2012年考研主观题库（下册含答案）
主观试题
1. 用纯溶剂S吸收混合气体中溶质A。操作条件为P=1atm，t=27℃。已知：惰性气体的质 流量速为5800Kg/(m2.h)，惰性气体的分子量为29，气相总传质单元高度ＨoG＝0.5m，塔内各截面上溶液上方溶质A的分压均为零（即相平衡常数m=0）。试计算：
1.下列三种情况所需填料层高度各为若干m； （1）A的入塔浓度y1=0.02，（2） 吸收率90%； （3）A的入塔浓度y1=0.02，（4） 吸收率99%； （5）A的入塔浓度y1=0.04，（6） 吸收率90%；
2.填料层的气相体积吸收总系数ＫGa ，Kmol/(m3.s.atm)，指出气膜阻力占总阻力
的 百分数；
3.在操作中发现，由于液体用量偏小，填料没有完全润湿而达不到预期收率，且
由于
溶 剂回收塔能力所限，不能再加大溶剂供给量，你有什么简单有效措施可保证设计
吸收率？ j06c20002 6
某厂拟安装填料吸收塔，用水回收尾气中的有用组成Ａ。每小时处理2000Ｍ3（标 态）含５％（体积百分比）Ａ和空气的尾气。塔顶送出的尾气含０.２６３％Ａ（体积百分率），塔底送出的溶液每公斤含６１.２克Ａ。在此操作条件下，平衡关系Y=2.0X。
问
1 每小时能回收多少Ａ；
2 若在此操作条件下传质单元高度为０．７ｍ，填料高为多少。Ａ的分子量为
５８。
3 欲使Ａ的回收量增加２％，填料高应增加多少？
j06c15003 4
在填料高度为５ｍ的常压填料塔内，用纯水吸收气体混合物中少量的可溶性组分，气 液逆流接触，液气比为1.5，操作条件下平衡关系Ｙ＝１．２Ｘ，溶质的回收率为９０%, 若保持气两相流量不变，欲将回收率提高到９５％，问填料层高应增加
多少ｍ？
（假设其气相的体积吸收总系数Ｋ为定值）
j06b15004 2
含甲醇１５％（质量）的水溶液，其密度为９７０Kg/m3，试计算该溶液中甲醇
的：
（1 ）摩尔分率； （２）摩尔比
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（３）质量比 （４）质量浓度 （５）摩尔浓度
j06c20005 8
某厂吸收塔填料层高４m ，用水吸收尾气中的公害组分Ａ。在此情况下，测得的
浓度如所示。已知平衡关系为y=1.5x，求：
（1） 气相总传质单元高度； （2） 操作液气比为最小液气比的多少倍；
（3） 由于法定排放浓度y2必须≤０．００２所以拟将填料层加高；若液气比不变，
问填料层应加高多少；
（4） 画出加高前后，吸收操作线的示意图。 Xa=0 Ya=0.004
j06b15006 4
3
尾气 Y1=0.03 在直径为０．８ｍ的填料塔中，用１２００Kg/h的清水吸收空气和ＳＯ2混合气中的 X1=0.008 ＳＯ2，混合气量为１０００ｍ（标准）/h，混合气含ＳＯ2１．３％（体积），要求回收率９９．５％，操作条件为２０℃、１atm，平衡关系为ye=0.75x，总体积传质系数Ｋ＝０．０５５Kmol/m3.s,atm，求液体出口浓度和填料高度。 j06b15007 8
常压２５℃下，气相溶质Ａ的分压为０．０５４大气压的混合气体分别与 １）溶质Ａ浓度０．００２mol/l的水溶液；
（1） 溶质Ａ浓度为０．００１mol/l的水溶液； （2） 溶质Ａ浓度为０．００３mol/l的水溶液； 接触，求以上二种情况下，溶质Ａ在二相间的转移方向。
（3） 若将总压增至５大气压，气相溶质的分压仍保持原来数值。与溶质Ａ的浓度为 ０．００３mol//l的水溶液接触，Ａ的传质方向又如何？
注：工作条件下，体系符合亨利定律。亨利常数Ｅ＝0.153１０4大气压。 j06c15008 7
