发布时间 : 星期一 文章第七章大连理工大学化工原理及实验精品课程更新完毕开始阅读
第七章
1．已知101.3kPa，25℃时，100g水中溶有1g氨，其平衡分压为0.987kPa，在此浓度范围内气液平衡关系服从亨利定律。试求：亨利系数E，以kPa表示；H以kPa.m3/kmol表示；以及相平衡常数m值。
2．在20℃时，氧溶解于水中的平衡关系为pe=4.06×106x。式中pe为氧的平衡分压，kPa；x为氧在水中的摩尔分数。试求：
（1）与101.325kPa之大气充分接触的20℃水中最大溶氧浓度为多少？分别以摩尔分数和
质量比表示。
（2）若将20℃的饱和含氧水加热至95℃，则最大溶氧浓度又为多少？分别以摩尔分数和质
量比表示。
3．常压、30℃条件下，于填料塔中用清水逆流吸收空气-SO2混合气中的SO2。已知入塔混合气中含SO2为5%（体积分数），出塔气中SO2为0.2%（体积分数）；出塔吸收液中每100g含SO2为0.356g。若操作条件下气液平衡关系为ye=47.87x，试求塔底和塔顶处的吸收推动力，分别以Δy、Δx、Δp、Δc表示。
4．在1.1768Mpa、20℃条件下，用清水于填料塔内逆流吸收H2-CO2混合气中的CO2。已知入塔混合气中含CO2为30%（体积分数），假若出塔吸收液中CO2达到饱和，那么1kg水可吸收多少千克CO2。假定此吸收和解吸的平衡关系服从亨利定律。
5．在0℃、101.3kPa下，Cl2在空气中进行稳态分子扩散。若已知相距50mm两截面上Cl2的分压分别为26.66kPa和6.666kPa，试计算以下两种情况Cl2通过单位横截面积传递的摩尔流量。
（1）Cl2与空气作等分子反向扩散； （2）Cl2通过静止的空气作单向扩散。
6．在一直立的毛细玻璃管内装有乙醇，初始液面距管口10mm，如附图所示。管内乙醇保持为293K（乙醇饱和蒸气压为1.9998kPa），大气压为101.3kPa。当有一空气始终缓吹过管口时，
经100h后，管内乙醇液面下降至距管口21.98mm处。试求该温度下乙醇在空气中的扩散系数。
7．吸收塔内某一横截面处气相组成y=0.05，液相组成x=0.01（均为摩尔分数），操作条件下相平衡关系为ye=2x，若两相传质系数分别为ky=1.25×10-5kmol/(m2.s.Δy)，kx=1.25×10-5kmol/(m2.s.Δx)，试求：
（1）该截面上相际传质总推动力、总阻力，气、液相阻力占总阻力分数，以及传质速率。 （2）若吸收温度降低，相平衡关系变为ye=0.5x。假定其余条件不变，则相际传质总推动力、
总阻力，气、液相阻力占总阻力分数，以及传质速率又各如何？
8．用清水于填料塔中吸收空气中甲醇蒸气。操作温度为27℃、压力为101.3kPa，亨利系数H=0.5kN.m/kmol，kG=1.56×10-5kmol/(m2.s. kPa)，kL=2.08×10-5kmol/(m2.s. kPa)，求： （1）总传质系数KG和KL； （2）气相阻力占总阻力的分数。
9．硫铁矿焙烧的炉气中含SO29%（体积分数），其余可视为空气。将炉气冷却后送入吸收塔以清水逆流吸收其中的SO2，要求回收率为95%。若操作温度为30℃、压力为100kPa，每小时处理炉气为1000 m3，取操作液气比为最小液气比的1.2倍，气液平衡关系可视为直线。试求： （1）操作液气比及用水量； （2）吸收液出塔浓度。 10．
在填料塔中用清水吸收空气-氨混合气中的氨。入塔混合气中含氨为5%（摩尔分数，
下同），要求氨的回收率不低于95%，出塔吸收液含按4%。操作条件下气液平衡关系为ye=0.95x，试求：
