化工原理第五章 吸收 题.docx

六吸收浓度换算2.1甲醉15%(质量)的水溶液，其密度为970Kgm3,试计算该溶液中甲醉的：(1)摩尔分率；(2)摩尔比;(3)质量比;(4)质量浓度;(5)摩尔浓度。分子扩散2.2估算Iatm与293K下氯化氢气体(HC1.)在空气,(2)水(极稀盐酸)中的扩散系数。23一小管充以丙酮,液面距管口11.cm,20C空气以肯定速度吹过管口,经5小时后液面下降到离管口2.05cm,大气压为750mmHg),丙酮的蒸汽压为180mmHg,丙酮液密度为7900kgm%计算丙酮蒸汽在空气中的扩散系数.2.4 浅盘内盛水。水深5mm,在Iatm乂298K卜罐分子扩散渐渐蒸发到大气中。假定传质阻力相当于3mm厚的静止气层,气层外的水蒸压可忽视,求蒸发完所需的时间。2.5 一填料塔在常压和295K下操作，用水除去含疑混合气体中的疑。在塔内某处，氨在气相中的组成y,=5%(摩尔百分率液相氨的平衡分压P=660Pa,物质通量NA=IoIkmo1./n?S,气相扩散系数DG=O24cr112s,求气膜的当量厚度。相平衡与亨利定律2.6 温度为Ioe的常压空气与水接触,氧在空气中的体积百分率为21%,求达到平衡时辄在水中的最大浓度，(以gmT摩尔分率表示)与溶解度系数。以gr113atm与(kmo1.m3Pa表示。2.7 当系统听从亨利定律时，对同一温度和液相浓度，假如总压增大一倍则与之平衡的气相浓度(或分压)（八）Y增大一倍；(B)P增大一倍;(C)Y减小一倍;(D)P减小一倍。2.8 25CC与Iatm下,含CO22。,空气80%(体积)的气体In?,与Inr3的清水在容积211j的密闭容器中接触进行传质,试问气液达到平衡后，(I)CO2在水中的最终浓度与剩余气体的总压为多少？(2)刚起先接触时的总传质推动力AP,Ax各为多少？气液达到平衡时的总传质推动力又为多少？2.9 在填料塔中用清水汲取气体中所含的丙酮蒸气,操作温度20C压力Iatm0若已知气相与液相传质分系数(简称传质系数)ko=3.5×104kmo1.(m2.s.atm),k,=15X104Ims,平衡关系听从亨利定律,亨利系数E=32atm,求Kg、Kx.Ky和气相阻力在总阻力中所占的比例。2.10 在一填料塔中用清水汲取混合气中的氨。汲取塔某一截面上的气相浓度y=0.1,液相浓度x=0.05(均为摩尔分率)。气相传质系数ky=3.84×104kmo1.(m2.s.y),液相传质系数kx=1.02×1.()2kmo1.(m2.s.x),操作条件下的平衡关系为y=1.34x,求该栈面上的：(1)总传质系数Ky,kmo1.(m2.s.y);(2)总推动力Ay;(3)气相传质阻力占总阻力的比例；(4)气液介面的气相、液相浓度y：和通。习题12附图2.13 在填料塔中用纯水逆流汲取气体混合物中的SO2,混合气中SO2初始浓度为5%（体积）,在操作条件下相平衡关系y=50x,试分别计算液气比为4和6时,气体的极限出口浓度（即填料层为无限高时,塔气体出口浓度）与画出操作线。2.14 在汲取过程中，一般按图1设计，有人建议按图2流程设计汲取塔，试写出两种状况下的操作线方程，画出其操作线，并用图示符号说明操作线斜率和塔顶、底的操作状态点。VYI1.XVY.1.Xi1.'X,习题14附图设计型计算2.15 用填料塔以清水汲取空气中的丙酮，入塔混合气肽为1400Nnh,其中含丙酮4%（体积%）,要求丙酮回收率为99%,汲取塔常压逆流操作，操作液气比取最小液气比的1.2倍,平衡关系为y=1.68x,气相总传质单元高度HOG=O.5m求：（1）用水成与水溶液的出口浓度Xb（2）填料层高度Z（用对数平均推动力法计算Noo）o2.16 某工厂拟用清水汲取混合气体中的溶质A,清水用量为4500kgh,混合气体量为2240N117h,其中溶质A的含量为5%（体积%）,要求汲取后气体中溶质含量为0.3%,上述任务用填料塔来完成,已知体积总传质系数Ka为307kmo1.m3.h）,平衡关系为y=2x,如塔径已确定为1m,求填料层高度为多少m?