浓度换算2.1 甲醇 15%(质量)的水溶液 , 其密度为 970Kg/m 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 ; (5)摩尔浓度。分子扩散2.2估算1atm及293K下氯化氢气体(HCI)在空气,(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 1.1cm,20 C空气以一定速度吹过管口 ，经5小时后液 面下降到 离管口 2.05cm,大气压为750mmHg,丙酮的蒸汽压为 180mmHg,丙酮液密度为 7900kg/m 3, 计算丙酮蒸汽在空气中的扩散系数。2.4浅盘内盛水。水深 5mm,在1atm又298K下靠分子扩散逐渐蒸发到大气中。假定传质阻力相当于 3mm 厚的静止气层 ,气层外的水蒸压可忽略 ,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，氨在气相中的组成ya=5%(摩尔百分率)。液相氨的平衡分压 P=660Pa,物质通量Na = 10 - 4kmol/m 2 S,气相 扩散系数DG=0.24cm2/s,求气膜的当量厚度。相平衡与亨利定律2.6温度为10C的常压空气与水接触，氧在空气中的体积百分率为21%,求达到平衡 时氧在水中的最大浓度，(以g/m3、摩尔分率表示)及溶解度系数。以g/m3atm及kmol/m 3 Pa表示。2.7 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)(A)Y增大一倍；(B)P增大一倍;(C)Y减小一倍；(D)P减小一倍。2.8 25 C及1atm下,含CO220%,空气80%(体积%)的气体1m3,与1m3的清水在容积2m3的 密闭 容器中接触进行传质 ,试问气液达到平衡后 ,(1) CO2在水中的最终浓度及剩余气体的总压为多少？刚开始接触时的总传质推动力 P, 各为多少？气液达到平衡时的总传质推动力又为 多少？2.9在填料塔中用清水吸收气体中所含的丙酮蒸气，操作温度20C，压力1atm。若已知 气相与液相传质分系数(简称传质系数)kG= 3.5 X0-4kmol/(m 2s.atm),kL=1.5 M0-4 m/s,平衡关系服从亨利定律，亨利系数E=32atm，求Kg、Kx、Ky和气相阻力在总阻力中所 占的比例。2.10在一填料塔中用清水吸收混合气中的氨。吸收塔某一截面上的气相浓度y=0.1,液相浓度x=0.05(均为摩尔分率)。气相传质系数ky=3.84 X0-4kmol/(m 2.s. y液相传 质系数 kx=1.02 X0-2kmol/(m 2.s. X操作条件下的平衡关系为 y=1.34x,求该截面上的：(1) 总传质系数 Ky,kmol/(m 2.s. y);(2) 总推动力 y;气相传质阻力占总阻力的比例；气液介面的气相、液相浓度yi和xi。操作线作法1T112J习题11附图2.11根据以下双塔吸收 的四个流程，分别作出每 个流程的平衡线(设为一 直线)和操作线的示意 图。2.12示意画出下列吸收塔的操作线。（图中yb1yb2, xa2xai； yb2气体和xa2液体均在塔内与其气、 液相浓度相同的地方加入）习题12附图2.13在填料塔中用纯水逆流吸收气体混合物中的S02,混合气中SO2初始浓度为5%（体 积），在操作条件下相平衡关系 y=5.0x,试分别计算液气比为 4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在吸收过程中，一般按图 1设计，有人建议按图 2流程设计吸收塔，试写出两种情况下的 操作线方程，画出其操作线，并用图示符号说明操作线斜率和塔顶、底的操作状态点。V YaLXiLL1 X31111V U X*7 Y，L习题14附图设计型计算2.15用填料塔以清水吸收空气中的丙酮，入塔混合气量为1400Nm3/h，其中含丙酮4%（体积）,要求丙酮回收率为 99%,吸收塔常压逆流操作，操作液气比取最小液气比的1.2倍,平衡关系为y=1.68x,气相总传质单元高度 HoG=0.5m求：（1）用水量及水溶液的出口浓度Xb（2）填料层高度Z（用对数平均推动力法计算Nog）。2.16某工厂拟用清水吸收混合气体中的溶质A,清水用量为4500kg/h,混合气体量为2240Nm3/h,其中溶质A的含量为5%（体积%）,要求吸收 后气体中溶质含量为0.3%,上述任务用填料塔来完成，已知体积总传质系数Kva为307kmol/m 3.h,平衡关系为y=2x,如塔径已确定为 1m,求填 料层高度为多少 m?（NoG用吸收因数法）2.17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 为惰性气体。回收率为95%。吸收塔操作压强为 780mmHg，温度为25C,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=0.14X（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170Kg/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?习题17附图（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。2.18在逆流操作的填料塔内，用纯溶剂吸收混合气体中的可溶解组分。