① x-35=64.75*ln(x/35),求解x=过程
化工原理(吸收)单元考试试题
一、 填空题:
(本题共7道小题,共16分)
1.20℃时,CO2气体溶解于水的溶解度为0.878(标)m3m-3(H2O),此时液相浓度C=________kmol.m-3.液相摩尔分率xA=_________.比摩尔分率XA=__________.
2. 当平衡线为直线时,总传质系数与分传质系数之间的关系可以表示为1/KL=1/kL+H/kG其中1/kL表示_____,当_______项可忽略时,表示该吸收过程为液膜控制。
3. 双膜理论认为,吸收阻力主要集中在界面两侧的________和________之中。
4.在常压下,20℃时氨在空气中的分压为50mmHg,此时氨在混合气中的摩尔分率yA=________,比摩尔分率YA=_______.
5. 用相平衡常数m表达的亨利定律表达式为_______.在常压下,20℃时, 氨在空气中的分压为50mmHg,与之平衡的氨水浓度为7.5(kgNH3/100kgH2O).此时m=______.
6. 用气相浓度△y为推动力的传质速率方程有两种,以传质分系数表达的速率方程为__________________________________,以传质总系数表达的速率方程为____________________________.
7.(3分) 气液两相平衡关系将取决于以下两种情况:
(1) 若 pe〉p 或 C 〉Ce则属于__过程
(2) 若 p 〉pe 或 Ce〉C 则属于__过程
二、选择题:(本题共8道小题,每小题2分,共16分)
1. 吸收速率主要决定于通过双膜的扩散速度,要提高气液两流体的相对运动,提高吸收效果,则要( )
A. 增加气膜厚度和减少液膜厚度
B. 减少气膜和液膜厚度
C. 增加气膜和液膜厚度
2. 对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统,当温度和压力不变,而液相总浓度增加时其溶解度系数H 将( ),亨利系数E将( )。
A. 增加 B. 减少 C. 不变
3. 通常所讨论的吸收操作中,当吸收剂用量趋于最小用量时,完成一定的分率( )。
A. 回收率趋向最高; B. 吸收推动力趋向最大;
C. 操作最为经济; D. 填料层高度趋向无穷大。
4.在吸收操作的物料衡算式中,V是表示单位时间所处理的( )
A. 混合气体的体积; B. 混合气体的摩尔流率;
C. 惰性气体的摩尔流率
5. 气体的亨利系数E值越大,表明气体( )。
A. 越易溶解; B. 越难溶解; C. 溶解度适中
6.填料吸收塔空塔的速度应( )于液泛速度。
A. 大; B. 小 ; C. 等
7.对吸收操作影响较大的填料特性是( )。
A. 比表面积和自由体积; B. 机械强度;
C. 对气体阻力要小;
8.在Y—X图上,吸收操作线总是位于平衡线的( )。
A. 上方; B. 下方; C. 重合线上;
三、判断题:
(本题共8道小题,每小题1分,共8分)
1. 喷淋吸收是吸收剂成液滴分散在气体中,因此,液体为连续相,气体为分散相( )。
2. 吸收操作线的方程式,斜率是L/V( )。
3.工业上一般吸收是在吸收塔中进行的。象传热一样气液间逆流操作有利于吸收完全并可获得较大的吸收推动力。( )
4. 填料吸收塔逆流操作,当吸收剂的比用量(即液气比)增大时,则出塔吸收液浓度下降,吸收推动力减小( )
5.液泛点是填料吸收塔的最佳操作点。吸收操作在此条件下进行时,则吸收速率最大。( )
6.吸收过程中,当操作线与平衡线相切或相交时所用的吸收剂最少,吸收推动力最大。( )
7.加压和降温可以提高气体的溶解度,故加压降温有利于吸收操作。( )
8.惰性气体和吸收剂在吸收过程的前后的摩尔量是不变的( )
四、简答题:(本题共2道小题,共10分)
1.(5分)
有一填料吸收塔,逆流操作,气体由塔底进入,吸收剂从塔顶淋下,该过程的平衡线与操作线如下图,试将下列有关参数表示在图上。(1)塔顶、塔底气液组成;(2)作出最小液气比时的操作线;(3)理论上塔底可获得的最大浓度。
2.(5分)
亨利定律有哪几种表达式?它们只适合于什么场合?
