1、PAGE 二、計算題1、比較氣、液兩相濃度大小，確定傳質方向在常壓1atm、25C下，溶質組成為0.05（摩爾分率）的CO2-空氣混合物分別與以下幾種溶液接觸，試判斷傳質過程的方向，并計算兩相傳質推動力的大小。已知在常壓及25C下CO2在水中的亨利系數為1640atm。（1）濃度為1.110-3kmol/m3的CO2水溶液；（2）濃度為1.6910-3kmol/m3的CO2水溶液；（3）濃度為3.110-3kmol/m3的CO2水溶液。答案： (1) 吸收過程；(2) 氣液相達平衡；(3)解吸過程2、操作壓力對吸收推動力大小的影響某逆流吸收塔塔底排出液中含溶質210-4（摩爾分率），進塔氣體中

2、含溶質2.5%（體積%），操作壓力為1atm，此時氣液平衡關系為y*=50 x。現將操作壓力由1atm增至2atm，問塔底氣相推動力（y-y*）和液相推動力（x*-x）各增加為原來的多少倍。答案： （y-y*）增加1.33倍；（x*-x）增加2.67倍。3、吸收劑流量大小對總傳質阻力的影響用填料塔進行吸收操作，在操作條件下，kya=kxa=0.026kmol/m3.s，已知液相體積傳質分系數kxaL0.66，試分別對m=0.1及m=5.0兩種情況，計算當液體流量增加一倍時，總傳質阻力減少的百分數。答案：(1) 時，34%；(2) 時，30.6%。4、氣液平衡對吸收平衡的影響在填料吸收塔中，用清

3、水吸收含有溶質A的氣體混合物，兩相逆流流動。進塔氣體初始濃度為5%（體積%），在操作條件下相平衡關系為Y*=3X，試分別計算液氣比為4和2時，出塔氣體的極限濃度和液體出口濃度。答案：(1) ，操作線ab與平衡線交于塔頂。(2) ，操作線ab與平衡線交于塔底。，5、逆流吸收與并流吸收操作對出塔氣體組成的影響用純水吸收空氣中的SO2，混合氣中SO2的初始組成為5%（體積），液氣比為3，在操作條件下，相平衡關系為Y*=5X，通過計算說明逆流和并流吸收操作出塔氣體的極限濃度哪個低？答案：(1) 逆流時；(2) 并流時，逆流時出塔氣體的極限濃度低。6、最小液氣比、操作液氣比、出塔液相組成的計算及操作壓力

4、對其影響在逆流操作的吸收塔中，在101.3kPa、25C條件下，用清水吸收混合氣中的 H2S，將其濃度由2%降至0.1%（體積%）。該系統符合亨利定律，亨利系數為5.52104kPa。若吸收劑用量為最小用量的1.2倍，試計算操作液氣比LS/GB及出塔液相組成Xb。若操作壓力改為1013kPa其它條件不變，再求LS/GB及Xb。答案： (1) 時，；(2) 時，。7、傳質單元數的計算低濃度氣體逆流吸收，試證： 式中：yb=yb-yb* 為塔底吸收推動力； ya=ya-ya* 為塔頂吸收推動力。證明：略8、液體入塔濃度為零時，傳質單元數與溶質回收率、液氣比為最小液氣比倍數間的關系用純溶劑對低濃度氣

5、體進行逆流吸收，溶質的回收率為，所用液氣比為最小液氣比的倍。氣液平衡關系服從亨利定律，試以、兩個參數列出計算NOG的表達式。答案： 9、填料層高度的計算在逆流操作的填料吸收塔中，用清水吸收某低濃氣體混合物中的可溶組分。操作條件下，該系統的平衡線與操作線為互為平行的兩條直線。已知氣體混合物的摩爾流率為90kmol/m2.h，要求回收率達到90%，氣相體積總傳質系數Kya為0.02kmol/m3.s，求填料層高度。答案： 10、填料層高度對吸收率的影響在一塔徑為1m的常壓逆流填料塔中，用清水吸收含溶質5%（體積%）混合氣中的溶質，已知混合氣的處理量為125kmol/h，操作條件下的平衡關系為y*=

6、1.2x，氣相體積傳質總系數為180kmol/m3.h，吸收劑用量為最小用量的1.5倍，要求回收率達到95%。試求： （1）吸收劑出塔濃度； （2）完成上述任務所需的填料層的高度； （3）若在以上填料層基礎上加高2m，其它條件不變，問回收率可達到多少？答案：(1)，(2) ，(3) 填料層加高2m，11、傳質系數的計算直徑為800mm的填料吸收塔內裝6m高的填料，每小時處理2000m3（25C，1atm）的混合氣，混合氣中含丙酮5%，塔頂出口氣體中含丙酮0.263%（均為摩爾分率）。以清水為吸收劑，每kg塔底出口溶液中含丙酮61.2g。在操作條件下的平衡關系為Y*=2.0X，試根據以上測得的數

