环境工程原理计算题

1、环境净化与污染控制技术原理可以分为哪几类？它们的主要作用原理是什么？解：从技术原理上看，环境净化与污染控制技术原理可以分为“隔离技术”、“分离技术”和“转化技术”三大类。隔离技术是将污染物或者污染介质隔离从而切断污染物向周围环境的扩散，防止污染近一步扩大。分离技术是利用污染物与污染介质或其它污染物在物理性质或化学性质上的差异使其与介质分离，从而达到污染物去除或回收利用的目的。转化技术是利用化学或生物反应，使污染物转化成无害物质或易于分离的物质，从而使污染介质得到净化与处理。某一段河流上游流量为36000m3/d,河水中污染物的浓度为L。有一支流流量为10000m3/d,其中污染物浓度为30mg

2、/L。假设完全混合。(1)求下游的污染物浓度(2)求每天有多少kg污染物质通过下游某一监测点。iqV12q/2qV 1qV2解：(1)根据质量衡算方程，下游污染物浓度为8.87mg/L3.0360003010000mg/L3600010000(2)每天通过下游测量点的污染物的质量为m(qv1qv2)8.87(3600010000)103kg/d408.02kg/d某一湖泊的容积为10x106m，上游有一未被污染的河流流入该湖泊，流量为50m3/s。一工厂以5m3/s的流量向湖泊排放污水，其中含有可降解污染物，浓度为100mg/Lo污染物降解反应速率常数为一1。假设污染物在湖中充分混合。求稳态时

3、湖中污染物的浓度。解：设稳态时湖中污染物浓度为m,则输出的浓度也为m则由质量衡算，得qm1qm2kV0即5X100mg/L(5+50)mm3/s-10X106xxmm3/s=0解之得某水池内有1m3含总氮20mg/L的污水，现用地表水进行置换，地表水进入水池的流量为10nVmin,总氮含量为2mg/L,同时从水池中排出相同的水量。假设水池内混合良好，生物降解过程可以忽略，求水池中总氮含量变为5mg/L时，需要多少时间？解：设地表水中总氮浓度为po,池中总氮浓度为p由质量衡算，得qvd V0 qVItdt积分，有tdt 051d2010(2)求得t=min有一装满水的储槽，直径1m高3m现由槽底

4、部的小孔向外排水。小孔的直径为4cm,测得水流过小孔时的流速U0与槽内水面高度z的关系U0=(2gz)试求放出1m3水所需的时间。解：设储槽横截面积为A,小孔的面积为A由题得A2u0=dV/dt,即u0=dz/dt义A1/A2所以有-dz/dtX(100/4)2=(2gz)即有x=dtzo=3mZi=Zo1n3x(ox0.25m2)-1=1.73m积分计算得t=污水处理厂中，将污水从调节池提升至沉淀池。两池水面差最大为10m，管路摩擦损失为4J/kg，流量为34m3/h。求提升水所需要的功率。设水的温度为25。解：设所需得功率为Ne,污水密度为pN=Wqvp=(gAz+Ehf)qvp二(9.8

5、1m/s2x10n+4J/kg)X1x103kg/m3x343600n3400mm200mm100mm40mm1.2kg9.381m0.1m0.04m1.2kg8.09m32.35m1A8.09m200mm1.02m1m8m100mm2mhf6.5u21m9.81m8m2m2.90m2.90m0.0122m360m2.5m1.8m60m23m100m1403m32525997.0kg100mm4.95m150mm2.20m52hf1=(+X2+X60/)X(2.20m/s)2/222=29.76m/s泵的出水口段的管件阻力系数分别为大小头工=；90°弯头工=;闸阀工=;管出口工=12

6、hf2=(1+X3+X100/X(4.95m/s)2/2+X23/X(2.20m/s)2/2=299.13m2/s2W=gh+2hf=29.76m7s2+299.13m2/s2+60mx9.81m/s2=917.49m2/s2=kgW=(kg/60%)x140m3/h乂997.0kg/m3=乂104W总消耗电费为x元/(kWh)乂24卜用二元/d如图3-5所示，某厂计划建一水塔，将20水分别送至第一、第二车间的吸收塔中。第一车间的吸收塔为常压，第二车间的吸收塔内压力为20kPa(表压)。总管内径为50mms管，管长为(30+Z0),通向两吸收塔的支管内径均为20mm管长分别为28m和15m(以

