四川大學(xué)化工原理下冊(cè)習(xí)題集

1、1《化工原理》習(xí)題集第二章氣體吸收1、當(dāng)總壓為101.3kPa，溫度為25℃時(shí)，100克水中含氨1克，該溶液上方氨的平衡分壓為0.933kPa；若在此濃度范圍內(nèi)亨利定律適用，試求溶解度系數(shù)H和相平衡常數(shù)m（溶液密度近似取為1000kgm3）。2、含有4%（體積）氨氣的混合氣體，逆流通過(guò)水噴淋的填料塔，試求氨溶液的最大濃度，分別以摩爾分率，質(zhì)量分率，比摩爾分率，比質(zhì)量分率表示。塔內(nèi)絕對(duì)壓強(qiáng)為2.03105Pa在操作條件下，氣液平衡關(guān)系為p

2、=2000x(式中p的單位為mmHgx為摩爾分率)。3、已知NO2水溶液的亨利系數(shù)如下：溫度℃5101520253035E102kPa1.191.431.682.012.282.623.06指出下列過(guò)程是吸收過(guò)程還是解吸過(guò)程，推動(dòng)力是多少？并在xy圖上表示。（1）含NO20.003(摩爾分率)的水溶液和含0.06(摩爾分率)的混合氣接觸，總壓為101.3kPa，T=35℃；（2）氣液組成及總壓同（1），T=15℃；（3）氣液組成及溫度同

3、（1），總壓達(dá)200kPa（絕對(duì)壓強(qiáng)）。4、已知某吸收系統(tǒng)中，平衡關(guān)系為y=0.3x，氣膜吸收分系數(shù)ky=1.815104kmol(m2.s)，液膜吸收分系數(shù)kx=2.08105kmol(m2.s)，并由實(shí)驗(yàn)測(cè)得某截面上氣液相濃度分別為y=0.014，x=0.02，試求：（1）界面濃度yi、xi分別為多少？（2）液膜阻力在總阻力中所占的百分?jǐn)?shù)，并指出控制因素；（3）氣相推動(dòng)力在總推動(dòng)力中所占的百分?jǐn)?shù)。4、在吸收塔內(nèi)用水吸收混于空氣中的低

4、濃度甲醇，操作溫度為27℃，壓力為101.3kPa（絕對(duì)壓力）。穩(wěn)定操作狀況下，塔內(nèi)某截面上的氣相中甲醇分壓為5.07kPa，液相中甲醇濃度為2molm3。甲醇在水中的溶解度系數(shù)H=1.995kmol(m3.kpa.)，液膜吸收分系數(shù)kL=2.08105ms，氣膜吸收分系數(shù)kG=1.55105kmol(5、在某填料吸收塔中，用清水處理含的SO2混合氣體。逆流操作，進(jìn)塔氣中含SO20.08（摩爾分率），其余為惰性氣體?；旌蠚怏w的平均分子量

5、取28，水的用量比最小用量大65%。要求每小時(shí)從混合氣體中吸收2000kgSO2的，操作條件下氣液平衡關(guān)系為Y=26.7X，計(jì)算每小時(shí)用水量為多少m3？6、在總壓為101.3kPa，溫度為20℃的吸收塔中，用清水吸收SO2空氣混合氣體中的SO2。入塔時(shí)SO2濃度為5%（體積），要求在處理后的氣體中，SO2含量不超過(guò)1%（體積）。在101.3kPa和20℃時(shí)，平衡關(guān)系可近似寫為Y=35X。試問(wèn)：（1）逆流操作和并流操作時(shí)最小液氣比（LV）

6、min各為多少？由此可得出什么結(jié)論？（2）若操作總壓增為303.9kPa時(shí)，采用逆流操作，其最小液氣比為多少？并與常壓逆流操作的最小液氣比作比較討論。7、由礦石焙燒爐送出的氣體含SO29%（體積%），其余可視為空氣。冷卻后送入吸收塔用水399%，氣體速率為600kg惰氣（m2h），吸收劑用水，其速率為900kg（m2h）。在操作范圍內(nèi)，氨的氣液平衡關(guān)系為Y=0.9X，，受液體速率影響很小，而W氣是單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)塔截7.0YWaK氣?面的

7、氣體質(zhì)量，試計(jì)算將操作條件作下列變動(dòng)，所需填料層有何增減？（1）氣體速度增加20%；（2）液體速度增加20%；假設(shè)氣、液速率變動(dòng)后，塔內(nèi)不會(huì)發(fā)生液泛。16、已知某填料塔直徑為1米，填料層的高度為4米。用清水逆流吸收空氣混合物中的某可溶組分，該組分進(jìn)、出口濃度分別為8%和1%（摩爾分率），混合氣流率為30kmolh，操作液氣比為最小液氣比的1.24倍，相平衡關(guān)系為Y=2X，試計(jì)算：（1）塔高為3米處氣相濃度；（2）若塔高不受限制，最大吸收

8、率為多少？17、某廠有一填料吸收塔，直徑為880mm，填料層高6m，所用填料為50mm拉西環(huán)，每小時(shí)處理2000m3g丙酮空氣混合氣（T=298.15K，P=101.3kPa），其中含丙酮5%（體積%）；用水作溶劑。塔頂放出廢氣中含丙酮0.263%（體積%），塔底排除的溶液每kg含丙酮61.2g；在此操作條件下，平衡關(guān)系Y=2.0X。根據(jù)上述測(cè)得數(shù)據(jù)試計(jì)算：（1）氣相體積總傳質(zhì)系數(shù)KYa；（2）每小時(shí)回收多少丙酮；（3）若保持氣液流量V

9、、L不變，將填料層高度加高3m，可以多回收多少丙酮。18、在高度為5m的填料塔內(nèi)，用純?nèi)軇┏セ旌蠚庵械哪辰M分，在操作條件下相平衡常數(shù)m=0.6，當(dāng)LV=0.9時(shí)，溶質(zhì)回收率可達(dá)90%?，F(xiàn)改用另一種性能較好的填料在相同條件下其吸收率可提高到95%，問(wèn)此填料的體積傳質(zhì)系數(shù)是原填料的多少倍？19、在逆流操作的填料塔中，用稀硫酸吸收空氣中所含的氨（低濃度），溶液上方氨的分壓為零（相平衡常數(shù)m=0）。在下列兩種情況下，氣體與液體流率以及其他操作

10、條件大致相同，傳質(zhì)單元高度HOG都可取為0.5m，試比較所需的填料層高度有何不同？（1）要求回收率為90%；（2）要求回收率為95%。20、要從CCl4—空氣混合物中吸收所含的CCl4，處理的混合氣體量為1500kmolh，混合氣體中含CCl45%（mol%）回收率為90%，吸收塔操作壓力為101.325kPa，溫度為298K。有兩股吸收液送入塔內(nèi)，第一股含CCl42.26%（質(zhì)量%）的煤油，其量為222kmolh，從塔頂送入；第二股為

11、含CCl413.7%（質(zhì)量%）的煤油，其量為153kmolh，在塔中段液體濃度與它相同處送入。在操作條件范圍內(nèi)，平衡曲線可表示為Y=0.13X，已知吸收過(guò)程屬氣膜控制，kG=1.2kmol(，純煤油的平均分子量為170，CCl4的分子量為154，塔徑為3.5m，填料的比表面積a=110m2m3，試求：（1）填料層高度；（2）第二股煤油應(yīng)在距填料層頂部若干米處送入？（3）若將兩股煤油相混，一起從塔頂送入，欲得到同樣的回收率，塔高應(yīng)為多少？