五、计算题:
(本题共5道小题,共50分)
1.(12分)
在常压逆流操作的填料吸收塔中用清水吸收空气中某溶质A ,进塔气体中溶质A 的含量为8%(体积%),吸收率为98%,操作条件下的平衡关系为y=2.5x, 取吸收剂用量为最小用量的1.2倍,试求:(1)水溶液的出塔浓度;(2)若气相总传质单元高度为0.6m,现有一填料层高为6m的塔问该塔是否合用?注:计算中可用摩尔分率代替摩尔比,用混合气体量代替惰性气体量,用溶液量代替溶剂量。
2.(8分)
总压100kN. m-2,30℃时用水吸收氨,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时与之平衡的p=6.7kN.m-2.求:ky、Kx、Ky。(液相总浓度C 按纯水计为55.6 kmol.m-3)
3.(10分)
有一逆流填料吸收塔, 塔径为0.5m,用纯溶剂吸收混合气中的溶质。入塔气体量为100kmol.h-1,溶质浓度为0.01(摩尔分率),回收率要求达到90% ,液气比为1.5 ,平衡关 系y=x。试求:(1)液体出塔浓度;(2)测得气相总体积传质系数Kya=0.10kmol.m-3.s-1,问该塔填料层高度为多少?提示:NOG=1/(1-S)ln[(1-S)(y1-mx1)/(y2-mx2)+S]
4.(8分)
用水作为吸收剂来吸收某低浓度气体生成稀溶液(服从亨利定律),操作压力为850[mmHg] ,相平衡常数m=0.25,已知其气膜吸收分系数kG=1.25[kmol.m-2.h-1.atm-1],液膜吸收分系数 kL=0.85[m.h-1],试分析该气体被水吸收时,是属于气膜控制过程还是液膜控制过程?
5.(12分)
在直径为0.8m的填料塔中,用1200kg.h-1的清水吸收空气和SO2混合气中的SO2,混合气量为1000m3(标准).h-1,混合气含SO21.3%(体积),要求回收率99.5%,操作条件为20℃、1atm, 平衡关系为y*=0.75x,总体积传质系数Kya=0.055kmol.m-3.s-1.atm-1,求液体出口浓度和填料高度。
② 在一塔径为0.8m的填料塔内,用清水逆流吸收空气中的氨,要求氨的吸收率为99.5%。已知空气和氨的混合气质量
每小时送入的混合气量为1400Kg
③ 用纯水吸收混合气体的氨气,氨气含量为2mol%,吸收塔理论板数为5,若吸收因数A为1,求氨气的回收率;
第一次1.570 0.340
第二次3.140 0.680
可知:第一次NaOH过量,NH4+完全生成了NH3,NH3为0.34/17=0.02mol,所以铵盐中的NH4+共为0.02mol。开始计算:设(NH4)2SO3为xmol,则NH4HSO3为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为0.005mol,NH4HSO3为0.01mol,物质的量之比为1 :2
第二次3.140 0.680
第三次4.710 0.510
可知:第三次时NaOH一定完全反应了,这时4.71g中(NH4)2SO3为0.015mol,NH4HSO3为0.03mol,HSO3- + OH-==H2O + SO32-
1 1
0.03mol 0.03mol
又生成0.51gNH3为0.03mol,NH4+ + OH-==NH3 + H2O
1 1
0.03mol 0.03mol
则NaOH共0.03+0.03=0.06mol,x=0.06/0.05=1.2mol/L
④ 实验室治氨气时为防止多余的氨气逸散到空气中可以用什么吸收 有助于回答者给出准确的答案
酸性的液体都可以
⑤ 氨气有什么用氨气要用什么吸收
从化学的角度说,气体的种类有很多中,比如最贴近生活的就是空气,空气中含有氧气、氮气等多种气体,但每一种气体的用途都有很大的不同,今天小编要说的气体是氨气,我们体内从肛门排除的气体中就含有氨气的成分。那么氨气有什么用?氨气用什么来吸收?下面小编就氨气的这两个问题给大家做一个详细的介绍供大家参考。
氨气的特性
氨,或称“氨气”,氮和氢的化合物,分子式为NH₃,是一种无色气体,有强烈的刺激气味。极易溶于水,水溶液又称氨水。氨气比空气要轻。这种气体通常来自建筑施工中使用的混凝土外加剂,和室内装饰材料中的添加剂和增白剂。长期接触氨气,部分人可能会出现皮肤色素沉积或手指溃疡等症状;氨气被呼入肺后容易通过肺泡进入血液,与血红蛋白结合,破坏运氧功能。短期内吸入大量氨气后可出现流泪、咽痛、声音嘶哑、咳嗽、痰带血丝、胸闷、呼吸困难,可伴有头晕、头痛、恶心、呕吐、乏力等,严重者可发生肺水肿、成人呼吸窘迫综合症,同时可能发生呼吸道刺激症状。
氨气的用途
氨气的主要用途包括NH₃用于制氨水、液氨、氮肥(尿素、碳铵等)、HNO₃、铵盐、纯碱,广泛应用于化工、轻工、化肥、制药、合成纤维、塑料、染料、制冷剂等。
氨气要用什么吸收?
