(1) 气相中二氧化硫的平衡分压pA*,Pa;
(2) 气相中二氧化硫的平衡浓度yA*,摩尔分数。
32. 15 分 (4514) T4514
用清水逆流吸收气体混合物中的SO2(其余组分可视为惰性组分),混合气中SO2的起始体积分数为0.050,在操作条件下,气液相平衡关系式为Y*=5.0X,试分别计算液气比为4与6时,气相与液相的极限出口浓度。
33. 10 分 (4515) T4515
填料吸收塔的内径为900 mm,填料层高度为6 m,用清水逆流接触吸收空气中的丙酮。已知混合气中丙酮的摩尔分数为0.049,经吸收后要求塔顶排出的尾气中丙酮的摩尔分数不大于2.62×10-3,塔底排出每千克溶液中含丙酮不低于60 g。该吸收过程在101.3 kPa和25 ℃下进行,每小时处理气体量为2600 m3,气液相平衡关系式为Y*=2.0X,试求: (1) 该吸收过程的气相体积吸收系数; (2) 每小时可回收的丙酮量,kg。
34. 10 分 (4517) T4517
在直径为0.8 m的填料吸收塔中,用清水吸收氨的分压为2 kPa的氨—空气混合气体中的氨。已知惰性气体质量流量为1270 kg·h-1,操作平均温度为20 ℃,平均压强为101.3 kPa,平衡关系式为Y*=0.755X,气相体积吸收总系数KY a为314 kmol·m-3·h-1,若吸收率要求达99%,吸收剂用量为最小用量的1.36倍,试求所需填料层高度。
35. 15 分 (4518) T4518
常压填料吸收塔中,用清水吸收废气中的氨气。废气的体积流量为2500 m3(标准)·h-1,废气中氨的浓度为1.5×10-2 kg·m-3,要求回收率不低于98% 。若吸收剂的体积流量为3.6 m3·h-1 ,操作条件下的平衡关系为Y*=1.2X,气相传质单元高度为0.7 m,试求: (1) 塔底塔顶及全塔的吸收过程推动力(以气相摩尔比表示); (2) 气相传质单元数; (3) 填料层高度。
36. 5 分 (4520) T4520
含乙炔体积分数为0.14的乙炔—空气混合气体,在25 ℃、101.3 kPa下与乙炔水溶液接触。若乙炔溶液浓度为:0.29×10-3 kg·kg-1(H2O)，试分别确定传质过程进行的方向及开始接触瞬间的推动力(用摩尔比表示)。设乙炔的气液相平衡关系符合亨利定律,25 ℃时的亨利常数为1.36×105 kPa,乙炔的摩尔质量为26 kg·kmol-1。
37. 10 分 (4521) T4521
有一吸收塔于常压下逆流操作,用清水吸收焦炉气中的氨。焦炉气的处理量（体积流量）
188
为0.833 m3·s-1。氨的体积分数为0.10,要求氨的回收率不低于95% 。水的用量为最小用量的1.5倍。在操作温度30 ℃条件下的相平衡方程为Y*=1.2X。试求:气相传质单元数N0G和冷却水用量(m3·s-1)。
38. 10 分 (4522) T4522
在常温常压下用清水吸收氨-空气混合气中的氨,并采用逆流操作。混合气入塔和出塔的摩尔比(比摩尔分数)分别为2.0×10-2和2.0×10-3。操作条件下的相平衡方程为Y*=1.2X。实际液气比FC/FB (摩尔流量比)为最小液气比的1.2倍。若将出塔液体的一部FR分返回塔顶与原流量FC的清水混合后一并进入塔顶(已知:
FRFC＝120),则要达到原要求的分离程度,问传质
单元数N0G'将比原来增加的百分之几？(其它条件不变)。
39. 5 分 (4523) T4523
某低浓度混合气体被吸收剂吸收时,服从亨利定律。已知其气相传质膜系数kg为1.00×10-6 kmol·m-2·h-1 Pa-1,液相传质膜系数kl为0.25 m·h-1溶解度常数H为0.0040 kmol·m-3·Pa-1,试求气相吸收总系数KG,并说明该气体是易溶，难溶还是属于中等溶解度的气体。
