。8、在一逆流吸收塔中用吸收剂吸收某混合气体中的可溶组分。已知操作条件下该系统的平衡关系为Y=1.15X,入塔气体可溶组分含量为9%（摩尔）,吸收剂入塔浓度为1%（摩尔”当液气比分别取L/Vm,L/Vm,L/V=m时，液体出口的最大浓度为多少？并在Y-X图上画出上述情况的操作线与平衡

5、线的相互关系。9、用水吸收丙酮一一空气混合物中的丙酮（逆流操作），入塔混合气中含丙酮7%（体积），混合气体流量为1500m3/h（标准状态），要求吸收率为97%,丙酮溶解于水的平衡关系可用Y*=1.68X表示，试计算：（1）每小时被吸收的丙酮量和水的最小用量为多少？（2）若用水量为3200kg/h,求溶液的出口浓度？在此情况下，塔进出口处的推动力Y各为多少？（3）若溶液的出口浓度Xi=0.0305,求所需用水量，此用水量为最小用水量的多少倍？（4）做图说明（2）、（3）两种情况操作时，那种所需的传质面积较小？为什么？10、在一逆流填料吸收塔中，用清水处理SO2混合气体。进塔气中含SO20.09

6、（摩尔分率），水的用量比最小用量大70%。要求SO2吸收量为2000kg/h,操作条件下的气?平衡关系为Y=26.7X,计算每小时用水量为多少立方米。11、需要设计用清水作吸收剂的填料塔，因算出的填料层高度与直径之比过大，拟改为两个高度较小的塔联合操作，现提出以下几个流程方案，各种方案中（1）每塔L/V相等；（2）Yg、Yd、Ya2不变，设平衡关系服从亨利定律，试分别做出其平衡线与操作线的示意图，并比较这三种方案。方案1方案2方案311、在逆流操作的填料塔中，用纯溶剂吸收某气体混合物中的可溶组分，若系统的平衡关系为Y=0.4X（1）回收率为93%时的最小液气比（摩尔比）；（2）当液气比为最小液

7、气比的1.4倍，塔高不受限制时该系统的最大回收率。（3）如果吸收因子A=1.2,回收率为90%,并已知该系统的气、液相传质单元高度Hl和Hg都是2m,其填料层高度为多少？13、混合气中含CO25%（体积），其余为空气。于30c及2MPa下用水吸收，回收率为90%,溶液出口浓度xi=0.0004,混合气体处理量为224m3/h（操作状态），亨利常数E=200MPa,液相体积总传质系数KLa=50kmol/（m3h（kmol/m3）,塔径为1.5m,求每小时用水量和填料层高度。14、在一逆流填料吸收塔中，用纯水吸收空气一氨混合气中的氨。入塔气体中含氨9%（体积），要求吸收率为90%,水用量为最小用

8、量的1.2倍，操作状态下平衡关系为Y*=1.8X,HoFlm。（1）填料层的高度；（2）若改用含氨0.08%的稀氨水作吸收剂，Yi及其他条件不变，吸收率为多少？（3）画出两种情况下的操作线及平衡线的示意图。15、有一吸收塔，填料层高度为3米，可以将含有NH36%（体积）的空气一氨混合气中的NH3回收99%,气体速率为600kg惰气/（m2h）,吸收剂用水，其速率为900kg/（m2h）。在操作范围内，氨的气液平衡关系为Y*=0.9X,Kaw/07：7,受液体速率影响很小，而W气是单位时间内通过塔截面的气1-L体质量，试计算将操作条件作下列变动，所需填料层有何增减？（1）气体速度增加20%;（2

9、）液体速度增加20%;假设气、液速率变动后，塔内不会发生液泛。16、已知某填料塔直径为1米，填料层的高度为4米。用清水逆流吸收空气混合物中的某可溶组分，该组分进、出口浓度分别为8%和1%（摩尔分率）,混合气流率为30kmol/h,操作液气比为最小液气比的1.24倍，相平彼f关系为Y*=2X,试计算：（1）塔高为3米处气相浓度；（2）若塔高不受限制，最大吸收率为多少？17、某厂有一填料吸收塔，直径为880mm，填料层高6m,所用填料为50mm拉西环，每小时处理2000m3g丙酮-空气混合气（T=298.15KP=101.3kPa）,其中含丙酮5%（体积”用水作溶剂。塔顶放出废气中含丙酮0.263