7、據計算氣相體積總傳質系數KYa。答案：12、核算吸收塔是否合用200m3/h（18C、1atm）的空氣-氨混合物，用清水吸收其中的氨，使氨含量由5%下降到0.04%（均為體積%）。出塔氨水組成為其最大組成的80%。今有一填料塔，塔徑為0.3m，填料層高5m，操作條件下的相平衡關系為Y*=1.44X，問該塔是否合用？KGa可用下式計算：KGa=0.272m0.35W0.36 kmol/（m3.h.atm）m氣體質量流速，kg/（m2.h）；W液體質量流速，kg/（m2.h）。答案： 該塔不合適。13、用水量及填料層高度的計算混合氣中含10%（摩爾分率，下同）CO2，其余為空氣，在20C及20at

8、m下用清水吸收，使CO2的濃度降到0.5%。已知混合氣的處理量為2240m3/h（標準狀態下），溶液出口濃度為0.0006，亨利系數E為200MPa，液相體積總傳質系數KLa為50kmol/hm3(kmol/m3)，塔徑為1.5m。試求每小時的用水量(kg/h)及填料層的高度。答案：， 14、吸收率與填料層高度的關系有一常壓逆流吸收塔，塔截面積為0.5m2，填料層高為3m。用清水吸收混合氣體中的丙酮，丙酮含量為5%（體積%），混合氣流量為1120m3/h（標準狀態）要求回收率達到90%。已知操作液氣比為3，操作條件下的平衡關系為y*=2x 。試求： （1）出塔液體中丙酮的質量分率； （2）氣體

9、體積總傳質系數Kya（kmol/m3.s）； （3）若將吸收率提高到98%，擬采用增加填料層高度的方法，問此時填料層高度應為多少？答案： （1），(2) ，(3)15氣體處理量與溶質吸收率的關系在逆流操作的填料塔中，用清水吸收氨-空氣混合物中的氨。已知混合氣處理量為2000m3/h（標準狀態），其中含氨體積分率為5%，氣體空塔氣速為1m/s（標準狀態），氨的吸收率為98%。吸收劑用量為最小用量的1.5倍。操作條件下的相平衡關系為y*=1.2x。氣相體積傳質總系數Kya=180kmol/m3.h，且KyaG0.7。試求：（1）用水量，kg/h；（2）完成上述任務所需填料層高度，m；（3）若混合氣

10、體處理量增加25%，此時氨的吸收率為多少？答案：（1）用水量；(2)；(3) 當時，16、填料性能對吸收過程的影響在高度為6m的填料塔內，用純溶劑吸收某氣體混合物中的可溶組分，在操作條件下氣液相平衡關系為y*=0.5x，當液氣比為0.8時，溶質吸收率為90%。現改用另一種性能較好的填料，在相同操作條件下，可使吸收率提高到95%，問此填料的體積傳質總系數是原填料的多少倍？答案： 17、吸收劑再部分循環對吸收效果的影響常壓逆流連續操作的吸收塔，用清水吸收混合氣中的A組分，混合氣的流率為30kmol/h，入塔時A組分的濃度為0.08（摩爾分率），要求吸收率為87.5%，相平衡關系為y*=2x，設計液

11、氣比為最小液氣比的1.43倍，氣相傳質總系數Kya=0.0186kmol/m3s ，且KyaG0.8，取塔徑為1m，試計算： （1）所需填料層高度為多少？ （2）設計成的吸收塔用于實際操作時，采用10%吸收劑再循環流程即LR=0.1L（見圖），新鮮吸收劑用量及其它入塔條件不變，問吸收率為多少？答案： （1），(2)18、雙塔吸收流程的計算采用如圖所示的雙塔吸收流程，以清水吸收混合氣中的SO2，氣液平衡關系為y*=0.91x，氣體經兩塔后總的吸收率為91%，兩塔的用水量相等，且均為最小用水量的1.43倍，兩塔的總傳質單元高度均為1.2m，試求兩塔的填料層高度。 答案： 19、吸收與解吸聯合流程含

12、苯2%（體積%）的煤氣用平均分子量為260kg/kmol的洗油在一填料塔中逆流吸收，以回收其中95%的苯，煤氣流率為1200kmol/h，塔頂進入的洗油中含苯0.5%（摩爾分率），洗油用量為最小用量的1.3倍，吸收塔在1atm、27C下操作，此時平衡關系為y*=0.125x。從吸收塔塔底引出的富油經加熱后送入解吸塔頂，塔底通入水蒸汽，使苯從洗油中解吸出來，脫苯后的洗油冷卻后送回吸收塔塔頂。水蒸氣用量為最小用量的1.2倍，解吸塔在1atm、120C下操作，氣液平衡關系為y*=3.16x。求洗油的循環用量和水蒸汽用量（kg/h）。答案：(1) ；(2) 20、操作條件（壓力、氣液流率）對塔高的影響用一填料層高度為3m的吸收塔，從含氨6%（體積分率）的空氣中回收99%的氨。混合氣體的質量流率為620kg/m2