7、上各管长均已包括所有局部阻力当量长度在内)。喷嘴的阻力损失可以忽略。钢管的绝对粗糙度为0.2mm现要求向第一车间的吸收塔供应1800kg/h的水，向第二车间的吸收塔供应2400kg/h的水，试确定水塔需距离地面至少多高？已知20c水的粘度为义103Pas,摩擦系数可由式01580.23计算。dRe图3-5习题图示解：总管路的流速为U0=qm/(p九r2)=4200kg/h/(1xi03kg/m3x兀x0.0252m)=0.594m/s第一车间的管路流速为U1=qmi1/(p九r)=1800kg/h/(1x103kg/m3x-x0.012m=1.592m/s第二车间的管路流速为U2=qm2/(P

8、九r2)=2400kg/h/(1x103kg/m3x-x0.012m=2.122m/s则Ra=dup/1i=29700入0=(e/d+58/Re)=Re=dup/p=31840入1=(e/d+58/Re)=Re=dup/p=42400入2=(£/d+58/Re)=以车间一为控制单元，有伯努利方程2Ui/2+gz1+p/p+2hf1=gz0+p0/p(1.592m/s)2/2+9.8m/s2x3mx(0.594m/s)2x(30+Z0)m/(2X0.05m)+x(1.592m/s)2x28m/(2X0.02m)=9.8m/s2Xzo解之得Z0=10.09m以车间二为控制单元，有伯努利方

9、程2U2/2+gZ2+P2/p+2hf2=gZ0+pc/p(2.122m/s)2/2+9.8m/s2x5m+20kPa/(1xi03kg/m3)+x(0.594m/s)2x(30+Z0)m/(2X0.05m)+乂(2.122m/s)2x15m/(2x0.02m)=9.8m/s2Xz0解之得z0=13.91m故水塔需距离地面13.91m如图3-6所示，从城市给水管网中引一支管，并在端点B处分成两路分别向一楼和二楼供水(20C)。已知管网压力为x105Pa(表压)，支管管径均为32mm摩擦系数人均为，阀门全开时的阻力系数为，管段ABBGBD的长度各为20m8m和13m(包括除阀门和管出口损失以外的

10、所有局部损失的当量长度)，假设总管压力恒定。试求(1)当一楼阀门全开时，二楼是否有水？(2)如果要求二楼管出口流量为0.2L/s，求增压水泵的扬程。图3-6习题图示解：(1)假设二楼有水，并设流速为U2,此时一楼的流速为U1以AC所在平面为基准面，在A、C断面之间建立伯努利方程，有UA2/2+p"p=U12/2+P1/p+gZ2+2hfAc因为ua=u=0;p=0则有PA/p=»hfAC(1)在A、D断面之间建立伯努利方程，即22Ua/2+PA/p=U2/2+P2/P+gZ2+ZhfADUa=U2=0;p2=0;Z2=3mpa/p=2hfAD+gZ2(2)联立两式得2hfB

11、C=2hfBD+gZ2(3)(x8m/0.032m+1)xu1/2=(x13m/0.032m+1)xu2/2+3mx9.8m/s2所以有Uim/2=1.97m2/s22hfmin=(X28m/0.032m+1)XUimm2/2=67.28m2/s2cpjp所以二楼有水。(2)当二楼出口流量为0.2L/s时，U2=0.249m/s代入(3)式(x8m/0.032m+1)xu12/2=(x13m/0.032m+1)xu22/2+3mx9.8m/s2可得u=2.02m/s此时AB段流速为uo=2.259m/s2hfAc=X20m/0.032mx(2.259m/s)2/2+(x8m/0.032m+1)