10、%（体积）,塔底排除的溶液每kg含丙酮61.2g；在此操作条件下，平衡关系丫=2.0Xo根据上述测得数据试计算：（1）气相体积总传质系数KYa;（2）每小时回收多少丙酮；（3）若保持气液流量V、L不变，将填料层高度加高3m,可以多回收多少丙酮。18、在高度为5m的填料塔内，用纯溶剂除去混合气中的某组分，在操作条件下相平衡常数m=0.6,当L/V=0.9时，溶质回收率可达90%o现改用另一种性能较好的填料在相同条件下其吸收率可提高到95%，问此填料的体积传质系数是原填料的多少倍？19、在逆流操作的填料塔中，用稀硫酸吸收空气中所含的氨（低浓度），溶液上方氨的分压为零（相平衡常数m=0）。在下列两种

11、情况下，气体与液体流率以及其他操作条件大致相同，传质单元高度Hog都可取为0.5m,试比较所需的填料层高度有何不同？（1）要求回“攵率为90%;（2）要求回“攵率为95%o20、要从CCl4空气混合物中吸收所含的CCI4,处理的混合气体量为1500kmol/h,混合气体中含CCI45%（mol%）,回收率为90%,吸收塔操作压力为101.325kPa,温度为298K。有两股吸收液送入塔内，第一股含CCI42.26%（质量）的煤油，其量为222kmol/h,从塔顶送入；第二股为含CCI413.7%（质量）的煤油，其量为153kmol/h,在塔中段液体浓度与它相同处送入。在操作条件范围内，平衡曲线

12、可表示为Y*=0.13X,已知吸收过程属气膜控制，kG=1.2kmol/（m2.h.atm）,纯煤油的平均分子量为170,CCl4的分子量为154,塔径为3.5m,填料的比表面积a=110m2/m3,试求：（1）填料层高度；（2）第二股煤油应在距填料层顶部若干米处送入？（3）若将两股煤油相混，一起从塔顶送入，欲得到同样的回收率，塔高应为多少？21、现有一填料塔，在301K和101.3kPa下，用清水吸收200m3/h氨一空气混合物中的氨，使其含量从5%（体积）降低到0.04%（体积）。出塔氨水浓度为最大浓度的80%,填料塔直径为0.5m,填料层体积为0.98m3,其平衡关系式为Y*=1.4X,

13、已知：K=a=0.272G0.35L0.36kmol/（h.atm）;G混合气体的质量流速kg/（m2h）；L液体的质量流速kg/（m2h）。问：该塔能否适用？22、以2.5N的NaOH溶液在常压下吸收CO?一空气混合物中的CO?。实验使用的填料塔为塔径350mm,塔高3m,以19mm的拉西环填充。实验结果为：气速G=0.34kg/（m2s）,液速L=3.94kg/（m2s）;入口气体中CO2含量为315ppm,而出口气体中CO2含量为31ppm；溶液密度为1100kg/m3,吸收为气相扩散控制，问总气相传质系数Kca的值为多少？23、空气和丙酮混合气体2000m3/h（标准状态），其中含丙酮

14、10%（体积%）,于293K和202.65kPa下,在直彳仝为0.62m的填料吸收塔中用水吸收，吸收率为80%,塔中选用25X25X3乱堆瓷环，比表面积a=200m2/m3,吸收系数KY=0.6kmol/（m2.h）,吸收剂用量为最小用量的3倍，操作条件下的平衡数据如下表，试计算填料层高度。X0.05260.0750.1110.2500.4300.6681.0Y0.03180.04250.05420.07760.09150.1010.1095第三章蒸储1、在101.3kPa下，C6H6（A）与C6H5Cl（B）的饱和蒸汽压（kPa）和温度（K）的关系如下:T353.17363.15373.15383.15393.15403.15404.95p0A101.33134.39177.99231.98297.31375.97402.63p0B19.3127.7839.0453.6872.3795.86