流率为0.015kmol/（s•m2）的空气混合气中含氨体积分数为2％，拟用...

问答题 流率为0.015kmol/（s• m²）的空气混合气中含氨体积分数为2％，拟用逆流吸收以回收其中92％的氨。塔顶淋入摩尔分数为0.0003的稀氨水溶液，设计采用的液气比为最小液气比的1.6倍，操作范围内物系服从亨利定律y=1.3x，所用填料的总传质系数K_ya＝0.03kmol/（s• m²）。
试求：
（1）液体在塔底的感尔分数x₁
（2）全塔的平均推动力△_ym。
（3）所需塔高H。

参考答案：

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1.问答题一吸收塔于常压下操作．用清水吸收焦炉气中的氨。焦炉气处理量为5000标准m³/h，氨的浓度为10g/标准m³，要求氨的回收率不低于99％：水的用量为最小用量的1.5倍，焦炉气入塔温度为30℃，空塔气速为1.1m/s：操作条件下的平衡关系为y＝1.2X，气相体积吸收总系数为Kya＝0.0611kmol／（m³·s）。试分别用对数平均推动力法及数学分析法求气相总传质单元数，再求所需的填料层高度。

参考答案：

2.问答题在吸收塔内用水吸收混于空气中的低浓度甲醇，操作温度为27℃、压强101.3kPa。稳定操作状况下，塔内某截面上的气相中甲醇分压为5.07kPa，液相中甲醇浓度为2mol/m³。甲醇在水中的溶解度系数H=1.955kmol/（m³•kPa）。液膜吸收分系数k_L=2.08×10⁵m/s，气膜吸收分系数k_G=1.55×10^-5kmol/（m²•s•kPa）。试计算该截面上的吸收速率。

参考答案：7.86×10^-5 kmol/(m²×s)

3.问答题一填料塔中用水吸收氨-空气混合气中的低浓度氨。采用ф50×50×4.5(mm)瓷拉西环填料，不规则堆放，比表面积为93m²/m³，空隙串为0.8，操作压力为101.3kPa，温度为10℃。混合气的空塔流速为0.5m/s，密度为1.25kg/m³，黏度近似地空气黏度。氨在黏度中的扩散系数为0.155cm²/s。求气相吸收分系数k_y。

参考答案：

k_y=3.0×10^-4 kmol/(m³.s)

4.问答题一浅盘内盛有2mm厚的水层，在25℃的恒温下逐渐蒸发并扩散到大气中。假定扩散始终是通过一层厚度为5mm的静止空气层，此层外空气中的水蒸气分压为0.98kPa。扩散系数为2.65*10^-5m²/s，大气压强为101.33kPa，求蒸干水层所需时间。

参考答案：6.125h

5.问答题含氨9%（摩尔分数）的空气-氨混合气与5%（摩尔分数）的稀氨水充分接触，在操作条件下平衡关系为y=0.97x。试问当上述两相接触时发生吸收还是解吸？气、液相浓度各自最大限度是多少？

参考答案：上述两项接触时发生吸收过程， 9.28％， 4.85％

6.问答题浓度为0.02（摩尔分数）的稀氨水在20℃时氨平衡分压为1．66kPa，氨水上方的总压强为常压，在此浓度下相平衡关系服从享利定律，氨水的密度可近似取为1000kg/m³，试求亨利系数E、H和m的数值。

参考答案：