12、乂(2.02m/s)2/2=48.266m2/s2+30.399m2/s2=78.665m2/s2pjp=X105Pa/(998.2kg/m3)=80.144m2/s2因为2hfAC<Pa/p所以不需要增压水泵。某管路中有一段并联管路，如图3-7所示。已知总管流量为120L/s。支管A的管径为200mm长度为1000m支管B分为两段，MO&管彳至为300mm长度为900mlON段管径为250mm长度为300ml各管路粗糙度均为0.4mm试求各支管流量及M、N之间的阻力损失。3-7习题图示解：由题，各支管粗糙度相同，且管径相近，可近似认为各支管的人相等,取入=。将支管AMOONg分

13、别用下标1、2、3表示对于并联管路，满足hfA=hfB,所以有.2.2.2liUiI2U2I3U3工万d22d3-2又因为MOF口ON段串联，所以有U2Xd2U3Xd3联立上述两式，则有22又解之得2500ui=U2qv=ui冗di2/4+u27td22/4U2=1.158m/s,ui=i.2i4m/sqvA=uiTtdi74=38.i4L/sqvB=u27td22/4=8i.86L/shFm产入xliXui2/2di=73.69m2/s2某燃烧炉的炉壁由500mm5的而寸火砖、380mm?的绝热砖及250mm5的普通砖砌成。其入值依次为W/(m-K),W/(m-K)及W/(m-K)。传热面积

14、A为1后。已知耐火砖内壁温度为i000C,普通砖外壁温度为50Co(D单位面积热通量及层与层之间温度；(2)若耐火砖与绝热砖之间有一2cm的空气层，其热传导系数为W/(mC)。内外壁温度仍不变，问此时单位面积热损失为多少？解：设耐火砖、绝热砖、普通砖的热阻分别为口、2、3。(1)由题易得0.5m尸二-1.4Wm 1K7=0.357 m2 - K/W_22=3.8m-K/W3=-m2K/W所以有T2q=二mri23由题Ti=1000CT2=TiQR=923.4CT3=TiQ(R+R)=108.3CT4=50c(2)由题，增加的热阻为r'=0.436m2-K/Wq=AT/(ri+r2+3+

15、r')2二m某一60mm<3mm的铝复合管，具导热系数为45W/(mK),外包一层厚30mm勺石棉后，又包一层厚为30mm勺软木。石棉和软木的导热系数分别为(mK)和W/(mK)o试求(D如已知管内壁温度为-i05C,软木外侧温度为5C,则每米管长的冷损失量为多少？(2)若将两层保温材料互换，互换后假设石棉外侧温度仍为5C,则此时每米管长的冷损失量为多少？解：设铝复合管、石棉、软木的对数平均半径分别为rmi、mAm3。由题有r mi =3mm=28.47mm30In-2730In60mm= 43.28mm30(1) R/L =b1 * *21%222rm2245 28.47r m

16、3= 30 mm= 73.99mm ,90 ln60b323rm3K m/W3020.15 43.28K m/W3020.04 73.99K m/W=X10有效管径R=2.0 mKm/W-m/W-m/W=m/WQ/L=二mR/L(2) R/L =b121%b222rm2b323rm3W245 28.4730m/K W20.04 43.28m/K30W m/K 20.15 73.99=x 10 4K m W m /W m /W=m/WQ/L=二mR/L某加热炉为一厚度为10mmi勺钢制圆筒，内衬厚度为250mm勺耐火砖，外包一层厚度为250mmi勺保温材料，耐火砖、钢板和保温材料的导热系数分别为

17、W/(m-K)、45W/(mK)和W/(m-K0钢板的允许工作温度为400C。已知外界大气温度为35C,大气一侧的对流传热系数为10W/(m2K);炉内热气体温度为600C,内侧对流传热系数为100W/(m2K)。试通过计算确定炉体设计是否合理；若不合理，提出改进措施并说明理由。(补充条件：有效管径2.0m)解：设由耐火砖内侧表面和保温材料外测表面的面积分别为A和A,耐火砖、钢筒和保温材料的对数平均面积分别为Am1、Am2、Am&钢板内侧温度为To稳态条件下，由题意得：60035_600T带入已知条件，解得T=463.5C>400C计算结果表明该设计不合理改进措施：1、提高钢板的