已知：吸收剂 用量为最小量的1.5倍，气相总传单元高度 HoG=1.11m,（H oG=GB/KYa,其中Gb-惰性气体的 流率，Kmol/m 2.s； Kva-以气相摩尔比差为总推动力的气相体积总传质系数Kmol/m 3.s. Y）,操作条件下的平衡关系为Y=mX（Y、X-摩尔比）,要求A组分的回收率为90%，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加 10%,而其它条件（气、液相入塔组成、吸 收剂 用量、操作温度、压强 ）不变,试定性判断尾气中 A的含量及吸收液组成将如何变化？已知KYax g0.7。2.19在常压填料逆流吸收塔中，用清水吸收混合气体中的氨 ，混合气量为2000m3/h,其 中氨的流 量为160m3/h,出口气体中氨的流量为 4m3/h，操作温度为20C，平衡关系为 Y=1.5X,传质系数 KY=0.45Kmol/m 2 h Y（均按摩尔比表示）,试求：（1）吸收率n为多少？若吸收剂量为最小用量的1.2倍时,求溶液的出口浓度。(2) 已知塔径为1.2m，内充25X25X3的乱堆填料拉西环，填料有效比面积约 200m2/m3,求 填料层高度。(3) 若使V、Y、n Xi不变,而使吸收剂改为含氨0.1%(mlo%)的水溶液时,填料层高度有何变化(Ky可视为不变)。2.20在填料塔内稀硫酸吸收混合气体中的氨(低浓度),氨的平衡分压为零(即相平衡常数 m=0),在F列三种情况下的操作条件基本相同，试求所需填料高度的比例(1) 混合气体含氨1%,要求吸收率为90%;(2) 混合气体含氨1%,要求吸收率为99%;(3) 混合气体含氨 5%,要求吸收率为 99%。对上述低浓度气体，吸收率可按n =(Y)-Ya)/Yb计算。2.21用图示的A、B两个填料吸收塔，以清水吸收空 气混合物中的SO2,已知系统的平衡常数m=1.4,塔的Hog =1.2m,气体经两塔后总吸收率为0.91，两塔用水量相等，且均为最小用量的1/0.7倍，试求两塔的填料操作型计算层高度。2.22含氨1.5%(体积%)的气体通过填料塔用清水吸收其中的氨。平衡关系y=0.8x，液气摩尔比L/G=0.94,总传质单元高度 Hog =0.4m,填料层高度 ho=6m。(1) 求出塔气体中氨的浓度(或吸收率);(2) 可以采用哪些措施提高吸收率n?口欲达到吸收率为 99.5%,对你所采取的措施作出估算。2.23空气中含丙酮2%(体积%)，在填料塔中用水吸收。填料层高度 ho=10m，混合气体 摩尔流 率G=0.024kmol/m 2.s,水的摩尔流率L=0.065kmol/m 2.s,气相传单元高度 Hg =0.76m ,液相传 质单元高度 HL=0.43m，操作温度下的亨利常数 E=177KN/m勺操作压力为100KN/m 2,求出口 气体浓度。2.24用不含溶质的吸收剂吸收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)min=m n ,式中n为溶质A的吸收率。综合计算2.25在直径为0.8m的填料塔中，用1200Kg/h的清水吸收空气和 SO2混合气中的SO2,混合气量 为1000m3(标准)/h,混合气含SO21.3%(体积),要求回收率为99.5%,操作条件为20C , 1atm,平衡关 系为ye=0.75x,总体积传质系数 Kya=0.055Kmol/m 3.s. y,求液体出口浓度和填料层高度。2.26在塔径为1.33m的逆流操作的填料吸收塔中，用清水吸收温度为 20 C ,压力为1atm的某混合气体中的 C02,混合气体处理量为 1000m3/h,C02含量为13%(体积),其余为惰 性气体要求 C02的吸收率为90%，塔底的出口溶液浓度为0.2gC02/1000gH 2O,操作条件下的 气液平衡关系为Y=1420X( 式中 Y、X 均为摩尔比 ),液相体积吸收总系数 KXa=10695Kmol/m 3 .h,C0 2分子量为 44, 水分子量为 18。试求 :(1) 吸收剂用量 (Kg/h);(2) 所需填料层高度 (m)。2.27某厂使用填料塔，以清水逆流吸收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组成为 0.06(组分A的摩尔分率，以下同)，出塔尾气中组成为 0.008,出塔水 溶液组成为0.02。操作条件下的平衡关系为 y=2.5x。试求：(1) 该塔的气相总传质单元高度 ;(2) 该厂为降低最终的尾气排放浓度 ,准备另加一个塔径与原塔相同的填料塔。若两塔串联操作， 气液流量和初始组成均不变 ,要求最终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代替摩尔比。2.28 流率为 0.04Kmol/m 2.s 的空气混合气中含氨 2%(体积 ), 拟用逆流吸收以回收其中 95%的 氨 。塔顶喷入浓度为 0.0004(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 作范围的平衡关系为 y=1.2x,所用填料的气相总传质系数 Kya=0.052Kmol/m 3.s. y。试求：(1) 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 5m 的常压填料塔内 ,用纯水吸收气体混合物中少量的可溶组分。气液逆流接 触，液气比为 1.5，操作条件下的平衡关系为 Y=1.2X ，溶质的回收率为 90%