习题课答案.docx

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1、习题课答案1最小液气比(L/V)min 只对有意义，实际操作时，若(L/V)(L/V)min ，产生结果是。 答：设计型 吸收率下降，达不到分离要求 -422相平衡常数m=1，气膜吸收系数 ky=110Kmol/(m.s)，液膜吸收系数 kx 的值为ky 的100倍，这一吸收过程为控制，该气体为溶气体，气相总吸收系数 2KY= Kmol/(m.s)。 -4 答：气膜 易溶 9.9103某一吸收系统，若1/ky 1/kx,则为气膜控制，若 1/ky1/kx,则为液膜控制。 答：错误，与平衡常数也有关。 4对于极易溶的气体，气相一侧的界面浓度yI 接近于，而液相一侧的界面浓度 xI 接近于。 *答

2、：y x 35含SO2 为10%的气体混合物与浓度C= 0.02 Kmol/m 的SO2水溶液在一个大气压下接触，操*作条件下两相的平衡关系为 p=1.62 C (大气压)，则 SO2 将从相向转移，以气相组成表示的传质总推动力为大气压，以液相组成表示的传质总推动力为 3 Kmol/m。 答：气 液 0.0676 0.0417 6实验室中用水吸收 CO2基本属于控制，其气膜中浓度梯度液膜浓度梯度，气膜阻力液膜阻力。 答：液膜 小于 小于 7采用化学吸收可使原来的物理吸收系统的液膜阻力，气膜阻力。 答：减小 不变 8填料的传质单元高度的数值主要与和( ）有关。 答：单位塔截面上的气体处理量 填料

3、性能 传质系数 9填料层高度的计算可以用传质单元数乘以填料的等板高度。 答：错，只有平衡线与操作线平行时才成立。 10在吸收塔的设计中，气体流量，气体进出口组成和液相进口组成不变，若减少吸收剂用量，则传质推动力，设备费用。 答：减小 增多 11某逆流吸收塔用纯溶剂吸收混合气体中易溶气体组分，填料高度无穷大，入塔时Y1=8%，相平衡方程 Y=2X 。问液气比 L/V=2.5时，吸收率 = ，L/V=1.5时， =。 答：1 0.75 12对吸收因数 A=0.5的系统进行逆流吸收，当塔高无穷大时， A 塔顶达到气液平衡 B 塔底达到气液平衡 C 塔顶，塔底同时达到气液平衡 D 塔中没有一处达到气液

4、平衡 答：B 13在低浓度难溶气体的逆流吸收塔中，若其它条件不变而入塔液体量增加，则塔的液相传质单元数 NL 将，而气相总传质单元数NOG 将，其气体出口浓度y2 将。 答：减小 增大 减小 14某操作中的吸收塔，用清水逆流吸收气体混合物中的A组分，若 L增加，其余操作条件不变，则出塔气体 ya ，出塔液体的浓度x1，回收率。 答：减小 减小 增大 15低浓度难溶气体在填料塔中被逆流吸收时，若入塔气体量增加而其它条件不变，则气相总传质单元高度HOG ，气相总传质单元数NOG ，液相总传质单元数NOL ，出口气体组成y2，出口液体组成x1 。 答：增大 减小 不变 增加 增加 16某逆流吸收塔在

5、操作时因某种原因使吸收剂入塔量减少，以致操作时的液气比小于原定的最小液气比，则发生下列情况 液体出塔浓度增加，回收率不变 液体出塔浓度不变，气体出塔浓度增加 液体出塔浓度和气体出塔浓度均增加 在塔的下部将发生解吸现象。 答： 17在一个低浓度液膜控制的逆流吸收塔中，若其它操作条件不变，而液量与气量成比例的增加，则回收率。 答： 下降 18逆流解吸塔操作中，如气量与液量同比例减小，而气，液进口浓度不变，则液体出口组成，塔内平均推动力将： A 一起下降 B 一起增加 C 前者下降后者增加 D 前者增加后者下降 答：A 19拟设计一座用清水吸收NH3 的吸收塔，已规定出塔气体中的NH3浓度不得大于给

6、定值。若进塔气中NH3含量增大，则最小液气比将 答：增大 20用逆流操作规程的吸收塔处理低浓度易溶溶质的气体混合物，如其它条件不变，而入口气体的浓度增加，则此塔的液相总传质单元NOL，气相总传质单元数NOG，出口气体组成y2( ),出口液体组成x1。 答：不变 不变 增大 减小 21在逆流操作的吸收塔中，若吸收剂进塔浓度 x2 降低，其它操作条件不变，则出塔气体组成y2 ，出塔液体组成x1 ，回收率。 答；降低 降低 增加 22低浓度逆流解吸塔操作时，若入塔液相浓度 x1 增加，而其它条件不变，则液相总传质单元数NOL ，出塔液相浓度x2 ，出塔解吸气浓度y1 。 答：不变 增加 增加 23吸

7、收塔逆流操作时，若解吸因数 (mV)/L 增加，而气液进口组成及温度，压力不变，则溶质回收率，出塔液体浓度 x1 。 答： 降低 增大 1某厂用清水在填料塔中逆流吸收排放气中的有害物质 A 。进塔气中的摩尔分率为y1=0.02 ，清水用量为 最小用量的1.15倍。出塔气达到排放标准 y2=0.002 。已知相平衡关系为 y*=1.5x ，吸收过程为气膜控制。因工艺改造原因使入塔气体浓度上升到 y1=0.025，并要求液气比保持不变。问能否通过增加填料层高度的方法保持出塔气体组成仍达排放标准？ 2解 fA=S=y1-y20.02-0.002=0.9y10.02mV11=0.97LbfA0.91.