18、工作温度，选用耐热钢板；2、增加耐火砖厚度，或改用导热系数更小的耐火砖在换热器中用冷水冷却煤油。水在直径为(|)19X2mmi勺钢管内流动，水的对流传热系数为3490W/(m2K),煤油的对流传热系数为458W/(m2K)。换热器使用一段时间后，管壁两侧均产生污垢，煤油侧和水侧的污垢热阻分别为0.000176m2-K/W和0.00026m2-K/VV管壁的导热系数为45W/(m-K)。试求(1)基于管外表面积的总传热系数；(2)产生污垢后热阻增加的百分数。解：(1)将钢管视为薄管壁则有11b1工rs1rs2K121 20.00221222m2K/Wm2K/Wm2K/W0.00026m2K/W0

19、.000176m2K/W3490454582.95103m2K/W,2.K=(mK)(2)产生污垢后增加的热阻百分比为100%100% 17.34%0.1760.262.950.1760.26注：如不视为薄管壁，将有5%左右的数值误差。在套管换热器中用冷水将100c的热水冷却到50C,热水的质量流量为3500kg/h。冷却水在直径为4180X10mmi勺管内流动，温度从20c升至30Cc已知基于管外表面的总传热系数为2320W/(m2K)。若忽略热损失，且近似认为冷水和热水的比热相等，均为kJ/(kgK).试求(1)冷却水的用量;(2)两流体分别为并流和逆流流动时所需要的管长，并加以比较。解:

20、(1)由热量守恒可得qmCCpcATcqmhCphAThqmc=3500kg/hX50C/10C=17500kg/h(2)并流时有AT2=80K,A>=20KTmIn80K20K43.28K,80ln20由热量守恒可得KAATm=qmCphAThKttdLATm=qmhCphAThqmhCphThK d Tm3500kg/h 4.18kJ/(kg K) 50K358m2320W/(m2 K) 0.18m 43.28K.逆流时有AT2=70K, ATi = 30K同上得Tmln70K 30Kb 47.21Kln 一 30qmhCph T hK d Tm3500kg/h4.18kJ/(kg

21、K) 50K2320W/(m2 K) 0.18m 47.21K3.28m比较得逆流所需的管路短,故逆流得传热效率较高。列管式换热器由19根419X2mm长为1.2m的钢管组成，拟用冷水将质量流量为350kg/h的饱和水蒸气冷凝为饱和液体，要求冷水的进、出口温度分别为15c和35Co已知基于管外表面的总传热系数为700W/(mbK),试计算该换热器能否满足要求。解：设换热器恰好能满足要求，则冷凝得到的液体温度为100C。饱和水蒸气的潜热L=kgAT2=85K,ATi=65KTm85K 65Kln856574.55K由热量守恒可得即KAA W qmLqmLK Tm350kg/h 2258.4kJ/

22、kg2700W/(m2 K) 74.55K4.21m2列管式换热器的换热面积为A总=19X19mrK冗x1.2m=1.36m2<4.21m2故不满足要求密度为2650kg/m3的球形颗粒在20c的空气中自由沉降，计算符合斯托克斯公式的最大颗粒直径和服从牛顿公式的最小颗粒直径（已知空气的密度为1.205kg/m3,黏度为x10-5Pas）。解：如果颗粒沉降位于斯托克斯区，则颗粒直径最大时，ReP2u2所以ut2,同时utdPp gdP218所以dp2 18 2所以ut 1000,同时ut 1.74dpp gdp所以 dp 32.33,代入数值，解得dp 1.51 10 3m一，代入数值，解