（NOG用汲取因数法）VrVYi1.X.2.17 用填料塔从一混合气体中汲取所含苯。进塔混合气体含苯5%（体积仃分数）,其余为格性气体。回收率为95%。汲取塔操作压强为780mmHg,温度为25,进入填料塔的混合气体为100omah°汲取剂为不含苯的煤油。煤油的耗用量为最小用收的15倍。气液逆流流淌，已知该系统的平衡关系为Y=014X（式中Y、X均为摩尔比）。已知气相体积总传质系数Ka=125kmo1.m3.h0煤油的平均分子量为170KgKmo1.°塔径为0.6m。试求：煤油的耗用电为多少Kg/h?媒油出塔浓度Xi为多少？（3）填料层高度为多少m?习题17附图（4）汲取塔每小时回收多少Kg苯？（5）欲提高回收率可采纳哪些措施?并说明理由。2.18 在逆流操作的填料塔内,用纯溶剂汲取混合气体中的可溶解组分。已知:汲取剂用量为最小地的1.5倍，气相总传单元高度HOO=1.1.1.m,（HOO=GB/Na,其中GR惰性气体的流率，Kmo1.m2.s;Ka-以气相摩尔比策为总推动力的气相体积总传质系数Kmo1.m3.s.Y）,操作条件下的,F衡关系为Y=mX（YX-摩尔比）,要求A细分的回收率为90%,试求所须填料层高度。在上述填料塔内,若将混合气体的流率增加10%,而其它条件（气、液相入塔组成、吸收剂用敬、操作温度、压强）不变,试定性推断尾气中A的含球与汲取液组成将如何变更？已知KaocG°7。2.19 在常压填料逆流汲取塔中,用清水汲取混合气体中的朝,混合气量为2000m3h,M中氨的流肽为16011h,出口气体中氨的流fit为4nh,操作温度为201C,平衡关系为Y=1.5X,传质系数KY=O.45KmOI/m?hZXY（均按摩尔比表示),试求:(1)汲取率n为多少?若汲取剂员为最小用我的1.2倍时,求溶液的出口浓度。(2)已知塔径为1.2m,内充25X25X3的乱堆填料拉西环,填料有效比面积约200m2m3,求填料层高度。(3)若使V、Y、4X1不变,而使汲取剂改为含氨OJ%(m1.o%)的水溶液时，填料层高度方何变更(KY可视为不变)。习题21附图2.20 在填料塔内稀硫酸汲取混合气体中的数(低浓度),公的平衡分压为零(即相平衡常数m=0),在下列三种状况下的操作条件基本相同，试求所需填料高度的比例：(1)混合气体含氨1%,要求汲取率为90%;(2)混合气体含氨1%,要求汲取率为99%;(3)混合气体含螭5%,要求汲取率为99%。对上述低浓度气体，汲取率可按r=(Yb-Ya)/Yb计算。2.21 用图示的A、B两个填料汲取塔,以清水汲取空气混合物中的SO?,已知系统的平衡常数m=1.4,塔的HOG=1.2m,气体经两塔后总汲取率为091,两塔用水量相等，且均为最小用量的1/0.7倍，试求两塔的填料层高度。掾作型计算2.22 含经15%(体积%)的气体通过填料塔用清水汲取其中的很。平衡关系y=0.8x,液气摩尔比1.G=094,总传质单元高度HOG=04m,填料层高度h0=6m0(1)求出塔气体中找的浓度(或汲取率)；(2)可以采纳哪些措施提高汲取率n?如欲达到汲取率为99.5%,对你所实行的措施作出估算。2.23 空气中含丙酮2%(体积%),在填料塔中用水汲取.填料层高度h。=Iom,混合气体摩尔流率G=0.024kmo1.m2.s1.,水的摩尔流率1.=0.065kmo1.m2.s),气相传单元高度HG=0.76m,液相传质单元高度Hb=0.43m,操作温度F的亨利常数E=177KNm2,操作压力为100KNmT求出口气体浓度。2.24 用不含溶质的汲取剂汲取某气体混合物中的可溶组分A,在操作条件下,相平衡关系为Y=mX°试证明：(1.V)min=mf式中为溶庾的汲取率。(!)若液气比(摩尔比,下同)为2.5时,汲取率=%若液气比为1.5时,汲取率=%14 .在逆流操作的汲取塔中,其操作线与平衡线如图，若其他操作条件不变而系统温度增加(设温度对Sc的影响可啕则塔的气相总传质单元高度HOC将。气体出口浓度yi1.将,液体出口浓度Xb将»诂在y-图上示意画出新条件下的操作线与平衡线。15 .