8、1511ln(1-S)+S1-S1-fANOG=11ln(1-0.97)+0.97=7.971-0.971-0.90.025-0.002=fA=0.920.02511=NOGln(1-0.97)+0.97=9.880.971-0.92= 因为HOG不变 可以通过加高的方法保持达排放标准 ZNOG9.88=1.24ZNOG7.972在填料层高度为5.67m 的吸收塔中用清水吸收空气中的氨，已知混合气体含氨为 1.5%，入塔气体流率 G=0.024Kmol/m2.s ，吸收率为 98%，用水量为最小用量的 1.2倍，操作条件下的平衡关系为 y=0.8x 。求所用的水量和填料层的体积吸收总系数。 3

9、解:y2=y1(1-A)=0.015(1-0.98)=0.0003 L=1.2V(L/V)min=1.2V(y1-y2)/(y1/m)=1.2VmA =1.20.0240.80.98=0.022kmol/m2s S=mV/L=0.85 11ln(1-S)+S1-S1-fA11=ln(1-0.85)+0.85=14.151-0.851-0.98Z5.67HOG=0.4mNOG14.15NOG=KYa=V/W0.024=0.0590.40.43.某逆流吸收塔用清水吸收丙酮空气的混合气中的丙酮.原工况下,进塔气体中含丙酮1.5%(摩尔分率,下同),操作液气比为最小液气比的 1.5倍,丙酮回收率可达9

10、9%,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,温度等操作条件不变,已知操作条件下平衡关系满足亨利定律,总传质系数 KYaG0.8 .试求: (1) 新工况下的丙酮回收率 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? 6解:低浓度吸收,可近似认为 Y=y;X=x (1) HOGNOG=HOGNOG Y-YLmV1=1.512=1.5mfAS=0.6730.2VY1OG/mL101.7350.99HGNOG=NOG=10.340.2G11.2NOG=ln(1-0.673)+0.673=10.73S=1.12-0.673673=0.811-0.

11、991HOG11ln(1-0.81)+0.811-0.811-fA=NOG10.34=0.97fA=NOG11ln(1-0.81)+0.81=15.71-0.811-0.97NOGZHOG1.20.215.7=1.52ZHOGNOG10.734 一填料塔用清水逆流吸收混合气中的有害组分A。已知操作条件下气相总传质单元高度为1.5m，进塔混合气组成为0.04，出塔尾气组成为0.0053，出塔水溶液浓度为0.0128，操作条件下平衡关系为Y=2.5X。试求：液气比为最小液气比的多少倍？所需填料层高度？若气液流量和初始组成不变，要求尾气浓度降至0.0033，求此时填料层高度为若干米？ 解：液气比为最

12、小液气比的多少倍? 0.040.0053=0.0417 Y2=0.00533 1-0.041-0.00530.00128=0.01297 X1=1-0.00128Y-Y20.0417-0.00533 L/V=1=2.804 X1-X20.01297-0Y-Y2Y1-Y20.0417-0.00533 (L/V)min=1=2.18 *Y/m0.0417/2.5X1-X21(L/V) 则 =2.804=1.286 (L/V)min2.18 Y1=(2）所需填料层高度？ Z=HOGNOG S=mV/L=2.5/2.804=0.892 NOG= =Y-mX21ln(1-S)1+S1-SY2-mX210

13、.0417-0ln(1-0.892)+0.892 1-0.8920.00533-0=5.11故 Z=HOGNOG=1.55.11=7.67m (3) 此条件下的填料层高度。 Y2=0.0033=0.00331 1-0.0033Y-mX21=NOGln(1-S)1+S1-SY2-mX210.0417-0ln(1-0.892)+0.892 1-0.8920.00331-0=7.52G=1.57.52=11.28m Z=HOGNO =5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，测得气体进、出口浓度Y1=0.03，Y2=0.002，液体出口浓度X

14、1=0.015。试求：操作液气比L/V；气相总传质单元高度HOG，如果限定气体出口浓度Y2=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？ 解：操作液气比L/V； L/V=Y1-Y20.03-0.002=1.87 X1-X20.015-0气相总传质单元高度HOG， 因 Z=HOGNOG S=mV/L=1.4/1.87=0.749 NOG= =故 HOGY-mX21ln(1-S)1+S1-SY2-mX210.03-0ln(1-0.749)+0.749 1-0.7490.002-0=6.004=Z/NOG=9/6=1.5 Z-Z=？ 由题意知 Y2=0.0015 其它条件不变，则 HOG=1.5 不变 新情况下的传质单元数为： =NOG =Y-mX21ln(1-S)1+S1-SY2-mX210.03-0ln(1-0.749)+0.749 1-0.7490.0015-0=6.98Z=HOGNOG=1.56.98=10.47m 故 Z-Z=10.47-9=1.47m