① x-35=64.75*ln(x/35),求解x=過程
化工原理(吸收)單元考試試題
一、 填空題:
(本題共7道小題,共16分)
1.20℃時,CO2氣體溶解於水的溶解度為0.878(標)m3m-3(H2O),此時液相濃度C=________kmol.m-3.液相摩爾分率xA=_________.比摩爾分率XA=__________.
2. 當平衡線為直線時,總傳質系數與分傳質系數之間的關系可以表示為1/KL=1/kL+H/kG其中1/kL表示_____,當_______項可忽略時,表示該吸收過程為液膜控制。
3. 雙膜理論認為,吸收阻力主要集中在界面兩側的________和________之中。
4.在常壓下,20℃時氨在空氣中的分壓為50mmHg,此時氨在混合氣中的摩爾分率yA=________,比摩爾分率YA=_______.
5. 用相平衡常數m表達的亨利定律表達式為_______.在常壓下,20℃時, 氨在空氣中的分壓為50mmHg,與之平衡的氨水濃度為7.5(kgNH3/100kgH2O).此時m=______.
6. 用氣相濃度△y為推動力的傳質速率方程有兩種,以傳質分系數表達的速率方程為__________________________________,以傳質總系數表達的速率方程為____________________________.
7.(3分) 氣液兩相平衡關系將取決於以下兩種情況:
(1) 若 pe〉p 或 C 〉Ce則屬於__過程
(2) 若 p 〉pe 或 Ce〉C 則屬於__過程
二、選擇題:(本題共8道小題,每小題2分,共16分)
1. 吸收速率主要決定於通過雙膜的擴散速度,要提高氣液兩流體的相對運動,提高吸收效果,則要( )
A. 增加氣膜厚度和減少液膜厚度
B. 減少氣膜和液膜厚度
C. 增加氣膜和液膜厚度
2. 對接近常壓的低濃度溶質的氣液平衡系統,當溫度和壓力不變,而液相總濃度增加時其溶解度系數H 將( ),亨利系數E將( )。
A. 增加 B. 減少 C. 不變
3. 通常所討論的吸收操作中,當吸收劑用量趨於最小用量時,完成一定的分率( )。
A. 回收率趨向最高; B. 吸收推動力趨向最大;
C. 操作最為經濟; D. 填料層高度趨向無窮大。
4.在吸收操作的物料衡算式中,V是表示單位時間所處理的( )
A. 混合氣體的體積; B. 混合氣體的摩爾流率;
C. 惰性氣體的摩爾流率
5. 氣體的亨利系數E值越大,表明氣體( )。
A. 越易溶解; B. 越難溶解; C. 溶解度適中
6.填料吸收塔空塔的速度應( )於液泛速度。
A. 大; B. 小 ; C. 等
7.對吸收操作影響較大的填料特性是( )。
A. 比表面積和自由體積; B. 機械強度;
C. 對氣體阻力要小;
8.在Y—X圖上,吸收操作線總是位於平衡線的( )。
A. 上方; B. 下方; C. 重合線上;
三、判斷題:
(本題共8道小題,每小題1分,共8分)
1. 噴淋吸收是吸收劑成液滴分散在氣體中,因此,液體為連續相,氣體為分散相( )。
2. 吸收操作線的方程式,斜率是L/V( )。
3.工業上一般吸收是在吸收塔中進行的。象傳熱一樣氣液間逆流操作有利於吸收完全並可獲得較大的吸收推動力。( )
4. 填料吸收塔逆流操作,當吸收劑的比用量(即液氣比)增大時,則出塔吸收液濃度下降,吸收推動力減小( )
5.液泛點是填料吸收塔的最佳操作點。吸收操作在此條件下進行時,則吸收速率最大。( )
6.吸收過程中,當操作線與平衡線相切或相交時所用的吸收劑最少,吸收推動力最大。( )
7.加壓和降溫可以提高氣體的溶解度,故加壓降溫有利於吸收操作。( )
8.惰性氣體和吸收劑在吸收過程的前後的摩爾量是不變的( )
四、簡答題:(本題共2道小題,共10分)
1.(5分)
有一填料吸收塔,逆流操作,氣體由塔底進入,吸收劑從塔頂淋下,該過程的平衡線與操作線如下圖,試將下列有關參數表示在圖上。(1)塔頂、塔底氣液組成;(2)作出最小液氣比時的操作線;(3)理論上塔底可獲得的最大濃度。
2.(5分)
亨利定律有哪幾種表達式?它們只適合於什麼場合?
