浓度换算2.1 甲醇15%(质量)的水溶液, 其密度为970Kg/m 3, 试计算该溶液中甲醇的(1) 摩尔分率; (2)摩尔比; (3)质量比; (4)质量浓度; (5)摩尔浓度。

分子扩散2.2估算1atm及293K下氯化氢气体(HCI)在⑴空气,(2)水(极稀盐酸)中的扩散系数。

2.3 一小管充以丙酮，液面距管口1.1cm,20 C空气以一定速度吹过管口，经5小时后液面下降到离管口 2.05cm,大气压为750[mmHg],丙酮的蒸汽压为180[mmHg],丙酮液密度为7900[kg/m 3], 计算丙酮蒸汽在空气中的扩散系数。

2.4浅盘内盛水。

水深5mm,在1atm又298K下靠分子扩散逐渐蒸发到大气中。

假定传质阻力相当于3mm 厚的静止气层,气层外的水蒸压可忽略,求蒸发完所需的时间。

2.5 一填料塔在常压和295K 下操作，用水除去含氨混合气体中的氨。

在塔内某处，氨在气相中的组成y a=5%(摩尔百分率)。

液相氨的平衡分压P=660Pa,物质通量N A = 10 - 4[kmol/m 2 S],气相扩散系数D G=0.24[cm2/s],求气膜的当量厚度。

相平衡与亨利定律2.6温度为10C的常压空气与水接触，氧在空气中的体积百分率为21%,求达到平衡时氧在水中的最大浓度，(以[g/m3]、摩尔分率表示)及溶解度系数。

以[g/m3atm]及[kmol/m 3 Pa]表示。

2.7 当系统服从亨利定律时，对同一温度和液相浓度，如果总压增大一倍则与之平衡的气相浓度(或分压) (A)Y 增大一倍; (B)P 增大一倍;(C)Y 减小一倍; (D)P 减小一倍。

2.8 25 C及1atm下,含CO220%,空气80%(体积%)的气体1m3,与1m3的清水在容积2m3的密闭容器中接触进行传质,试问气液达到平衡后,(1) CO2在水中的最终浓度及剩余气体的总压为多少？⑵刚开始接触时的总传质推动力△ P, △各为多少？气液达到平衡时的总传质推动力又为多少？操作线作法2.11根据以下双塔吸收 的四个流程，分别作出每 个流程的平衡线(设为一 直线)和操作线的示意 图。

1T 1 12T2.9在填料塔中用清水吸收气体中所含的丙酮蒸气 ，操作温度20C ，压力1atm 。

若已知 气相与液相传质分系数(简称传质系数)k G = 3.5 X 0-4[kmol/(m 2s.atm)],k L =1.5 M 0-4 [m/s],平衡关系服从亨利定律，亨利系数E=32atm ，求K G 、K x 、K y 和气相阻力在总阻力中所 占的比例。

2.10在一填料塔中用清水吸收混合气中的氨。

吸收塔某一截面上的气相浓度 y=0.1,液相浓度x=0.05(均为摩尔分率)。

气相传质系数k y =3.84 X 0-4[kmol/(m 2.s. △ y 液相传 质系数 k x =1.02 X 0-2[kmol/(m 2.s. △ X 操作条件下的平衡关系为 y=1.34x,求该截面上的：(1) 总传质系数 K y ,[kmol/(m 2.s. △ y)]; (2) 总推动力△ y;⑶气相传质阻力占总阻力的比例；⑷气液介面的气相、液相浓度y i 和x i 。

:Ku112Kb 21习题11附图2.12示意画出下列吸收塔的操作线。

（图中y b1>y b2, x a2>x ai ； y b2气体和x a2液体均在塔内与其气、 液相浓度相同的地方加入）2.13在填料塔中用纯水逆流吸收气体混合物中的S02,混合气中SO 2初始浓度为5%（体 积），在操作条件下相平衡关系 y=5.0x,试分别计算液气比为 4和6时,气体的极限出口浓度（即填料层为 无限高时，塔气体出口浓度）及画出操作线。

2.14在吸收过程中，一般按图 1设计，有人建议按图 2流程设计吸收塔，试写出两种情况下的 操作线方程，画出其操作线，并用图示符号说明操作线斜率和塔顶、底的操作状态点。

习题14附图L L 1 X 1,*1 1 1V V国2L习题12附图V Ya L'X'iV * L 1X.團丄设计型计算2.15用填料塔以清水吸收空气中的丙酮，入塔混合气量为1400[Nm3/h]，其中含丙酮4%（体积％）, 要求丙酮回收率为99%,吸收塔常压逆流操作，操作液气比取最小液气比的 1.2倍,平衡关系为y=1.68x,气相总传质单元高度H oG=0.5m求:（1）用水量及水溶液的出口浓度X b（2）填料层高度Z（用对数平均推动力法计算N OG）。

2.16某工厂拟用清水吸收混合气体中的溶质A,清水用量为4500[kg/h],混合气体量为2240[Nm3/h],其中溶质A的含量为5%（体积%）,要求吸收后气体中溶质含量为0.3%,上述任务用填料塔来完成，已知体积总传质系数K v a为307[kmol/m 3.h],平衡关系为y=2x,如塔径已确定为1m,求填料层高度为多少m?（N oG用吸收因数法）2.17用填料塔从一混合气体中吸收所含苯。

进塔混合气体含苯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，温度为25C,进入填料塔的混合气体为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。