在一逆流操作的填料塔中，用含Ａ组分0.2%的矿物油吸收混合气中的Ａ组分。已知进混合气中Ａ组分的含量为y1=１．５％（以上均为mol％），操作压力为１atm。 系统平衡关系服从拉乌尔定律。操作温度下Ａ组分的饱和蒸汽压为３８０mmHg。 试求: (1) 出口矿物油中Ａ组分的最大浓度。
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(2) 若Ａ组分的回收率为８５％，求最小液气比。
(3) 当吸收剂用量为最小用量的３倍时，气相总传质单元高度ＨoG=1.2m, 求填料层高度。（此时回收率不变） j06c20009 6
某逆流操作的吸收塔，用清水洗去气体中的有害组分。已知该塔填料层总高度为9m，平衡关系：y=１．４Ｘ，现场测得气体进、出口浓度为yb=０．０３，ya=０．００２，液体出口浓度为 xb=０．０１５(均为摩尔分率)。试求：
（１）操作液气比L/G及出塔溶液的饱和度φ（实际浓度比饱和浓度）； （２）气相总传质单元高度ＨoG；
（３）如果限定气体出口浓度ya' =０．００１５，为此拟增加填料层高度，在保持液气比不变的条 件下应增加多少？ j06b15010 8
在塔径为 1.33ｍ的逆流操作的填料吸收塔中，用清水吸收温度为２０℃，压力为１atm的混合气体中的CO22，混合气体处理量为１０００ｍ3/h，CO22含量为１３％ （体积），其余为惰性气体，要求CO22的吸收率为９０％，塔底的出口溶液浓度为０．２g CO22／１０００g Ｈ2Ｏ，操作条件下的气液平衡关系为Y=１４２０X（式中 Y、X均为摩尔比），液相体积吸收总系数Kxa１０６９５kmol/m?.h，CO2 分子量 为４４，水分子量为１８。试求：1 吸收剂用量（kg/h）； 2 所需填料层高度（m）。 j06b10011 2
当系统服从亨利定律时，对同一温度和液相浓度，如果总压增大一倍则与之平衡的气相浓度（或分压）(A) y增大一倍；(B) p增大一倍；(C) y减小一倍；(D) p减小一倍。有一填料吸收塔，逆流操作，气体由塔底进入，吸收剂从塔顶淋下，该过程的平衡线 与操作线如下图，试将下列有关参数表示在图上。 1 塔顶、塔底气液组成； 2 作出最小液气比时的操作线； 3 理论上塔底可获得的最大浓度。 j06a10013 4
用不含溶质的吸收剂吸收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：（Ｌ／Ｖ）m i n ＝mη 式中η为溶质Ａ的吸收率。 j06c15014 2
在吸收过程中，一般按图１设计，有人建议按图２流程设计吸收塔，试写出两种情况下的操作线方程,并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。
V’ ya L’,Xa V’ ya L’,Xa L’,Xa’
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下图(a)、(b)为吸收、解吸联合操作的操作线及流程。操作中，若增加解吸气用量, 而其它操作条件均不变，试在原(a)图中绘出新工况下的吸收和解吸操作线。
Yc Yb Xa Xa Yc 1 2 1 2 Ya Xc Xb Xb1 Ya Xb2 Ya1 w06b10016 2
在解吸塔中，若气、液入口浓度相同，塔又足够高，则当mG/L>1及mG/L<1时，其结果有何不同？(在Y-X 图上加以说明) w06a10017 3
在测定用清水吸收空气中氨的体积吸收总系数Ｋ的实验中，为什么要测定空气的流量(要求列出公式说明)？若用转子流量计测量空气流量时，除了读取流量计指示值外, 为了得到Ｋ，还需要测量那些数据？为什么？ w06b10018 2