五、計算題:
(本題共5道小題,共50分)
1.(12分)
在常壓逆流操作的填料吸收塔中用清水吸收空氣中某溶質A ,進塔氣體中溶質A 的含量為8%(體積%),吸收率為98%,操作條件下的平衡關系為y=2.5x, 取吸收劑用量為最小用量的1.2倍,試求:(1)水溶液的出塔濃度;(2)若氣相總傳質單元高度為0.6m,現有一填料層高為6m的塔問該塔是否合用?註:計算中可用摩爾分率代替摩爾比,用混合氣體量代替惰性氣體量,用溶液量代替溶劑量。
2.(8分)
總壓100kN. m-2,30℃時用水吸收氨,已知 kG=3.84×10-6kmol.m-2.s-1(kN.m-2),kL=1.83×10-4kmol.m-2.s-1(kmol.m-3), 且知x=0.05時與之平衡的p=6.7kN.m-2.求:ky、Kx、Ky。(液相總濃度C 按純水計為55.6 kmol.m-3)
3.(10分)
有一逆流填料吸收塔, 塔徑為0.5m,用純溶劑吸收混合氣中的溶質。入塔氣體量為100kmol.h-1,溶質濃度為0.01(摩爾分率),回收率要求達到90% ,液氣比為1.5 ,平衡關 系y=x。試求:(1)液體出塔濃度;(2)測得氣相總體積傳質系數Kya=0.10kmol.m-3.s-1,問該塔填料層高度為多少?提示:NOG=1/(1-S)ln[(1-S)(y1-mx1)/(y2-mx2)+S]
4.(8分)
用水作為吸收劑來吸收某低濃度氣體生成稀溶液(服從亨利定律),操作壓力為850[mmHg] ,相平衡常數m=0.25,已知其氣膜吸收分系數kG=1.25[kmol.m-2.h-1.atm-1],液膜吸收分系數 kL=0.85[m.h-1],試分析該氣體被水吸收時,是屬於氣膜控制過程還是液膜控制過程?
5.(12分)
在直徑為0.8m的填料塔中,用1200kg.h-1的清水吸收空氣和SO2混合氣中的SO2,混合氣量為1000m3(標准).h-1,混合氣含SO21.3%(體積),要求回收率99.5%,操作條件為20℃、1atm, 平衡關系為y*=0.75x,總體積傳質系數Kya=0.055kmol.m-3.s-1.atm-1,求液體出口濃度和填料高度。
② 在一塔徑為0.8m的填料塔內,用清水逆流吸收空氣中的氨,要求氨的吸收率為99.5%。已知空氣和氨的混合氣質量
每小時送入的混合氣量為1400Kg
③ 用純水吸收混合氣體的氨氣,氨氣含量為2mol%,吸收塔理論板數為5,若吸收因數A為1,求氨氣的回收率;
第一次1.570 0.340
第二次3.140 0.680
可知:第一次NaOH過量,NH4+完全生成了NH3,NH3為0.34/17=0.02mol,所以銨鹽中的NH4+共為0.02mol。開始計算:設(NH4)2SO3為xmol,則NH4HSO3為0.02-2x mol,由1.57g
可列 116×x﹢99×﹙0.02-2x﹚=1.57 解得x=0.005mol
即(NH4)2SO3為0.005mol,NH4HSO3為0.01mol,物質的量之比為1 :2
第二次3.140 0.680
第三次4.710 0.510
可知:第三次時NaOH一定完全反應了,這時4.71g中(NH4)2SO3為0.015mol,NH4HSO3為0.03mol,HSO3- + OH-==H2O + SO32-
1 1
0.03mol 0.03mol
又生成0.51gNH3為0.03mol,NH4+ + OH-==NH3 + H2O
1 1
0.03mol 0.03mol
則NaOH共0.03+0.03=0.06mol,x=0.06/0.05=1.2mol/L
④ 實驗室治氨氣時為防止多餘的氨氣逸散到空氣中可以用什麼吸收 有助於回答者給出准確的答案
酸性的液體都可以
⑤ 氨氣有什麼用氨氣要用什麼吸收
從化學的角度說,氣體的種類有很多中,比如最貼近生活的就是空氣,空氣中含有氧氣、氮氣等多種氣體,但每一種氣體的用途都有很大的不同,今天小編要說的氣體是氨氣,我們體內從肛門排除的氣體中就含有氨氣的成分。那麼氨氣有什麼用?氨氣用什麼來吸收?下面小編就氨氣的這兩個問題給大家做一個詳細的介紹供大家參考。
氨氣的特性
氨,或稱「氨氣」,氮和氫的化合物,分子式為NH₃,是一種無色氣體,有強烈的刺激氣味。極易溶於水,水溶液又稱氨水。氨氣比空氣要輕。這種氣體通常來自建築施工中使用的混凝土外加劑,和室內裝飾材料中的添加劑和增白劑。長期接觸氨氣,部分人可能會出現皮膚色素沉積或手指潰瘍等症狀;氨氣被呼入肺後容易通過肺泡進入血液,與血紅蛋白結合,破壞運氧功能。短期內吸入大量氨氣後可出現流淚、咽痛、聲音嘶啞、咳嗽、痰帶血絲、胸悶、呼吸困難,可伴有頭暈、頭痛、惡心、嘔吐、乏力等,嚴重者可發生肺水腫、成人呼吸窘迫綜合症,同時可能發生呼吸道刺激症狀。
氨氣的用途
氨氣的主要用途包括NH₃用於制氨水、液氨、氮肥(尿素、碳銨等)、HNO₃、銨鹽、純鹼,廣泛應用於化工、輕工、化肥、制葯、合成纖維、塑料、染料、製冷劑等。
氨氣要用什麼吸收?