在低浓度难溶气体的逆流汲取塔中,若其他条件不变,而人口液体埴增加,则此塔的液相传质单元数N1.将,而系统的气相总传质单元数NOG将,气体出口浓度Ya将。16 .用逆流操作的汲取塔处理低浓度易溶溶质的气体混合物，如其他操作条件不变,而入口气体的浓度y1.,增加,则此塔的液相总传质单元数NO1.将,出口气体组成外将,出口液相组成Xb将,(提示:塔内平均推动力可按算术平均计算)17 .提高汲取剂用敬对汲取是有利的。当系统为气膜限制时,Kya值有何变更?I=；系统为液膜限制时,K,a值有何变更?。设计中采纳液气(1.G)=(1.G)min1.1.>j,ym=,塔高H=。式：.习题20附图x19.在低浓度溶质系统逆流汲取操作中,其平衡线与操作线如下图，若气液摩尔流量和入口绡成(摩尔分率)不变,但操作压力降低。请在y-图上示意画出操作线和平衡线的变动状况；(2)此时气相出口组成以将而液相出口组成Xb将o20.如图：请在Y-X图上绘出两塔操作线。双膜理论的要点是：(i)；(ii)_一(iii)。21(1)在填料塔中用清水汲取混合气中NH3,当水泵发生故障,上水所削减时,气相总传质单元数Noo（八）增加；(B)削减；(C)不变。(2)依据双膜理论,当被汲取组分在液体中溶解度很小时,以液相浓度表示的总传质系数.（八）大于液相传质分系数；(B)近似等于液相传质分系数；(C)小于气相传质分系数；(D)近似等于气相传质分系数。(3)气体汲取计算中表示设备(填料)效能凹凸的一个量是而表示传质任务难易程度的一个员是。22 .选择题乂在正确答案卜.划一横道）U）双组分志向气体混合物中,组分A的扩散系数是（A系统的物质属性,B蛆分A的物质属性，C只取决于系统的状态）当系统总浓度增加时,此扩散系数将（A增加，B削减，C不变，D不定）。当系统中组分B的分子盘增加时,此扩散系数将（A增加,B削减，C不变，D不定）（2）对含低浓度溶质的气体与溶液的平衡系统，溶质在气相中的摩尔浓度与其在液相中摩尔浓度的差值是（A正值，B负值，C等于零，D不定）23 .请将你认为最准确的答案填在（）内：用纯溶剂汲取混合气中的溶质。在操作范围内,平衡关系满意享利定律,逆流操作。当入塔气体浓度W上升，而其它入塔条件不变，则气体出塔浓度丫2和汲取率n的变更为：（）（八）丫2上升,nF降;（BM降R上升；（CM升,不变；（DM升，n变化不确定。（2）某汲取过程,已知其气相传质分系数Ky=4x1.O<Kmo1.m2s,液相传质分系数Kx=8×IO4KmO1./m2s,由此可知该过程为:（）（八）液膜限制；（B）气膜限制；（C）推断依据不足；（D）气膜阻力和液膜阻力相差不大。24 .选择题:（在正确答案下划一横道）在填料塔中,低浓度难溶气体逆流汲取时,若其他操作条件不变,但人口气量增加,则:气相总传质单元数Ntx3将（A增加，B削减，C不变）出口气体组成外将（A增加，B削减，C不变）出口液体组成Xb将（A增加，B削减，C不变）25 .选择题乂在正确答案下方划一划横线）低浓度的气膜限制系统,在逆流汲取操作中,若其他操作条件不变,而入口液体组成XiI增高时,则气相总传质单元数NoG将（A增加，B削减,C不变，D不定）气相总传质单元高度Hog将（A增加,B削减，C不变，D不定）气相出口组成ya将（A增加,B削减,C不变，D不定）液相出口组成Xb将（A增加，B削诚，C不变，D不定）26 .选择题乂在正确答案卜方划一横道）（1）双组分气体（A,B）在进行定常分子扩散J.与NA分别表示在传质方向h某截面处溶质A的分子扩散速率与传质速率,当整个系统为单向扩散时：IJaI（A大于,B等于,C小于）IJbIINaI（A大于,B等于,C小于）INBI气膜限制系统的逆流解吸塔操作中,如气量与液唬同比例削减,则气体出口组成.（A增加,B削减，C不变）,而液体出11组成Xb（A增加,B削减，C不变）27 .选择题乂在正确答案下方划一横道）（1）正常操作Z的逆流汲取塔，若因某种缘由使液体依削减以致液气比小于原定的最小液气比时,下列哪些状况将发生？A出塔液体浓度Xb增加,回收率增加；B出塔气体浓度增加,但Xb不变；C出塔气体浓度与出塔液体浓度均增加；D在塔卜部将发生解吸现象。