2012年考研主观题库（下册含答案）
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在填料层高度为３ｍ的常压逆流操作的吸收塔内，用清水吸收空气中的氨，混合气含氨5％（体积，以下同），塔顶尾气含氨 0.5％，吸收因数为 1，已知在该塔操作条件下 氨－水系统平衡关系可用y*=mx表示（m为常数），且测得与含氨１．７７％的混合气充分接触后的水中，氨的浓度为１８．８９ｇ／１０００ｇ（水）。 试求： 1 吸收液的出口浓度；
2 该填料塔的气相总传质单元高度，ｍ； 3 等板高度，ｍ。 j06b15027 6
在逆流操作的填料塔内用清水吸收空气－－氨混合气体中的氨。操作压力Ｐ为１ａｔｍ（绝对），温度为２０℃；混合气的处理量为０．０４Kmol/m2.S，氨含量４．２％（体积％）。当用水量为３０００Kg/m2.h时，若出塔水溶液的氨浓度为平衡浓度的７０％，求吸收率和填料层高度。 操作条件下氨在水中的溶解度曲线如附图；总体积传质系数Ｋya＝０．０３Kmol/m3. S.Δy。
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8 6 4 2 4 6 8 氨在水中的溶解度曲线t=20℃ x×102 气体混合物中含丙酮3%（体积百分率）。要在逆流填料吸收塔内用水吸收丙酮的98%,若平衡关系为 ye=1.05x，试求：（１）用含０．０１％（摩尔百分率）丙酮的水作吸收剂，且液气比为２，则所需的传质单元数应为多少？（２）若气液两相进料组成不变，液气比变为１．０４，当填料层无限高时，丙酮的极限回收率为多少？ j06c15029 7
设计一填料塔，在常温常压下用清水吸收空气－丙酮混合气体中的丙酮，混合气入塔流为80Kmol/h，含两酮５％（体积％），要求吸收率达到95％。已知塔径０．８ｍ，操作条件下的平衡关系可以y=2.0x表示，气相体积总传质系数Ｋya＝１５０099Kmol/m3.h。 而出塔溶液中丙酮的浓度为饱和浓度为７０％，试求： 1 所需水量为多少[m3/h]； 2 所需填料层高度，ｍ； 3 用水量是最小用水量的多少倍。 j06c20030 9
某生产过程产生的两股混合气体，一股流量Ｇ1' ＝０．０１５Kmol/s，溶质浓度 yb1＝０．１，另一股流量Ｇ2' ＝０．０１５Kmol/s，溶质浓度yb2＝０．０４，今用一个吸收塔回收二股气体中的溶质，总回收率不低于８５％，所用的吸收剂为２０℃纯水，在常压、２０℃下操作，此时亨利系数为Ｅ=２０９０ｍｍＨｇ，求
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1. 将两股物料混合后由塔底入塔，最小吸收剂用量为多少？
2. 若空塔气速为０．５m/s，并已测得此气速下Ｋya＝８3１０-3Kmol/s.m3，实际液气比取最小液气比的１．２倍，求混合进料所需塔高为多少？
3. 定性分析：若将第二股气流在适当位置单角加入，最小吸收剂用量如何变化？若实际液气比与２．相同，则塔高将如何变化？进料位置应在何处为最好？ j06b15031 9
用填料塔从一混合气体中吸收所含的苯。混合气体中含苯５％（体积％），其余为空气, 要求苯的回收率为90％（以摩尔比表示），吸收塔为常压操作，温度为25℃，入塔混合气体为每小时９４０[标准ｍ3]，入塔吸收剂为纯煤油，煤油的耗用量为最小耗用量的１．５倍，已知该系统的平衡关系Y=０．１４X（其中Y、X为摩尔比），已知气相体积传质系数Ｋya＝0.035[Kmol/m3.S]，纯煤油的平均分子量Ｍs＝170，塔径Ｄ＝0.6[ｍ]。试求： （１）吸收剂的耗用量为多少[Kg/h]？ （２）溶液出塔浓度X1 为多少？ （３）填料层高度Z为多少[ｍ]？ j06c2003211
