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1、六 吸收浓 度 换 算 2.1甲醇5%(质量）的水溶液, 其密度为0g/3，试计算该溶液中甲醇的: (1）摩 尔分率;（2）摩尔比; (3)质量比； (4）质量浓度； ()摩尔浓度。分 子 扩 散.2估算am及293K下氯化氢气体(HCl)在(1)空气,(2)水(极稀盐酸)中的扩散系数。2.3一小管充以丙酮，液面距管口1.1c，20空气以一定速度吹过管口,经5小时后液 面下降到离管口205cm,大气压为75mH,丙酮的蒸汽压为80mg , 丙酮液密度为 7900kg/m3,计算丙酮蒸汽在空气中的扩散系数。2. 浅盘内盛水。水深5mm,在1atm又98K下靠分子扩散逐渐蒸发到大气中。假定传质阻力
2、相称于3m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，用水除去含氨混合气体中的氨。在塔内某处,氨 在气相中的构成ya%(摩尔百分率)。液相氨的平衡分压=660Pa,物质通量A=1 4kmol/m2,气相扩散系数DG=0.24m2/s，求气膜的当量厚度。相平 衡 与亨 利 定 律2.6 温度为1的常压空气与水接触，氧在空气中的体积百分率为%, 求达到平衡 时氧在水中的最大浓度,（以g/m3、摩尔分率表达)及溶解度系数。以g/mt及kmol/mPa表达。 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
3、) （）Y增大一倍;（B)P增大一倍;（C)Y减小一倍;(）P减小一倍。28 及atm下，含O220%,空气%(体积%)的气体13,与的清水在容积2m的 密闭容器中接触进行传质，试问气液达到平衡后, (1)O2在水中的最后浓度及剩余气体的总压为多少? (2)刚开始接触时的总传质推动力P,x各为多少？气液达到平衡时的总传质推动力又为多少?2. 在填料塔中用清水吸取气体中所含的丙酮蒸气,操作温度2,压力1at。若已知 气相与液相传质分系数（简称传质系数）kG=3.0-4kmo(m2.s.tm）,L=151- m/s,平衡关系服从亨利定律，亨利系数E3at,求KG、K、K和气相阻力在总阻力中所 占的
4、比例。21在一填料塔中用清水吸取混合气中的氨。吸取塔某一截面上的气相浓度y=0.，液相浓度x00(均为摩尔分率)。气相传质系数y=3.410-4l/(2.s.y）,液相传 质系数kx1.010-kmol/(m2.s.x),操作条件下的平衡关系为y=3x，求该截面上的: (1)总传质系数Ky,kmol（m2.s.); (2)总推动力y; （)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i和。操 作 线 作法211 根据如下双塔吸取的四个流程,分别作出每个流程的平衡线（设为始终线）和操 作线的示意图。2. 示意画出下列吸取塔的操作线。(图中y1b2,x2xa1;2气体和xa2液体均
5、在塔内与其气、液相浓度相似的地方加入）习题12附图213 在填料塔中用纯水逆流吸取气体混合物中的SO2， 混合气中S2初始浓度为%(体 积）,在操作条件下相平衡关系y=.0x,试分别计算液气比为和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)及画出操作线。2.14 在吸取过程中,一般按图1设计，有人建议按图2流程设计吸取塔，试写出两种状况下的操作线方程，画出其操作线，并用图示符号阐明操作线斜率和塔顶、底的操作状态点。习题4附图设计 型 计 算2.5 用填料塔以清水吸取空气中的丙酮,入塔混合气量为14m/h,其中含丙酮4(体积%),规定丙酮回收率为99%,吸取塔常压逆流操作，操
6、作液气比取最小液气比的.2倍,平衡关系为y=18x,气相总传质单元高度HG05m求： (1)用水量及水溶液的出口浓度x (2) 填料层高度Z(用对数平均推动力法计算G)。.16 某工厂拟用清水吸取混合气体中的溶质A，清水用量为450g/，混合气体量为20N/h,其中溶质的含量为5%（体积)，规定吸取后气体中溶质含量为03%， 上述任务用填料塔来完毕，已知体积总传质系数KYa为30kmol/m3.h，平衡关系为y=x,如塔径已拟定为1m,求填料层高度为多少m？(NOG用吸取因数法)17 用填料塔从一混合气体中吸取所含苯。进塔混合气体含苯5%(体积百分数),其他 为惰性气体。回收率为95%。吸取塔
7、操作压强为780mmH，温度为2，进入填料塔的混合气体为100/h。吸取剂为不含苯的煤油。煤油的耗用量为最小用量的.5倍。气液逆流流动。已知该系统的平衡关系为Y=01X（式中Y、X均为摩尔比)。已知气相体积总传质系数KYa=12kmol/m3.h。煤油的平均分子量为17gKm。塔径为.6。试求:(1) 煤油的耗用量为多少K/h？(2) 煤油出塔浓度X1为多少? （) 填料层高度为多少m？ 习题 17 附图 (4)吸取塔每小时回收多少g苯？（5） 欲提高回收率可采用哪些措施?并阐明理由。 .18在逆流操作的填料塔内，用纯溶剂吸取混合气体中的可溶解组分。已知:吸取剂 用量为最小量的1.倍,气相总传