气液逆流流动。

已知该系统的平衡关系为Y=0.14X（式中Y、X均为摩尔比）。

已知气相体积总传质系数K Y a=125kmol/m3.h。

煤油的平均分子量为170Kg/Kmol。

塔径为0.6m。

试求：（1）煤油的耗用量为多少Kg/h?（2）煤油出塔浓度X1为多少？习题17附图（3）填料层高度为多少m?（4）吸收塔每小时回收多少Kg苯？（5）欲提高回收率可采用哪些措施？并说明理由。

2.18在逆流操作的填料塔内，用纯溶剂吸收混合气体中的可溶解组分。

已知：吸收剂用量为最小量的1.5倍，气相总传单元高度H oG=1.11m,（H oG=G B/K Y a,其中G B---惰性气体的流率，Kmol/m 2.s；K v a---以气相摩尔比差为总推动力的气相体积总传质系数Kmol/m 3.s. △ Y）,操作条件下的平衡关系为Y=mX（Y、X--摩尔比）,要求A组分的回收率为90%，试求所须填料层高度。

在上述填料塔内，若将混合气体的流率增加10%,而其它条件（气、液相入塔组成、吸收剂用量、操作温度、压强）不变,试定性判断尾气中A的含量及吸收液组成将如何变化？已知K Y a x G0.7。

2.19在常压填料逆流吸收塔中，用清水吸收混合气体中的氨，混合气量为2000m3/h,其中氨的流量为160m3/h,出口气体中氨的流量为4m3/h，操作温度为20C，平衡关系为Y=1.5X,传质系数K Y=0.45Kmol/m 2 h △ Y（均按摩尔比表示）,试求：（1）吸收率n为多少？若吸收剂量为最小用量的 1.2倍时,求溶液的出口浓度。

(2) 已知塔径为1.2m，内充25X25X3的乱堆填料拉西环，填料有效比面积约200m2/m3,求填料层高度。

(3) 若使V、Y、n X i不变,而使吸收剂改为含氨0.1%(mlo%)的水溶液时,填料层高度有何变化(K Y可视为不变)。

2.20在填料塔内稀硫酸吸收混合气体中的氨(低浓度),氨的平衡分压为零(即相平衡常数m=0),在F列三种情况下的操作条件基本相同，试求所需填料高度的比例(1) 混合气体含氨1%,要求吸收率为90%;(2) 混合气体含氨1%,要求吸收率为99%;(3) 混合气体含氨5%,要求吸收率为99%。

对上述低浓度气体，吸收率可按n =(Y)-Ya)/Y b计算。

2.21用图示的A、B两个填料吸收塔，以清水吸收空气混合物中的SO2,已知系统的平衡常数m=1.4,塔的H OG =1.2[m],气体经两塔后总吸收率为0.91，两塔用水量相等，且均为最小用量的1/0.7倍，试求两塔的填料层高度。

习题丑附图操作型计算2.22含氨1.5%(体积%)的气体通过填料塔用清水吸收其中的氨。

平衡关系y=0.8x，液气摩尔比L/G=0.94,总传质单元高度H OG =0.4m,填料层高度h o=6m。

(1) 求出塔气体中氨的浓度(或吸收率);(2) 可以采用哪些措施提高吸收率n?口欲达到吸收率为99.5%,对你所采取的措施作出估算。

2.23空气中含丙酮2%(体积%)，在填料塔中用水吸收。

填料层高度h o=10m，混合气体摩尔流率G=0.024[kmol/m 2.s],水的摩尔流率L=0.065[kmol/m 2.s],气相传单元高度H G =0.76m ,液相传质单元高度H L=0.43m，操作温度下的亨利常数E=177[KN/m勺操作压力为100[KN/m 2],求出口气体浓度。

2.24用不含溶质的吸收剂吸收某气体混合物中的可溶组分A,在操作条件下，相平衡关系为Y=mX。

试证明：(L/V)min=m n ,式中n为溶质A的吸收率。

综合计算2.25在直径为0.8m的填料塔中，用1200Kg/h的清水吸收空气和SO2混合气中的SO2,混合气量为1000m3(标准)/h,混合气含SO21.3%(体积),要求回收率为99.5%,操作条件为20C , 1atm,平衡关系为y e=0.75x,总体积传质系数K y a=0.055Kmol/m 3.s. y,求液体出口浓度和填料层高度。

2.26在塔径为1.33m的逆流操作的填料吸收塔中，用清水吸收温度为20 °C ,压力为1atm的某混合气体中的C02,混合气体处理量为1000m3/h,C02含量为13%(体积),其余为惰性气体要求C02的吸收率为90%，塔底的出口溶液浓度为0.2gC02/1000gH 2O,操作条件下的气液平衡关系为Y=1420X( 式中Y、X 均为摩尔比),液相体积吸收总系数K X a=10695Kmol/m 3 .h,C0 2分子量为44, 水分子量为18。

试求:(1) 吸收剂用量(Kg/h);(2) 所需填料层高度(m)。

2.27某厂使用填料塔，以清水逆流吸收某混合气体中的有害组分A。

已知填料层高度为8m。

操作中测得进塔混合气组成为0.06(组分 A 的摩尔分率,以下同),出塔尾气中组成为0.008,出塔水溶液组成为0.02。

操作条件下的平衡关系为y=2.5x。

试求：(1) 该塔的气相总传质单元高度;(2) 该厂为降低最终的尾气排放浓度,准备另加一个塔径与原塔相同的填料塔。

若两塔串联操作，气液流量和初始组成均不变,要求最终的尾气排放浓度降至0.005,求新加塔的填料层高度。

注：计算中可近似用摩尔分率代替摩尔比。

2.28 流率为0.04Kmol/m 2.s 的空气混合气中含氨2%(体积), 拟用逆流吸收以回收其中95%的氨。