23、得dp7.22105mpg同理，如果颗粒沉降位于牛顿区，则颗粒直径最小时，ReP驷1000降尘室是从气体中除去固体颗粒的重力沉降设备，气体通过降尘室具有一定的停留时间，若在这个时间内颗粒沉到室底，就可以从气体中去除，如下图所示。现用降尘室分离气体中的粉尘（密度为4500kg/m3）,操作条件是：气体体积流量为6n3/s,密度为0.6kg/m3,黏度为x10-5Pa-s,降尘室高2m,宽2m，长5ml求能被完全去除的最小尘粒的直径。含尘气体净化气体降尘室图6-1习题图示l/Ui ,沉降时间为t沉h/u一当t停t沉时，颗粒可以从气体中完全去除,t停t沉对应的是能够去除的最小颗粒，即l / ui h

24、 / ut因为Ui曳，所以Uti hbthUihqvqv6lIhblb5 20.6 m/s解：设降尘室长为l,宽为b,高为h,则颗粒的停留时间为t停假设沉降在层流区，应用斯托克斯公式，得dpmin18 ut18 3 10 5 0.69.814500 0.68.57 10 5 m 85.7检验雷诺数dpUt Rep5I 10?1.03 2,在层流区。所以可以去除的最小颗粒直径为pm采用平流式沉砂池去除污水中粒径较大的颗粒。如果颗粒的平均密度为2240kg/m3,沉淀池有效水深为1.2m,水力停留时间为1min,求能够去除的颗粒最小粒径（假设颗粒在水中自由沉降，污水的物性参数为密度1000kg/m

25、3,黏度为x10-3Pas）。解：能够去除的颗粒的最小沉降速度为uth/t沉1.2/600.02m/s假设沉降符合斯克托斯公式，则Ut18gdp2所以dp18 ut318 1.2 100.02s 41.88 10 m2240 1000 9.81检验Rep pdp"1.88 10 4 0.02 10001.2 10 33.13 2,假设错误。假设沉降符合艾伦公式，则ut 0.270.6gdpRep1.40.6 0.4dp 1.6 0.272-1.43 0.60.40.021.2 1010001.6 0.27 22240 10009.81一一 一 42.12 10 m检验Rep 品up一

26、 一 4 一2.12 100.02 10001.2 10 33.5,在艾伦区，假设正确。所以能够去除的颗粒最小粒径为X 10-4mi用板框压滤机包压过滤某种悬浮液，过滤方程为2_ 52V V 6 10 A t式中：t的单位为s(1)如果30min内获得5m滤液，需要面积为0.4m2的滤框多少个?(2)求过滤常数K, qe, te。252,解：(1)板框压滤机总的过滤方程为V V 6 10 At在t 30 60 1800s内，V 5m3,则根据过滤方程52 5 6 10 5 A2 1800求得，需要的过滤总面积为A 16.67m2所以需要白板框数n 坦67 41.675 42 0.4(2)恒压过

27、滤的基本方程为V2 2VVe KA2t与板框压滤机的过滤方程比较，可得K 6 10 5m2/s0.5m3Ve0.532,qe - 0.03m /mA 16.67te2 qeK-20.03.515s6 10 52te为过滤常数，与qe相对应，可以称为过滤介质的比当量过滤时间，te 主 K用过滤机过滤某悬浮液，固体颗粒的体积分数为，液体粘度为1 x 10-3 Pa So当以的压差恒压过滤时，过滤20min得到的滤液为0.197 m3/mZ继续过滤20min,共得到滤液0.287 n3/m2,过滤压差提高至U时,过滤 20min得到滤液0.256 mVm2,试计算qe, r0 , s以及两压差下的过

28、滤常数K (滤液黏度为1X10-3 Pas)0解：依题意，可得0.19720.197qe1 s2 98100r0 1 10 3 0.0151200(1)0.28720.287qe1 s2 98100r0 1 10 3 0.0152400(2)_20.2560.256qe1 s219620030 1 100.0151200(3)由（1）、（2）得0.1972 2 0.197qe0.2872 2 0.287qe1200，所以qe24000.022 吊/m2由（1）、（3）得- 2_0.1972 0.197 0.0220.2562 2 0.256 0.022198100196200S,得 s 0.3

29、06将qe和s代入（1）得012 -29.814 1012m所以，当压差为时10.3063.96 10 5n2/s298100K_12_3_9.814101211030.015当压差为时10.3066.4 105m2/s2196200TZTT23ZZ9.814101211030.015恒压操作下过滤试验测得的数据如下，求过滤常数K、qe。t/s228,3-2q/m-m解：,3-2q/mmt/q382572760949/m-1-s由以上数据，作t/q和q的直线图图7-1习题中t/q和q直线图由图可知直线的斜率为1889,截距为所以过滤常数K5.29104m2/s1889qe193.5K2193.

