吸收习题答案

1、1.某吸收塔的操作压强为110KPa温度为|25C,处理焦炉气1800m3/h.焦炉气中含苯156Kg/h,其他为惰性组分.求焦炉气中苯的摩尔分数和物质的量之比（即摩尔比）.答:求苯的摩尔分数yA.苯的摩尔质量为M=78Kg/Kmol处理焦炉气中苯的物质的量为：nA=mA/M=156/78=2Kmol/h（1分）苯的分压为：（2分）苯的摩尔分数为：（1分）求物质的量之比YA苯的物质的量之比为:（1分）2.CO2的体积分数为30%勺某种混合气体与水充分接触，系统温度为30C,总压为101.33KPa.在操作范围内该溶液可适用于亨利定律.求液相中CO2的平衡组成，分别以摩尔分数和物质的量浓度表示.

2、已知30C时CO2在气相中分压为：P=py=101.33X0.3=30.4Kpa（1分）2.答：题给混合气体可按理想气体对待.由分压定律，CO2在气相中分压为:P=py=101.33X0.3=30.4Kpa（1分）液相中CO”摩尔分数表示平衡组成X*X*=P/E=30.4/1.88X105=1.617X10-4（1分）以物质的量浓度表示的平衡组成C*因C*=HP淇中H=ps/EMs,（1分）ps=1000Kg/m3,Ms=18Kg/Kmol代入已知量可求出C*=ps/EMs-P=100OX30.4/1.88X105X18=8.98xi0-3Kmol/m3（2分）3.在总压为101.33Kpa和

3、，度为20C,测得氨在水中的溶解度数据为：溶液上方氨平衡分压为0.8Kpa时，气体在液体中的溶解度为1g（NH3）/100g（H2O）.假设该溶液遵守亨利定律，求:亨利系数E;溶解度系数H;想平衡常数m.解:求亨利系数E,MNH3=17,MH2O=18,P*=0.8Kpa,x=1/17/（1/17+100/18）=0.01048.（2分）（1分）求溶解度系数H.（2分）相平衡常数m（1分）6.在压弓虽为101.33Kpa,温度为120c下,SO2-空气某混合气体缓慢的流过某种液体表面.空气不溶于该液体中.SO2透过2mn#静止的空气层扩散到液体表面，并立即溶于该液体中，相界面中SO2的分压可视

4、为零.已知混合气中SO2组成为0.15（摩尔分数）,SO2在空气中的分子扩散系数为0.115cm2/s.求SO2的分子扩散速率NA,Kmol/（m-h）6解:此题属于单项扩散，求分子扩散速率可用公式：，其中D,Z,T已知,P=101.33Kpa（2分）求气相主体中SO2分压PA,1=101.33X0.15=15.2KPa（1分）题给界面上SO2分压PA,2=0求PB,n©气相主体中空气分压PB,1=P-PA,1=101.33-15.2=86.1KPa（1分）.界面上空气分压PB,2=P-PA,2=101.33-0=101.33KPa（1分）空气的对数平均分压（2分）求NA.7.在压强

5、为101.33Kpa下，用清水吸收含溶质A的混合气体，平衡关系服从亨利定律.在吸收塔某截面上，气相主体溶质A的分压为4.0Kpa,液相中溶质A的摩尔分数为0.01,相平衡常数m为0.84,气膜吸收分系数Ky为2.776X10-5Kmol/（m2-s）;液膜吸收分系数Kx为3.86X10-3Kmol/（m2s）.求:气相总吸收系数KY,并分析该吸收过程控制因素；吸收塔截面上的吸收速率NA7.求KY;分析控制因素（2分）所以（1分）由计算知，气膜阻力1/Ky为3.602X104（m2-s）/Kmol,液膜阻力为2.776X10-5（m2-s）/Kmol,液膜阻力约占总阻力的0.7%,该吸收过程可视

6、为气膜阻力控制.（2分）求NA.（1分）（1分）10.用油吸收混合气体中的苯蒸气，混合气体中苯的摩尔分数为0.04,油中不含苯.吸收塔内操作压强为101.33Kpa,温度为，30C,吸收率为80%操作条件下平衡关系为Y*=0.126X.混合气体量为1000Kmol/h,油用量为最少用量的1.5倍，求油的用量L,Kmol/h.（1分）Y2=Y1（1-3A）=0.0417X（1-0.80）=0.00834（1分）由题意知,X2=0,m=0.126.（1分）求V:因题给V混（1-y1）=1000（1-0.04）=960Kmol（惰气）/h（2分）（3分）（1分）12.在一内径为0.8m,填料层高度为