第一种是将氨气通到饱和食盐水即饱和NaCl溶液中,这比直接通入水里吸收效果要好,因为氨气在饱和食盐水里的溶解度比在水要高,这是利用氨气易溶于水,即氨气物理方面的性质;
第二种方法是将氨气通入到装有氯化钙的“U”型管或干燥管里,这是利用到氨气可以和氯化钙反应生成八氨氯化钙的性质,即氨气化学方面的性质,因此在干燥氨气时不能用氯化钙做干燥剂,原因就在此.
从物理特性而言,氨气和氢气一样是比空气要轻的,但是我们常见的气球都用氢气填充而不用氨气的原因是氢气不是最轻的气体,更容易带动气球的上升。而且人体吸收大量氨气后会造成很多的不良反应,比如头晕、恶心等,严重者可能有生命危险。氨气一般的用途就是工业用途,用于制作化肥等,这一点小编在上文中也有所提及。
⑥ 用水吸收空气中的氨的传质过程为气膜控制么
双膜理论(two-film theory),是一经典的传质机理理论,于1923年由惠特曼(W.G.Whitman)和刘易斯(L.K.Lewis)提出,作为界面传质动力学的理论,该理论较好地解释了液体吸收剂对气体吸收质吸收的过程。理论论点气体吸收是气相中的吸收质经过相际传递到液相的过程。当气体与液体相互接触时,即使在流体的主体中已呈湍流,气液相际两侧仍分别存在有稳定的气体滞流层(气膜)和液体滞流层(液膜),而吸收过程是吸收质分子从气相主体运动到气膜面,再以分子扩散的方式通过气膜到达气液两相界面,在界面上吸收质溶入液相,再从液相界面以分子扩散方式通过液膜进入液相主体。针对气体吸收传质过程,双膜理论的基本论点如下: 双膜理论示意图1、相互接触的气、液两相流体间存在着稳定的相界面,界面两侧各有一个很薄的停滞膜,相界面两侧的传质阻力全部集中于这两个停滞膜内,吸收质以分子扩散方式通过此二膜层由气相主体进入液相主体;2、在相界面处,气、液两项瞬间即可达到平衡,界面上没有传质阻力,溶质在界面上两相的的组成存在平衡关系,即所需的传质推动力为零或气、液两相达到平衡。3、在两个停滞膜以外的气、液两相主体中,由于流体充分湍动,不存在浓度梯度,物质组成均匀。溶质在每一相中的传质阻力都集中在虚拟的停滞膜内。根据双膜理论,气、液相界面附近的浓度分布如右图所示。望采纳~谢谢~!!
⑦ 求一道化工原理的题
解:求出Y1 Y2求出和惰性气体量V
y1=Pal/P=1.333/101.3=0.0132 Y1=y1/(1-y1)=0.0134
Y2=Y1(1-η)=?
n混合气=m混合气/M混合气=m混合气/M空气=?
惰性气体V=n混合气(1-y1)=?
1:根据平衡关系X1*=Y1/m=?
Lmin=V*(Y1-Y2)/(X1*-X2)=?
实际吸收剂量L=1.4Lmin=?l
X1=V/L×(Y1-Y2)+X2=?
2:
塔底推动力:△Y1=Y1-Y1*=Y1-mX1=?
塔顶推动力:△Y2=Y2-Y2*=Y2-mY2=?
平均推动力:△Ym=(△Y1-△Y2)/ln(△Y1/△Y2)=?
塔截面积:Ω=πD^2/4=?
传质单元高度;Hog=V/(Ky*a*Ω)=?
填料层高度:H=Hog*Nog=?
⑧ 在常压下,20℃时氨在空气中的分压为69.6mmHg,此时氨在混合气中的摩尔分率y如何计算
69.6mmHg化成KPa 69.6/7.5mmHg=9.28KPa
氨在混合气中的摩尔分数y 等于在空气中的分压比 9.28KPa /101.3KPa=0.0196