华南理工大学化学工程考研十年真题吸收大题.docx
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华南理工大学化学工程考研十年真题吸收大题
(2012)(15分)在一填料塔中用清水逆流吸收混合气体中的丙酮。
原工况下,进塔气体中含丙酮1.5%(摩尔分数,下同),操作液气比为最小液气比的1.5倍,丙酮回收率为99%,现将气体入塔浓度降为1.0%,进塔气量提高20%,吸收剂用量、温度等操作条件均不变。
已知操作条件下平衡关系满足亨利定律,气相总体积传质系数Kya与气体体积流量V的0.8次方成正比。
试求:
(1)新工况下丙酮回收率;
(2)若仍然将回收率维持在99%,则新工况下所需填料层高度为原工况的多少倍?
(2011)(15分)用纯水在5块理论板的板式吸收塔内吸收原料气中摩尔含量为2%的氨,若吸收因子A=0.9,求吸收率η?
,若用已测得传质单元高度HOG为0.4m的填料塔完成上述吸收过程,填料层高度应为多少米?
操作液气比是最小液气比的几倍?
(2010)5.(20分)用填料塔从一混合气体中逆流吸收所含苯。
入塔混合气体中含苯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25℃,入塔混合气流量为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,已知操作条件下的平衡关系为Y*=0.14X(Y、X均为摩尔比),气相总体积传质系数Kya=125kmol/(m3⋅h),煤油的平均分子量为170kg/kmol,塔内径为0.6m,
试求:
(1)煤油的出口浓度(摩尔比);
(2)所需的填料层高度;
(3)欲提高回收率可采用那些措施?
(举四条)并说明理由。
(2009)六.(16分)在填料塔中用纯水逆流于15℃下吸收混合气体中的可溶组分,吸收过程为气膜控制。
原设计溶质的回收率为99%。
操作液气比为1.71。
已知相平衡关系Y*=5.0X,气相总传质单元高度为0.8m。
试求:
(1)吸收温度升为30℃时,溶质的吸收率降低到多少?
(30℃时,相平衡关系Y*=2.1X)
(2)通过增加喷淋量的方法以维持原吸收率,液气比应为原来的多少倍才能满足要求
(设温度、喷淋量的改变对总传质系数的影响可忽略)。
(2008).三、(20分)在一吸收塔中,用清水逆流吸收某气体混合物,入塔气相组成为0.04(摩尔分率,下同)操作条件下物系的平衡关系为Y*=1.2X,操作气液比为1.2,出塔气
相组成为0.01,吸收过程为气膜控制,KYa∝V0.7(V为气体混合物中惰性气体的摩尔
流率)。
(1)求气相总传质单元数NOG;
(2)若气液初始组成、流量、清水流量及操作条件不变,当两个完全相同的塔并联逆流
操作时,气液两相流量分配相等,此时气体出口组成为多大?
(2007)四、(20分)在逆流操作的填料塔内,用20℃的清水吸收氨气-空气混合气中的氨气,已知混合气流量为540m3/h(标准状态下),塔底气体进塔浓度为0.06(摩尔分率),要求氨的回收率为99%,已知塔内径(直径)为0.8m,清水用量为1.1m3/h,操作条件下的平衡关系为Y*=0.9X,气相总体积传质系数Kya=107kmol/m3.h,20℃水的密度为998.2kg/m3。
试求:
(1)吸收液的出口浓度X1(摩尔比);
(2)气相总传质单元数NOG及所需的填料层高度Z;
(3)若混合气流量(标准状态下)增加20%,维持操作压强和用水量不变,要达到原来的回收率,填料层高度至少应调整为多少?
(已知吸收过程为气膜控制,Kya与气体流速的0.8次方成正比)。
(2006)6、(20分)在一填料塔中,用含苯0.00015(摩尔分数,下同)的洗油逆流吸收混合气体中的苯。
混合气的处理量为73.6kmol/h,进塔气体中含苯0.03,要求苯的回收率为90%,操作在101.3kPa、25℃下进行,塔径0.8m,物系的平衡关系为Y×=26X,操作液气比为最小液气比的1.3倍,气相总体积传质系数Kya=0.045kmol/(m3·s),苯的分子量为78.1,洗油的分子量为170。
试求:
(1)每小时所需吸收剂用量以及苯的回收量(kg/h);
(2)所需的填料层高度(m);
其他条件不变,改用性能更好的填料,分析该措施是如何影响回收率的。
(2005)七、(15分)在100kN/m2和30oC下,用水吸收混合气中氨。
该操作条件下,亨利系数E=134kN/m2,稳定操作条件下,吸收塔中某一位置的气相摩尔分率为y=0.1,液相摩尔分率为x=0.05,气相对流传质系数和液相对流传质系数分别为
和
,试求:
1)气相总传质系数Ky
?