30、5 5.29 10 45.12 10 2 m3/m2板框压滤机有20个板框，框的尺寸为450mrK450m佛20mm过滤过程中,滤饼体积与滤液体积之比为0.043m3/m3,滤饼不可压缩。实验测得，在的恒压下,25,、一过滤方程为q0.04q5.1610t(q,t的单位分别是mVm2和s)。求：(1)在恒压过滤时，框全充满所需要的时间；(2)初始压差为恒速过滤，框全充满的时间和过滤结束时的压差；(3)操作从开始，先恒速过滤至压差为，然后恒压操作，框全充满所需要的时间。解：(1)滤框全充满时，滤饼体积为0.450.450.020.00405m0.043滤液体积为V0.004050.094m30.

31、232 m3/m20.2322 t 0.04 0.232_ 55.16 101223 s 0.34h(2)恒速过滤的条件下,dq/dt 常数由(7.2.12 ), dq/dt2 q qe当 q 0时，dq/dt2 qqe-5 0.00129 R3/m2s2qe 2 0.02框全充满的时间为t q dq/dt0.232 180 s0.001290.094所以q20.450.45过滤结束时的过滤常数为0.23220.2320.02K/2180,K6.50104m2/s4过滤结束时压差为p型00二50.5636kPa5.16105(3)先包速过滤的情况为q12q1qeK1/2t1,滤速为dq/dt0

32、.00129n3/m2s,qdq/dtt1K115155.161051.55104m2/s50.5由以上几式得t131s3qdq/dtt10.0012931=0.03999m后恒压过滤q20.1921m20.19210.19210.04K1t2所以t2288s所以整个过程时间为t28831319s吸收塔内某截面处气相组成为y0.05,液相组成为x0.01,两相的平衡关系5o为y2x,如果两相的传质系数分别为ky1.2510kmol/(m2s),5kx1.2510kmol/(m2s),试求该截面上传质总推动力、总阻力、气液两相的阻力和传质速率。解：与气相组成平衡的液相摩尔分数为y2x20.010

33、.02所以，以气相摩尔分数差表示的总传质推动力为*yyy0.050.020.03同理，与液相组成平衡的气相摩尔分数差为x*0.05/20.025所以，以液相摩尔分数差表示的总传质推动力为xxx0.0250.010.015以液相摩尔分数差为推动力的总传质系数为115Kx'5一'r0.831051/kx1/mky1/1.25101/21.2510kmol/(m2s)以气相摩尔分数差为推动力的总传质系数为222KyKx/m0.83105/20.42105kmol/(ms)传质速率NAKxx0.831050.0151.25107kmol/(m2-s)或者NAKyy0.421050.03

34、1.26107kmol/(m2s)以液相摩尔分数差为推动力的总传质系数分析传质阻力总传质阻力1/Kx1/0.831051.20105(m2-s)/kmol其中液相传质阻力为1/kx1/1.251050.8105(m2-s)/kmol占总阻力的气膜传质阻力为1/mky1/21.251050.4105(m2-s)/kmol占总阻力的利用吸收分离两组分气体混合物，操作总压为310kPa,气、液相分传质系数分别为ky3.7710kmol/(m2's)、kx3-0610kmol/(m2s),气、液两相平4衡符合亨利定律，关系式为p1.06710x(p*的单位为kPa),计算：(1)总传质系数；(