用填料塔从一混合气体中吸收所含苯。进塔混合气体含苯５％（体积百分数），其余 j为惰性气体。回收率为95％。吸收塔操作压强为７８０ｍｍＨｇ，温度为25℃，进入填料塔的混合气体为１０００ｍ3／ｈ。吸收剂为不含苯的煤油。煤油的耗用量为最小用量的１．５倍。气液逆流流动。已知该系统的平衡关系为 Y=０．１４ X （式中Y、X均为摩尔 比）。已知气相体积总传质系数Ｋya＝１２５Kmol/m3.h。煤油的平均分子量为１７０ Kg/Kmol。塔径为０．６ｍ。试求 1 煤油的耗用量为多少Kg/h？ 2 煤油出塔浓度X1 为多少 3 填料层高度为多少ｍ？ 4 吸收塔每小时回收多少Kg苯？
5 欲提高回收率可采用哪些措施？并说明理由。 j06c15033 6
某厂吸收塔的填料层高8m,用水洗去尾气中的公害组分,在此情况下气液相各组成的摩尔分率如图（Ｉ）所示。已知在操作范围平衡关系为y=1.5x。现由于法定的排放气浓度规定出塔气体组成必须低于０．００２（摩尔分率），为此，试计算:
1. 若再加一个塔径和填料与原塔相同的第二塔（Ⅱ），构成气相串联的二塔操作。塔（Ⅱ）的水量 与塔（Ｉ）相同，则塔（Ⅱ）的填料层高度 至少应多高？
2. 若将原塔加高，则其填料层总高度至少应多高？才能使出口气体达到排放要求？
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在一逆流操作的填料塔中，用纯矿物油吸收混合气体中的溶质，进口混合气中溶质含
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XA=0 2012年考研主观题库（下册含答案） YA=0.004 XA’=0 YA’ YB=0.09 XB=0.008 1 出口矿物油中溶质的最大浓度 2 最小液气比；
3 取吸收剂用量为最小用量的３倍时，传质单元数； 4 气相总传质单元高度为１ｍ时，填料层高。 j06b15035 7
XB’ 量为１．５％（体积％），吸收率为８５％，操作条件下的平衡关系y=0.5x。试求： 用一逆流操作的解吸塔，处理含CO2的水溶液，处理量为４０吨／时，使水中的CO2含量由８3１０-5降至２3１０-6（均为摩尔比），塔内水的喷淋密度为８０００Kg/m2.h，进塔空气中含CO2量为０．１％（体积百分率），空气用量为最小空气用量的２０倍，塔内操作温度为２５℃，压力为１００KN/m2，该操作条件下的亨利系数Ｅ＝１．６3１０?KN/m2，体积吸收系数Ｋxa=８００Kmol/m3.h。 试求：（１）空气用量为若干m3/h（以２５℃计） （２）填料层高度。 j06c20036 6
已知：吸收塔Ｇ＝0.5Kmol/s，y1=0.05，y2=0.005（摩尔分率），塔径为 0.8ｍ,Ｋya=０．８
yA δ NA NB δ 催化表面 ５Kmol/m3.s，x2=0，采用液气比Ｌ／Ｇ＝（Ｌ／Ｇ）m i n ， 平衡关系y=1.5x。试求： （１） 出塔液体组成x1； （２） 填料层高度Ｈ；
（３） 若填料层高度增加２米，则回收率为多少？ j06b10037 3
组分A通过厚度为δ的气膜扩散到催化剂表面时，立即发生化学反应 A→2B，生成物 B离开表面向气相扩散（如图所示），设Ａ在膜厚δ处的摩尔分率为yA，δ，试导出稳态扩 散条件下，组分Ａ的传质通量ＮA 的计算式。
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在总压Ｐ＝500 KN/m2、温度ｔ＝27℃下使含CO22３．０％（体积％）的气体与含CO2３７０ｇ／ｍ3的水相接触，试判断是发生吸收还是解吸？并计算以CO2的分压 差表示的传质总推动力。已知：在操作条件下，亨利系数Ｅ＝１．７３3１０5KN/m2。水溶液的密度可取１０００Kg/m3，CO2?的分子量４４。 j06d2003912