40. 10 分 (4524) T4524
在一逆流操作的填料吸收塔中,用清水吸收氨和空气混合气中的氨。混合气的摩尔流量为0.025 kmol·s-1。混合气中含氨的摩尔分数入塔时为0.020;出塔时为0.001。吸收塔操作时的总压强为101.3 kPa,温度为293 K。在操作浓度范围内,气液系统的相平衡方程为y*=1.2x,气相体积吸收总系数KY a为0.0522 kmol·m-3·s-1。若塔径为1 m,实际液气比为最小液气比的1.2倍,试求所需填料层高度。
41. 5 分 (4526) T4526
已知在1.013×105 Pa(绝压)下,100 g水中含氨1.0 g的溶液上方的平衡分压为9.87×102 Pa,试求:
(1) 溶解度常数H; (2) 亨利常数E; (3) 相平衡常数m。
(设稀氨水的密度近于水,即为1000 kg·m-3)
42. 10 分 (4528) T4528
在 20℃,101.3 kPa时,用水吸收空气中的某有害气体。已知气膜传质系数kg =3.45×10-6 kmol·m-2·s-1·kPa-1,液膜传质系数kl=2.02×10-4 m·s-1,气液平衡关系式为p*=k mol·m-3·kPa-1。试求:
189
CH，H=1.53
(1) 气相吸收总系数KG与KY; (2) 液相吸收总系数KL与KX。
43. 15 分 (4532) T4532
拟用内径为1.8 m逆流操作的吸收塔,在常温常压下吸收氨—空气混合气中的氨。已知空气的摩尔流量为0.14 kmol·s-1,进口气体中含氨的体积分数为0.020,出口气体中含氨的体积分数为0.0010,喷淋的稀氨水溶液中氨的摩尔分数为5.0×10-4，喷淋量为0.25 kmol·s-1。在操作条件下,物系服从亨利定律,Y*=1.25 X,体积吸收总系数KY a=4.8×10-2 kmol·m-3·s-1。试求:
(1) 塔底所得溶液的浓度;
(2) 全塔的平均推动力?Ym; (3) 吸收塔所需的填料层高度。
44. 10 分 (4533) T4533
在高度为6 m的填料塔内,用纯吸收剂C吸收气体混合物中的可溶组分A。在操作条件下相平衡常数m=0.5。当单位吸收剂耗用量FC/FB =0.8时,吸收率可达90% 。现改用另一种性能较好的填料,在相同操作条件下其吸收率提高到95%,试问改换填料后气相体积吸收总系数(KY a)将有何变化?
45. 10 分 (4534) T4534
石油炼制排出的气体中含有体积分数为0.0291的H2S,其余为碳氢化合物。在一逆流操作的吸收塔中用三乙醇胺水溶液去除石油气中的H2S,要求吸收率不低于99% 。操作温度为27 ℃,压强为0.10 MPa时,气液两相平衡关系式为Y*=2.0 X。进塔三乙醇胺水溶液中不含H2S,出塔液相中H2S的摩尔比（比摩尔分数）为0.013。已知单位塔截面上单位时间流过的惰性气体量为15 mol·m-2·s-1,气相体积吸收总系数KY a为40 mol·m-3·s-1。试求吸收塔所需填料层高度。
46. 10 分 (4536) T4536
在表压强为1.42 MPa和温度为25 ℃下,用清水吸收二氧化碳与空气混合气中的二氧化碳。已知混合气中CO2的体积分数为0.26。试计算:
(1) 混合气中CO2的分压、摩尔分数和摩尔比(比摩尔分数);
(2) 当吸收率为96%时,尾气中CO2的分压、摩尔分数和摩尔比(比摩尔分数); (3) 当尾气中CO2的体积分数为0.036时的吸收率。
47. 5 分 (4538) T4538
在某填料吸收塔中,在常温常压下用清水对含SO2的混合气体进行逆流吸收操作。混合气中含SO2的摩尔分数为0.08,其余为惰性气体。已知水的用量比最小用量大65%,若要求每小时从混合气中吸收2.0×103 kg的SO2,问每小时的用水量为多少立方米?