35、2)传质过程的阻力分析；(3)根据传质阻力分析，判断是否适合采取化学吸收，如果发生瞬时不可逆化学反应，传质速率会提高多少倍？4解：(1)相平衡系数mE0671034.4p310所以，以液相摩尔分数差为推动力的总传质系数为114Kx4r3.05104kmol/(1/kx1/mky1/3.06101/34.43.7710m2-s)以气相摩尔分数差为推动力的总传质系数为452KyKx/m3.0510/34.40.8910kmol/(m's)(2)以液相摩尔分数差为推动力的总传质阻力为111Kxkxmky13.05 10 433.28 10其中液膜传质阻力为1/kx1/3.061043.271

36、03,占总传质阻力的气膜传质阻力为1/mky1/34.43.771037.71,占传质阻力的所以整个传质过程为液膜控制的传质过程。(3)因为传质过程为液膜控制，所以适合采用化学吸收。如题设条件，在化学吸收过程中，假如发生的是快速不可逆化学反应，并且假设扩散速率足够快,在相界面上即可完全反应，在这种情况下，可等同于忽略液膜阻力的物理吸收过程，此时32、Kxmky34.43.77100.13kmol/(m's)与原来相比增大了426倍在吸收塔中，用清水自上而下并流吸收混合废气中的氨气。已知气体流量为i000m3/h(标准状态)，氨气的摩尔分数为，塔内为常温常压，此条件下氨的.一.*相平衡关

37、系为Y0.93X,求：(1)用5m3/h的清水吸收，氨气的最高吸收率；(2)用10m3/h的清水吸收，氨气的最高吸收率；(3)用5m3/h的含氨(质量分数)的水吸收，氨气的最高吸收率。1000103/22.4解：(1)气体的流量为12.4mol/s360033-51010/183600液体的流量为77.2mol/s假设吸收在塔底达到平衡则 77.2 Y*/0.93*上一*12.40.01-Y,所以Y0.0013所以最大吸收率为0.01 0.0013 0.870.01(2)气体的流量为1000 103/22.4 12.4mol/s3600-口，10103103/18液体的流重为154.4mol/

38、s3600假设吸收在塔底达到平衡则154.4Y*/0.9312.40.01-Y*，所以Y*0.0007所以最大吸U攵率为0.010.00070.930.01(3)吸收剂中氨的摩尔分数为51031030.005/17330.00535103103/18假设吸收在塔底达到平衡则77.2Y*/0.930.005312.40.01-Y*,所以Y*0.0056所以最大吸U攵率为0.010.00560.440.01在逆流操作的吸收塔中，用清水吸收混合废气中的组分A,入塔气体溶质*体积分数为，已知操作条件下的相平衡关系为yx,吸收剂用量为最小用量的倍，气相总传质单元高度为1.2m,要求吸收率为80%求填料层

39、的高度。解：已知传质单元高度，求得传质单元数，即可得到填料层高度。塔底：yi0.01塔顶：y20.0110.80.002,x200.01 0.0021.51.20.01/1 0操作过程的液气比为%L/qnG"QnL/%min1.5”y1/mx2吸收因子S-qn1.2mqnG所以，传质单元数为No。，ln 1 1/S1/S1 1/Sy2 mx210.01In 1 0.83-0.833.051 0.830.002所以填料层高度为hHogNog1.23.053.66m25C,下，甲醛气体被活性炭吸附的平衡数据如下:q/g（气体）?g（活性炭）-10气体的平衡分压/Pa02671600560012266试判断吸附类型，并求吸附常数。如果25C,下，在1L的容器中含有空气和甲醛的混合物，甲醛的分压为12kPa,向容器中放入2g活性炭，密闭。忽略空气的吸附，求达到吸附平衡时容器内的压力。解：由数据可得吸附的平衡曲线如下图9-1习题图中吸附平衡线由上述的平衡曲线，可以判断吸附可能是Langmuir或Freundlich型。,1111由-1,整理数据如下qqmKpqm1/q1051/p作1/q和1/p的直线图9-2习题图中1/q1/p的关系曲线由lnq1/nlnpInk,整理数据如下：lnpInq作Inq和Inp图9-3习题图Inq和Inp的关系曲线由以