7、4m的吸收塔中，用清水吸收混合气中的溶质组分A.塔内操作压强为101.33Kpa,温度为|20C,混合气体积流量为1000m3/h,进塔气相中A的组成为0.05,出塔气相中A的组成为0.01（均为摩尔分数）,吸收剂用量为96Kmol/h.操作条件下平衡关系为Y*=2X,求:吸收剂用量为最少用量的倍数；气相体积吸收总系数KGa,Kmol/（m3-hKPa）2.解:求吸收剂用量为最少用量的倍数L/Lmin.（1分）（1分）由题知:X2=0,m=2（0.5分）惰性气体摩尔流量（2分）Lmin=VX（1分）L/Lmin=96/63.8=1.5（0.5分）求气相体积吸收总系数KGa（1分）,已知Z=4m

8、（2分）Y1=Y1-mx1=0.0526-2X0.0175=0.0176（1分）Y2=Y2-mx2=Y2=0.0101因KY,a=13.在逆流操作的填料吸收塔中，用清水吸收混合气中溶质组分A.进塔气体中A的组分为0.03,出塔液相中A的组分为0.013（均为物质的量之比），吸收率为99%操作压强为101.33Kpa,温度为27C,操作条件下平衡关系为Y*=2X（X,Y为物质的量之比）,已知单位塔截面上惰性气体流量为54Kmol/（m2h）,气相体积吸收总系数KGa为0.95Kmol/（m3hKPa）.求所需的填料层高度Z.解：由题意可知:Y1=0.03,X1=0.013,X2=0,m=2（1分

9、）Y2=Y1（1-3A）=0.03X（1-0,99）=0.0003（1分）AY1=Y1-mx1=0.03-2X0.013=0,004（1分）AY2=Y2-mx2=Y2-0=0.0003（1.5分）（3分）Kya=KGaP=0.95X101.33=96.26Kmol/（m3h）（1分）题给条件：（0.5分）Z=HOGNOG=（冽） 4.在常压逆流操作的填料吸收，用清水吸收空气-氨混合气体中的氨.混合气的质量流速为580Kg/（m2h）.溶质组成为6%（体积），吸收率为99%水的质量流速为770Kg/（m2h）.操作条件下平衡关系为Y*=0.9X.若填料层高度为4m,要求用脱吸因数法求气相总传质单

10、元数NOG2）求气相总传质单元高度HOG解:用脱吸因数法求NOG清水吸收x2=0（1分）Y2=Y1（1-3A）=0.0638X（1-0.99）=0.000638（1分）混合气的平均摩尔质量Mm=MAyA+MByB=2；9-0,06）+17X0.06=28.28Kg/Kmol（2分）惰气的摩尔流速（2分）清水的摩尔流速为：（1分）（2分）m（1分）17.在逆流操作的填料吸收，用清水吸收焦炉气中的氨，氨的浓度为8g/标准m3,混合气体处理量为4500标准m3/h,吸收率为95%,吸收剂用量为最少用量的1.5倍.操作压强为101.33Kpa,温度为卜0,气液平衡关系为Y*=1.2X.气相总体积吸收系

11、数Kya为0.06Kmol/（m3h）,空塔气速为1.2m/s.求：用水量L'Kg/h;塔径D;填料层高度Z解:求用水量L',先求Lmin（2分）（1分）（1分）题意得:,M=1.2（0.5分）Kmol/s（2分）Kmol/s（2分）Kmol/s（0.5分）Kg/h（1分）求塔径D,已知u=1.2m/sm3/s（1分）m,算出的塔径还需按国家标准要求调整到D=1400mm=1.4m（分）填料层高度Z.（1分）m2（1分）m（1分）21.在逆流操作的填料吸收塔中，用清水吸收烟道气中的CO2,烟道气中的CO治量为13%体积），其余可视为空气.烟道气通过塔后，其中90%勺CO2/10

12、00gH20®作温度为|20C,压强为101.33Kpa,在操作条件下烟道气处理量为1000m3/h,气体空塔速度为0.2m/s.填料的比表面积1为93m2加3限设填料被完全湿润.平衡关系为Y=1420X臊作条件下），液相吸收总系数Kx为115Kmol/（m2h）求:用水量Kg/h塔径D,M3）吸收所需填料层高度Z,m解:求用水量L'.（1分）（1分），清水吸收X2=0（2分）Kmol/h（2分） Kmol/h（2分） Kmol/h（1分）求塔径D.,算出的塔径还需按国家标准要求园整到D=1400mm=1.4m.（2分）求填料层高度Z,题给填料全部润湿，则有（2分）（1分）（1分）（2分）（1分）22.在逆流操作的填料吸收塔中，直径为800mm填料层高度为6m;操作温度为125C,压强为101.33Kpa在操作条件下，每小时处理2000m3的混合气体含丙酮5%（体积），用清水为吸收剂.塔顶出口气体中含0.263%（体积