8、单元高度HG=1.1，(HOG=GBKYa，其中G-惰性气体的 流率，m/.s;KYa-以气相摩尔比差为总推动力的气相体积总传质系数Kmol/3. Y）,操作条件下的平衡关系为Y=mX(Y、X-摩尔比)，规定A组分的回收率为9%,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长1%,而其他条件（气、液相入塔构成、吸 收剂用量、操作温度、压强)不变,试定性判断尾气中 A的含量及吸取液构成将如何变化? 已知KYaG0.。.19 在常压填料逆流吸取塔中,用清水吸取混合气体中的氨,混合气量为m3h，其 中氨的流量为16m3/h,出口气体中氨的流量为4/h,操作温度为,平衡关系为Y=5X,
9、传质系数K=.ol/mh Y(均按摩尔比表达）,试求: （1)吸取率为多少?若吸取剂量为最小用量的1.倍时,求溶液的出口浓度。 （2） 已知塔径为1m，内充2525X3的乱堆填料拉西环,填料有效比面积约0m2/m3, 求填料层高度。 (3)若使V、Y、X1 不变,而使吸取剂改为含氨0.1%（mlo%)的水溶液时, 填料层高度有何变化（K可视为不变)。.20在填料塔内稀硫酸吸取混合气体中的氨(低浓度)，氨的平衡分压为零(即相平衡常数=),在下列三种状况下的操作条件基本相似， 试求所需填料高度的比例： （1）混合气体含氨%,规定吸取率为90%; (2) 混合气体含氨1%，规定吸取率为99%; (3
10、)混合气体含氨5%,规定吸取率为99%。对上述低浓度气体，吸取率可按=(-a)Yb计算。 21用图示的A、B两个填料吸取塔,以清水吸取空气混合物中的SO,已知系统的平衡常数m1.4,塔的HOG=1.m，气体经两塔后总吸取率为091,两塔用水量相等,且均为最小用量的1.7倍，试求两塔的填料层高度。 操 作 型 计 算2.22含氨.5（体积)的气体通过填料塔用清水吸取其中的氨。平衡关系y0.8x, 液气摩尔比L/G=0.94,总传质单元高度HO =4m,填料层高度o=6m。 （) 求出塔气体中氨的浓度(或吸取率); （2) 可以采用哪些措施提高吸取率?如欲达到吸取率为95,对你所采用的措施作出估算
11、。2. 空气中含丙酮（体积),在填料塔中用水吸取。填料层高度h0m,混合气体 摩尔流率G=0.02kmol/m2s，水的摩尔流率L0065kml/m2.,气相传单元高度HG .76,液相传质单元高度HL=0.4,操作温度下的亨利常数E=177KN/m2,操作压力为10K/m,求出口气体浓度。2.2 用不含溶质的吸取剂吸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： （L/V)inm,式中为溶质A的吸取率。综合 计 算2.25 在直径为0.的填料塔中，用0Kh的清水吸取空气和S混合气中的SO,混 合气量为100m3(原则)/,混合气含SO21.3%(体积）,规定回
12、收率为9.5%,操作条件为0,1at，平衡关系为y=05x,总体积传质系数ya=0.55Kl/3.Dy,求液体出口浓度和填料层高度。.26 在塔径为1.33的逆流操作的填料吸取塔中，用清水吸取温度为20 ，压力为1at的某混合气体中的CO2,混合气体解决量为100m3/,CO2含量为3（体积）, 其他为惰 性气体,规定CO的吸取率为90%,塔底的出口溶液浓度为0.gC2/100H2O,操作条件下的 气液平衡关系为YX（式中Y、均为摩尔比),液相体积吸取总系数Xa=1695Kmo/m3.,C分子量为4,水分子量为18。试求： (1) 吸取剂用量(K/h）; (2） 所需填料层高度(m)。.7 某
13、厂使用填料塔,以清水逆流吸取某混合气体中的有害组分A。已知填料层高度为8m。操作中测得进塔混合气构成为.06(组分A的摩尔分率,如下同),出塔尾气中构成为0.08，出塔水溶液构成为0.02。操作条件下的平衡关系为y=25。试求: （1） 该塔的气相总传质单元高度; (2) 该厂为减少最后的尾气排放浓度,准备另加一种塔径与原塔相似的填料塔。若 两塔串联操作，气液流量和初始构成均不变，规定最后的尾气排放浓度降至0.005,求新加塔的填料层高度。注:计算中可近似用摩尔分率替代摩尔比。2.28 流率为0.0Kol/m2.s的空气混合气中含氨2%(体积), 拟用逆流吸取以回收其中 5%的氨 。塔顶喷入浓度为00004(摩尔分率）的稀氨水溶液, 采用液气比为最小液气比 的1.5倍,操作范畴的平衡关系为y1.2x,所用填料的气相总传质系数Ka=0.052Kmlm.。试求: ()液体离开塔底时的浓度(摩尔分率); (2） 全塔平均推动力ym; (3) 填料层高度。2.29 在填料高度为5的常压填料塔内，用纯水吸取气体混合物中少量