（1）（qnL/qnG）操作及（qnL/qnG）min； （2）所需传质单元数。 11．
用煤油于填料塔中逆流吸收混于空气中的苯蒸气。入塔混合气含苯2%（摩尔分数，下
同），入塔煤油中含苯0.02%，要求苯回收率不低于99%。操作条件下相平衡关系为ye=0.36x，
入塔气体摩尔流率为0.012kmol/(m2.s)，吸收剂用量为最小用量的1.5倍，总传质系数Kya=0.015kmol/(m3.s)。试求： （1）煤油用量； （2）填料层高度。 12．
对于低浓度气体吸收过程，试推导：HOG= HG + HL/A 式中A=L/（mG）吸收因子
13．
用纯吸收剂逆流吸收贫气中的溶质组分，气液平衡关系服从亨利定律，相平衡常数为
m。若吸收剂用量为最小用量的1.5倍，传质单元高度HOG=0.8m，试求： （1）溶质回收率Φ=90%时，所需填料层高度； （2）溶质回收率Φ=99%时，所需填料层高度； （3）对应如上两种回收率，吸收剂用量有何关系。 14．
在填料塔中用稀硫酸吸收混于空气中的氨。在以下三种情况下，气液流速及其它操作
条件大体相同，总传质单元高度HOG=0.8m，试计算并比较所需填料层高度。入塔，要求氨的回收率不低于95%，出塔吸收液含按4%。操作条件下气液平衡关系为ye=0.95x，试求： （1）混合气含氨1%（摩尔分数，下同），要求回收率90%； （2）混合气含氨1%（摩尔分数，下同），要求回收率99%； （3）混合气含氨5%（摩尔分数，下同），要求回收率99%。 15．
对于低浓度气体的逆流吸收，试证明：NOG= ln（Δy1/Δy2）/（1-1/A）
式中Δy1=y1-ye1为塔底吸收推动力 Δy2=y2-ye2为塔顶吸收推动力 A=L/（mG）为吸收因子 16．
用一直径为0.88m，装有50mm×50mm×1.5mm金属鲍尔环，填料层高为6m的填料塔，
以清水吸收空气中混有的丙酮。在25℃、101.3kPa下，每小时处理2000 m3混合气，其中
含有5%（摩尔分数，下同）丙酮，出塔尾气中含丙酮为0.263%，出塔的每1kg吸收液中含丙酮61.2g。若操作条件下的相平衡关系为ye=2.0x，试计算： （1）丙酮的回收量和回收率； （2）操作液气比和吸收剂用量； （3）气相总体积传质系数；
（4）若将填料层加高3m，则丙酮回收率提高到多少？可多回收多少丙酮？ （5）若填料层为无限高时，畜塔气体和液体中丙酮的极限浓度为多少？ 17．
试证明：若吸收过程中的平衡线和操作线均为直线时，传质单元数与理论板数的关系
N11=Nl(1)为：
当操作线与平衡线平行（A=1）时，N=NOG
18．用清水于填料塔中逆流吸收混合气中SO2，混合气流量为5000标准m3/h，其中含SO2为10%（体积分数），要求回收率为95%，操作条件下气液平衡关系为ye=26.7x，试求： （1）取用水量为最小用水量的1.5倍时，用水量为多少？ （2）所需理论板数；
（3）若采用（2）中求得的理论板数，而要求回收率由95%提高到98%，则用水量应增加多
少？
19．有一吸收塔填料层高3m，20℃、101.3kPa下用清水内逆流吸收吸收混于空气中的氨。混
合气体的质量流率为580kg/（m2.h），含氨6%（体积分数），吸收率为99%，水的质量流率为770kg/（m2.h）。操作条件下平衡关系为ye=0.9x， KGa与气相质量流率的0.7次方成正比，而受液体质量流率的影响甚小，可忽略。当操作条件分别作如下改变时，计算填料层高度应如何变化才能保持原来的吸收率（塔径不变，且假定不发生异常流动现象）： （1）操作压强增加一倍； （2）操作流量增加一倍； （3）气体流量增加一倍；