大气习题答案(共6页).doc

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试求气相吸收总系数KAg，并分析该吸收过程的控制因素解:1/KAg=1/Hk+1/kg=1/(1.56.9410-5(m2skPa)/kmol+1/2.7410-7(m2skPa) /kmol =3.66106(m2skPa) /kmolKAg=2.7310-7 kmol/(m2skPa)气膜阻力1/ kg=3.65106(m2skPa) /kmol液膜阻力1/H kl=9.6103(m2skPa)气膜阻力比液膜阻力大得多,所以吸收过程为气膜控制.6 含有12%SO2的废气以200m3/h的流量从填料塔底送入塔内在1atm条件下，用30℃水向下淋洗与工业废气呈逆流接触，要求洗涤后废气中SO2去除率为90%，试问达到此要求所需最小喷液量为多少公斤？（SO2在进气12%呈平衡时液相中SO2的摩尔分率为0.32%）解:由塔底送入工业废气标准状况下的摩尔流量为GM1=G1T0/(T122.4)=200273/(30322.4)=8.044kmol/h入口废气中S02的含量为GSO2=GM112%=0.965kmol/h废气中惰性气体量为G0=GM1-GSO2=7.079 kmol/h 吸收的SO2量为:gSO2=GSO290%=0.869 kmol/h塔顶净化后气体的量为GM2=GM1-gSO2=7.175 kmol/h塔顶排气中残留的SO2量为gSO2= GSO2- gSO2=0.096 kmol/h塔顶排气中SO2的摩尔分率为y2= gSO2/GM2=0.013=1.3%塔底SO2的摩尔分率为0.32%最小液气比为L/G0=(Y1-Y2)/(X1*-X2)=[y1/(1-y1)-y2/(1-y2)]/[x1*/(1-x1*)-x2/(1-x2)]L=271.56 kmol/h=4888kg/h7 用一逆流填料塔将尾气中有害组分A的分压从0.001降到0.0002.已知kAGa=0.316mol/hm3Pa, kALa=0.1/h,用溶液中组分B进行化学吸收,CBL=326.4mol/m3,化学反应计量式A+B=C,DAL=DBL,液气流量分别为LS=L=7105 mol/ m2h,GS=G=1105 mol/ m2h,总压P=Pa,HA=12.67Pam3/mol,液体总浓度C=56000 mol/m3,计算填料塔的高度?解：根据吸收操作线方程：L/G=（Y1-Y2）/（X1-X2）即L/G=（P2/P-P1/P）/（CBL1/CT-CBL2/CT）CBL2=320mol/m3在塔顶处: =64< CBL1=326.4 mol/m3在塔底处: =320=CBL2=320 mol/m3可见在整个填料塔内CBL>CKP,故H= =5.03m8 用硫酸溶液从氨吸收塔回收氨，试计算塔顶和塔底的吸收速率NA1和NA2。

已知进口处氨的分压为5066.25Pa,出口处为1013.25Pa,吸收剂中硫酸的浓度进口处为0.6 kmol/m3,出口处为0.5 kmol/m3,气体加入量G=45 kmol/h, kAG=3.4510-6kmol/m2Pah ,kAL=0.005m/h,亨利系数:HA=7.410-4,总压P=1.01325105Pa,DAL=DBL.解:硫酸吸收氨的反应中b=0.5,塔顶处:PAG1=1013.25Pa, CBL1=0.6 kmol/m3 =0.35 kmol/m3< CBL1=0.6 kmol/m3 =3.4510-61013.25=0.0035 kmol/m2h塔底处: PAG2=5066.25Pa, CBL2=0.5kmol/m3 =1.75 kmol/m3> CBL2=0.5kmol/m3 =0.01145 kmol/m2h9 已知在293K下,用活性碳吸附苯蒸汽所得到的平衡数据如表所示压强/103Pa0.2670.4000.5331.3332.6604.0005.332吸附容量/g苯g碳-10.1760.2050.2250.2650.2850.2900.300试绘制吸附等温线.若该吸附等温线遵从朗格缪尔方程式,试求式中A、B的值.解:吸附等温线以横坐标为P,纵坐标为吸附容量来画(略)任取曲线上两点,代入XT=ABP/(1+BP)求解,得A=0.304,B=5.17610-3(或近似值)10 设一固定床活性碳的装填厚度为0.6m,活性碳对苯吸附的平衡静活性值为25%,其堆积密度为425kg/m3,并假定其死层厚度为0.15m,气体通过吸附器床层的速度为0.3m/s,废气含苯浓度为2000mg/m3.求该吸附器的活性碳床层对含苯废气的保护作用时间.解: =s/m =(0.6-0.15)=79687.5s=22.14h11 某活性碳床被用来净化含C6H5Cl的废气，其操作条件是；废气流量为20m3/min ，温度为25℃，压力为1atm ，C6H5Cl的初始含量为85010-6（体积分数），床深0.5m，空塔气速为0.4m/s .假定活性碳的装填密度为400kg/m3 ，操作条件下的吸附容量为饱和吸附容量的40%，试验测得其饱和容量为0.432kgC6H5Cl/ kg(活性碳).(1)当吸附床长宽比为2:1时,试确定床的过气截面;(2)计算吸附床的活性碳用量;(3)试确定吸附床穿透前能够连续操作的时间.解：（1）床的截面积：Q/v=20/（600.4）m2=0.833m2 (2)活性碳的用量=0.8330.5400=166.6kg(3)假定穿透时的吸附容量等于操作条件下的吸附容量=0.4320.4=0.173kg(C6H5Cl)/kg(活性碳);穿透时能够吸附的量为:0.173166.6= 28.82kg将初始浓度转化为质量浓度:850112.5/22.4=4.27g/m3所以废气流中C6H5Cl的含量为4.2720=85.4g/min穿透前允许的操作时间:t=28.82/85.4=337.5min。