第一種是將氨氣通到飽和食鹽水即飽和NaCl溶液中,這比直接通入水裡吸收效果要好,因為氨氣在飽和食鹽水裡的溶解度比在水要高,這是利用氨氣易溶於水,即氨氣物理方面的性質;
第二種方法是將氨氣通入到裝有氯化鈣的「U」型管或乾燥管里,這是利用到氨氣可以和氯化鈣反應生成八氨氯化鈣的性質,即氨氣化學方面的性質,因此在乾燥氨氣時不能用氯化鈣做乾燥劑,原因就在此.
從物理特性而言,氨氣和氫氣一樣是比空氣要輕的,但是我們常見的氣球都用氫氣填充而不用氨氣的原因是氫氣不是最輕的氣體,更容易帶動氣球的上升。而且人體吸收大量氨氣後會造成很多的不良反應,比如頭暈、惡心等,嚴重者可能有生命危險。氨氣一般的用途就是工業用途,用於製作化肥等,這一點小編在上文中也有所提及。
⑥ 用水吸收空氣中的氨的傳質過程為氣膜控制么
雙膜理論(two-film theory),是一經典的傳質機理理論,於1923年由惠特曼(W.G.Whitman)和劉易斯(L.K.Lewis)提出,作為界面傳質動力學的理論,該理論較好地解釋了液體吸收劑對氣體吸收質吸收的過程。理論論點氣體吸收是氣相中的吸收質經過相際傳遞到液相的過程。當氣體與液體相互接觸時,即使在流體的主體中已呈湍流,氣液相際兩側仍分別存在有穩定的氣體滯流層(氣膜)和液體滯流層(液膜),而吸收過程是吸收質分子從氣相主體運動到氣膜面,再以分子擴散的方式通過氣膜到達氣液兩相界面,在界面上吸收質溶入液相,再從液相界面以分子擴散方式通過液膜進入液相主體。針對氣體吸收傳質過程,雙膜理論的基本論點如下: 雙膜理論示意圖1、相互接觸的氣、液兩相流體間存在著穩定的相界面,界面兩側各有一個很薄的停滯膜,相界面兩側的傳質阻力全部集中於這兩個停滯膜內,吸收質以分子擴散方式通過此二膜層由氣相主體進入液相主體;2、在相界面處,氣、液兩項瞬間即可達到平衡,界面上沒有傳質阻力,溶質在界面上兩相的的組成存在平衡關系,即所需的傳質推動力為零或氣、液兩相達到平衡。3、在兩個停滯膜以外的氣、液兩相主體中,由於流體充分湍動,不存在濃度梯度,物質組成均勻。溶質在每一相中的傳質阻力都集中在虛擬的停滯膜內。根據雙膜理論,氣、液相界面附近的濃度分布如右圖所示。望採納~謝謝~!!
⑦ 求一道化工原理的題
解:求出Y1 Y2求出和惰性氣體量V
y1=Pal/P=1.333/101.3=0.0132 Y1=y1/(1-y1)=0.0134
Y2=Y1(1-η)=?
n混合氣=m混合氣/M混合氣=m混合氣/M空氣=?
惰性氣體V=n混合氣(1-y1)=?
1:根據平衡關系X1*=Y1/m=?
Lmin=V*(Y1-Y2)/(X1*-X2)=?
實際吸收劑量L=1.4Lmin=?l
X1=V/L×(Y1-Y2)+X2=?
2:
塔底推動力:△Y1=Y1-Y1*=Y1-mX1=?
塔頂推動力:△Y2=Y2-Y2*=Y2-mY2=?
平均推動力:△Ym=(△Y1-△Y2)/ln(△Y1/△Y2)=?
塔截面積:Ω=πD^2/4=?
傳質單元高度;Hog=V/(Ky*a*Ω)=?
填料層高度:H=Hog*Nog=?
⑧ 在常壓下,20℃時氨在空氣中的分壓為69.6mmHg,此時氨在混合氣中的摩爾分率y如何計算
69.6mmHg化成KPa 69.6/7.5mmHg=9.28KPa
氨在混合氣中的摩爾分數y 等於在空氣中的分壓比 9.28KPa /101.3KPa=0.0196