根据吸收的操作流程图，在 y-x图上绘出相应的操作线和平衡线的示意图，并在图中相应标出各塔进出口浓度。设吸收剂最初不含溶质。 j06b10019 4
按图示流程画出平衡线与操作线示意图：
１．(1)低浓度气体吸收 ２． (1)低浓度气体吸收 (2)部分吸收剂循环 (2)气相串联 (3)Ｌ＝Ｖ (3)液相并联 Ｌ＝Ｖ j06b15020 7
在常压填料吸收塔中，用清水吸收废气中的氨气。废气流量为 ２５００m3/h（标准状态），废气中氨的浓度为15g/m3，要求回收率不低于９８％。若吸收剂用量为３．６ m3/h，操作条件下的平衡关系为Y=１．２X，气相总传质单元高度为０．７ｍ。 试求：
Ａ 塔底、塔顶及全塔的吸收推动力（气相）； Ｂ 气相总传质单元数；
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Ｃ 总填料层高。 j06d20021 8
某填料吸收塔用清水逆流吸收丙酮、空气混合气中的丙酮。原工况下，进塔气体中含 j丙酮1.5%（摩尔百分率，下同），操作液气比为最小液气比的１．５倍，丙酮回收率可９９％现气体入塔浓度降为１．０％，进塔气量提高２０％，吸收剂用量，入塔浓度，温度等操作条件均不变。已知操作条件下平衡关系满足亨利定律，总传质系数K，a∝G 0.8 试求：（１）新工况下丙酮回收率；
（２）若仍将回收率维持在９９％，则新工况下所需填料层高度为原工况的多少倍？ j06b10022 4
用水作为吸收剂来吸收某低浓度气体生成稀溶液（服从亨利定律），操作压力为850[mmHg]相平衡常数m=０．２５，已知其气膜吸收分系数ＫG=1.25 [Kmol/m2.h.atm]，液膜吸收分系数ＫL＝０．８５ [ｍ/ｈ]，试分析该气体被水吸收时, 是属于气膜控制过程还是液膜控制过程？ j06d20023 9
某混合气体以5000ｍ3/h（标准状况下）进入逆流吸收塔，入口气体浓度 Y1=0.013摩尔比，以下同)，要求的吸收率为η＝０．９９，吸收剂用量为最小吸收剂用量的1.5倍，溶剂进口浓度X2=０。已知操作条件下的平衡关系为Y=1.2X，Ｋya＝２００kmol/m3.h，塔截面积为 ＝１．４m2，且Ｋya∝Ｕ0.7?（此处Ｕ为空塔气速）。 ① 求传质单元数ＮoG，传质单元高度ＨoG和填料层高度Ｚ；
② 若将该塔的进塔气体增至５５００ｍ3/h（标准状况下），要求吸收率不变，在 其他条件不变情况下，问吸收剂用量需要增加多少？（设气液量增加后，塔仍能正常操作）。 j06d2002410
一填料吸收塔，填料层高度为３米，操作压强为1atm，温度为２０℃。用清水吸收空气－氨混合气中的氨，混合气体的质量速度为５８０kg/m2.h，其中含氨６％(体积％),要求吸收率为９９％，水的质量速度为７７０kg/m2.h。已知该塔在等温下逆流操作，操作条件下的平衡关系为ye=０．７５５x。 试求：（１）出口氨水浓度；
（２）以气相组成表示的平均推动力； （３）气相总传质单元高度ＨoG；
（４）如果ＫGa与气体质量速度的０．８次方成正比，试估算：当操作压强增大一倍，气体质量速度也增大一倍时，为保持原来的吸收率，在塔径和水的质量速度不变的情况下，填料层高度为多少？ j06c15025 7
在逆流操作的吸收塔内，用清水吸收氨－空气混合气中的氨，混合气进塔时氨的浓度 y1=0.01(摩尔分率)，吸收率90%，操作压力为760[mmHg]，溶液为稀溶液，系统平衡关系服从拉乌尔定律，操作温度下，氨在水溶液中的饱和蒸汽压力为684[mmHg]。 试求：（１）溶液最大出口浓度；
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