2)用计算结果说明该吸收过程为气膜控制过程还是液膜控制过程?
3)题中所示的塔位置处气液界面浓度为多少?
(2004)七、(15分)某一逆流操作的填料塔中:
用水吸收空气中的氨气,已知塔底气体进塔浓度为0.026(摩尔比,下同),塔顶气相浓度为0.0026,填料层高度为1.2m,塔内径为0.2m,吸收过程中亨利系数为0.5atm,,操作压力0.95atm,平衡关系和操作关系(以比摩尔浓度表示)均为直线关系。
水用量为0.1m3/h,混合气中空气量为100m3/h(标准状态下),试求:
(1)气相总体积传质系数;(2)操作液气比为最小液气比的多少倍;
(3)由于法定排放浓度必须小于0.001,所以拟将填料层加高;若液气比不变,问填料层应加高多少;
(2003)七、在逆流操作的吸收塔中,用清水吸收氨-空气混合气中的氨,混合进料时氨的浓度Y1=0.01(摩尔比),吸收率90%,操作压力760mmHg,溶液为稀溶液,系统的平衡关系符合拉乌尔定律,操作温度下,氨在水溶液的饱和蒸汽压力为684mmHg,传质单元高度为0.5米。
试求:
(1) 最小单位吸收剂用量;
(2) 当吸收剂用量为最小用量的2倍时,填料层的高度为多少米?
(3) 出口液体的浓度。
(2002)4.一逆流操作填料吸收塔,20℃,常压下用清水吸收混合气中的组分A,混合气的体积流量为2000m3/h,操作条件下矮的平衡关系为
,混合气含A8%(V%),要求吸收率达到98%,清水用量为最小用量的1.2倍。
设操作条件下气相总传质系数Ky=0.45kmol/m2·h·△y,塔径1.2m,填料有效比表面积200m2/m3,可视为低浓度吸收,试计算:
(1) 所需填料层高度;
(2) 其它条件不变,吸收济改用含组分A0.1%(mol%)的水溶液时,达到上述吸收任务所需填料层的高度为多少?
(2001)四、(15分)一填料吸收塔,填料层高度为3m,操作压强为1atm,温度为20℃。
用清水吸收空气-氨混和气中的氨,混合气体的质量速度为580kg/m2·h,其中含氨6%(体积%),要求吸收率为99%,水的质量流速为770kg/m2·h。
已知该塔在等温下逆流操作,操作条件下的平衡关系为Y*=0.755X。
试求:
(1)出口氨水浓度;
(2)以气相组成表示的平均推动力;
(3)气相总传质单元高度HOG;
(4)如果KGa与气体质量速度的0.8次方成正比,试估算:
当操作压强增大一倍,气体质量速度也增大一倍时,为保持原来的吸收率,在塔径和水的质量速度不变的情况下填料层高度为多少?
(空气分子量取29,氨的分子量17,水的分子量18)
(2000)三﹑常压填料逆流吸收塔,用清水吸收混合气中的氨,混合器入塔流量V为84kmol/h,入塔气体浓度为y1为8%,吸收率η不低于98%,在操作条件下的平衡关系为y=1.5x,总传质系数Ky=0.45kmol/(m2·h)。
(1) 用吸收剂用量为最小用量的1.2倍,求溶液出塔浓度;
(2) 若塔径为1.2m,填料有效比表面为200m2/m3,求所需填料层高度;
(3) 若V,y1,η及x1不变,而吸收剂改为含氨0.1%的水溶液时,填料层高度有何变化?
定量计算分析。
(Ky可视为不变,以上浓度均为摩尔浓度)
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- 华南理工大学 化学工程 考研 十年 吸收