28 .选择题乂在正确答案卜.划一横道）U）试取室用水汲取空气中的CO?,基本上屈于（A气膜限制，B液膜限制,C两相扩散限制）。其气膜中的浓度梯度（A大于,B等于，C小于）液膜中的浓度梯度（均换算为对应的液相组成表示）。气膜阻力（A大于,B小于,C等于）液膜阻力。（2）汲取塔操作时,若脱吸因数mG/1.增加,而气液进口组成不变,则溶质回收率将（A增加,B削减,C不变,D不定）,而出塔液体浓度将（A增加,B削减,C不变,D不定）29 .最大汲取率I1.maX与无关。（八）液气比（B）液体入塔浓度X2（C）相平衡常数m（D）汲取塔型式单向扩散中的漂流因子O（八）>1(B)<1(C)=I(D)不肯定已知SO2水溶液在三种温度t,t2,t3下的亨利系数分别为E=0.0035atm,E2=0.011.atm,E3=O.00652atm,M1J（八）tj<tj(B)t3>t2(C)t>t2(D)t3Vt130 .选择题(在正确答案下划一横道)扩散通盘式JA=-D(dCAdZ)=-JB(可以用于多组分系统,只能用于双组分系统，只能用于稀溶液,只能用于志向气体,只施用于液相,可以同时用于液相或气相系统)。(2)逆流操作的填料汲取塔,当汲取因数A<1.且填料为无穷高时,气液两相将在：(A塔顶，B塔底，C塔中部)达到平衡。31 .选择题：(按a增加,b削减,c不变填入括号内)含低浓度溶质的气体在逆流汲取塔中进行汲取操作,若其他操作条件不变,而入口气体量增加,则对于气膜限制系统：其出口气体组成ya将();出口液体组成Xb将();溶质回收率将()。32 .选择题乂按a增加,b削减,c不变填入括号内)U)双组分志向气体进行定常单向扩散,如维持气相各部分PA不变，则在下述状况下，气相中的传质通讨NA将如何变更？总压增加,N/）温度增加,Na（）q相中惰性组分的摩尔分率削减，则Na（）（2）随温度增加,气体的溶解度（）,享利系数E（）o33 .选择题（按a增加,b削减储不变填入括号内）（1）对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统,当温度和压力不变,而液相总浓度增加时其溶解度系数H将（）,享利系数E将（）。（2）在常压卜.用水逆流汲取空气中的Co2,若将用水或增加则出口气体中的CO?含员将（），气相总传质系数KG将（）,出塔液体中CO?浓度将（）034 .在汲取塔某处,气相主体浓度y=0025,液相主体浓度x=001,气相传质分系数Ky=2Kmo1.m2h,气相总传质系数Ky=05Kmo1.r112h,则该处气液界面上气相浓度K应为（）,平衡关系y=05x°（八）0.02,（B）0.01,（C）0.015,（D）0.00535 .选择题（请在正确答案卜.方划一横道）（1）在一个低浓度液膜限制的逆流汲取塔中,若其他操作条件不变,而液量与气量成比例同时增加,则:气体出I1.组成y,为（A增加B削减C不变D不定）液体出口组成Xb为（A增加B削减C不变D不定）回收率将（A增加B削减C不变D不定）（2）传质速率NA等于分f扩散速率JA的条件是:A单向扩散，B双向扩散，C湍流流淌，D定常过程36 .选择题（在正确答案下方划一横道）低浓度液膜限制系统的逆流汲取,在塔操作中,若其他操作条件不变,而入口气量力所增加,则：液相总传质单元数No1.（A增加，B削减，C基本不变，D不定）液相总传质单元高度Ho1.（A增加，B削减，C基本不变，D不定）气相总传质单元高度Ho0（A增加，B削减，C基本不变，D不定）操作线斜率将（A增加，B削减，C基本不变，D不定）37 .选择题（在正确答案卜方划一横道）对解吸因数S=0.5的系统进行逆流汲取,y'=mx,当塔高为无穷大时,yt将（A大于,B小于,C等于）y；,塔顶气相出口浓度yf,将（A大于,B小于C等于）y,（2）若系统压力削减一倍,而气液摩尔流砧与进口组成均不变,则此时气体入口组成yb将（A大于,B小于,C等于）y（3）采纳化学汲取可使原来的物理汲取系统的液膜阻力（A增加,B削减,B不变），气膜阻力（A增加,B削减,C不变）。