已知在该操作条件下，气相平衡关系式为Y*=26.7X，二氧化硫的摩尔质量为64
190
kg·kmol-1。
48. 10 分 (4539) T4539
在塔径为0.2 m,填料层高度为4.0 m的吸收塔中,用清水吸收空气中的丙酮。已知进塔气体中丙酮的摩尔分数为0.060,出塔气体中丙酮的摩尔分数为0.0030,混合气的体积流量为16.8 m3·h-1,每100 g出塔吸收液中含丙酮6.2 g,在27 ℃和0.10 MPa操作条件下,物系平衡关系式为Y*=2.53 X,试求:
(1) 气相体积吸收总系数KY a;
(2) 每小时吸收的丙酮量,kg·h-1。 (丙酮的摩尔质量为58 kg·kmol-1)
49. 10 分 (4541) T4541
有一个填料吸收塔,塔径为800 mm,填料层高度为6 m,填料比表面积为93 m2·m-3。该塔在25 ℃和0.10 MPa下用清水吸收混合气体中的丙酮。已知每小时处理2000 m3混合气体，混合气中丙酮的体积分数为0.05,其它为惰性气体。若要求吸收率为95%,塔底出口溶液浓度为0.065 kg(丙酮)·kg-1(水),气液平衡关系式为Y*=2.0 X,当填料表面只有90%被润湿时，试求:
(1) 吸收过程的平均推动力?Ym; (2) 吸收速率GA;
(3) 气相吸收总系数KY ;
(4) 吸收剂的质量流量qm,C , kg·h-1 。
50. 10 分 (4542) T4542
某实验塔用的?25 mm×25 mm×2.5 mm瓷环作填料,充填高度为4.4 m,塔径为0.8 m,在25 ℃和0.10 MPa时用清水吸收空气中的丙酮。混合气中丙酮的体积分数为0.48,混合气的体积流量为1700 m3·h-1。若要求吸收率不低于96%,出塔溶液中丙酮的摩尔分数为0.02,物系的相平衡关系式为Y*=2.0 X,试求: 该塔的 (1) 喷淋密度;
(2) 气相体积吸收总系数KY a。
51. 10 分 (4543) T4543
拟用逆流操作的吸收塔,在常压下用清水吸收空气中的CO2。若塔底进入的混合气体中含CO2的体积分数为0.060和塔底出口溶液含CO2的摩尔分数为4.0×10-5，且要求两者均保持不变,当操作温度由20 ℃改为10 ℃时,塔底的传质推动力(y1-y1*)将有何变化?
(已知:20 ℃时体系的亨利常数E20 ℃=1.44×105 kPa;10 ℃时体系的亨利常数E10 ℃=1.05×105 kPa。)
52. 10 分 (4544) T4544
拟用逆流操作的吸收塔,在101.33 kPa,20 ℃时用水吸收空气中的CO2。若塔底进入的气
191
体混合物中含CO2的体积分数为0.06和塔底出口溶液中CO2的摩尔分数x1=0.4×10-4，且要求两者均保持不变,问操作压强增加1倍时,塔底传质推动力(y1-y1*)将会增加多少倍?(已知:20 ℃时,该体系的亨利常数E=1.44×105 kPa)
53. 10 分 (4545) T4545
在常压下,在逆流操作的降膜湿壁塔中,用水吸收空气中某种有害气体。在20 ℃时,测得塔底进塔气体中有害物质的摩尔分数y1=0.04,塔底流出溶液中有害物质的摩尔分数x1=0.008,该物系的平衡关系服从亨利定律,且已知溶解度常数H=1.8 mol·m-3·Pa-1,塔底两相的传质膜系数分别为kg =4.4×10-5 mol·m-2·s-1·Pa-1 ,kl=8.2×10-4 m·s-1,试求该塔塔底处的传质速度NA，mol·m-2·s-1。
54. 10 分 (4547) T4547
由矿石焙烧炉送出来的气体冷却到20 ℃后,再送入逆流操作的填料吸收塔中,用清水洗涤以除去其中的SO2。已知,在平均操作压强为101.3 kPa下,气、液两相的平衡关系式为Y*=30 X。在操作条件下,每小时进塔的炉气体积为1000 m3,其中含SO2的体积分数为0.090,其余为惰性气体。若要求SO2的回收率为90%,吸收剂用量为最小用量的1.2倍,试计算: (1) 吸收剂的质量流量; (2) 溶液出口浓度; (3) 实际操作液气比。
55. 10 分 (4548) T4548
已知:NA=KY (Y-Y*)=KX (X*-X)及NA=kY (Y-Yi )=kX (Xi-X) 试证明:
1KY1KX=
mkX1+
1kY1kX
=
mkY+
56. 10 分 (4549) T4549
在压强为101.3 kPa 温度为20 ℃下,用水吸收空气中的氨,相平衡关系符合亨利定律,亨利常数为8.33×104 Pa。在定常操作条件下,吸收塔中某一个横截面上的气相平均氨的摩尔比（比摩尔分数）为0.12,液相平均氨的摩尔比（比摩尔分数）为6.0×10-2,以?Y为推动力的气相传质膜系数kY =3.84×10-1 mol·m-2·s-1,以?X为推动力的液相传质膜系数kX =10.2 mol·m-2·s-1,试问:
(1) 以?Y为推动力的气相总传质系数为多大? (2) 此种吸收是液膜控制还是气膜控制?
(3) 该截面上与气液界面处的气液两相浓度为多少?
192