在2atm（绝压）下逆流操作的填料吸收塔，已知入口惰性气体流量为１００Kmol/h,ｙ1＝０．０５，回收率９０％，进入系统的纯溶剂量规定为６０Kmol/h，ｘ2＝0.01，操作条件下的气液平衡关系为ｙ= 0.08ｘ, 溶液密度取１０００Kg/m?，溶剂及溶液分子量均取为４０Kg/Kmol。
（１） 请在Y-X图上标出过程操作线与平衡线，指出进出塔状态点位置，并计算总传质 单元数（气相）。
（２） 若已知：ｋG＝０．０３Kmol/(m.s KN/m2) ｋL＝６ｍ／ｓ，求ｋy，并判断本系统属于什么控制系统？
（３） 若改按下列流程设计，系统回收率不变，塔底溶液部分循环，循环量为3.25Kmol/h
（溶液）进入系统的吸收剂 不变，请在同一图上画出此时的操作线和进出塔截面的状态
点位置（注明数值）
（４） 试定性判断这两种操作流程下其气相总传质单元数有何不同？
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在逆流操作的填料塔内，用纯溶剂吸收混合气体中的可溶组分Ａ，已知：吸收剂用量为最小用量的 1.5 倍，气相总传质单元高度ＨoG＝ 1.11ｍ，操作条件下的气液平衡关系为ye=mx（气液组成均以摩尔比表示），要求Ａ组分的回收率为９０％，试求所需填料 层高度。 在上面填料塔内若将混合气的流率增加１０％，而其它条件不变（气相入塔组成、吸收剂用量、操作温度和压强均不变），试定性判断尾气中Ａ的含量及吸收液的组成将如何变化？已知Ｋya∝（Ｖ／Ω）。 j06b15041 6
在常压逆流操作的填料塔内，用纯溶剂Ｓ吸收混合气体中的可溶组分Ａ。入塔气体中的摩尔分率y1 ＝0.03，要求其收率ψA ＝９５％。已知操作条件下 mV/L＝０．８（m可取作常数），平衡关系为Y=mX，与入塔气体成平衡的液相浓度x1*=０．０３。试计算:
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1 操作液气比为最小液气比的倍数； 2 吸收液的浓度x?；
3 完成上述分离任务所需的气相总传质单元数Ｎ??。 j06d20042 9
有一座用油吸收煤气中苯蒸汽的吸收塔，已知煤气流量为2240（标准ｍ3／ｈ），入 塔气体中含苯４％，出塔气体含苯０．８％（均为体积分率），进塔油中不含苯，取液体用量Ｌ＝１．４Ｌm i n ，已知气液平衡关系为Ye＝０．１２６X。求： 1 吸收率η；
2 求Ｌm i n 及Ｌ（Kmol/h）；
3 求液体出塔组成X（↘mol苯/Kmol油）； 4 求吸收的对数平均推动力ΔＹm ；
5 为增大液体喷淋量，采用部分循环流程，在保证原吸收率情况下，最大循环量Ｌ' 为 多少（Kmol/h）？并示意画出带部分循环和不带循环的两种情况下的操作线。
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G,Yb X b 常压下，用煤油从苯蒸汽与空气混合物中吸收苯，吸收率为９９％。混合气量为５３
L,Xa Ya Xa’ L’ Kmol/h。入塔气中含苯２％（体积），入塔煤油中含苯０．０２％（摩尔分率）。溶剂用量为最小用量的１．５倍。在操作温度５０℃下，相平衡关系为y*＝０.３６x，总传质系数Ｋya＝０．０１５Kmol/m2.s。塔径为１．１米。试求所需填料层高度。 w06d10044 5
（1）设计时对吸收流程１绘出操作线与平衡线示意图，并在图上标出x1,y1,x2, y2，x3，y3，X4,y4的位置，操作条件下的平衡关系为y*=0.5x， L=V（L,V分别为液气流量）。 （2）设计时将流程２改为流程３（溶剂部分循环，现设x?,y?不变），示意画出平衡线、操作线，并标出x1,x2,x2' ,y1,y2的位置。（平衡关系，L, V均同题(1)）。
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