第七章吸收吸附催化习题讲解

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1、第七章吸收吸附催化习题讲解吸收计算1.某吸收塔填料层高度为2.7m，在101.3kPa压力下，用清水逆流吸收混和气中的氨，混和气入塔流率0.03kmol/(m3s)，含氨2%（体积），清水的喷淋密度为0.018kmol(m2·s)，操作条件下亨利系数E为60kPa，体积传质系数为kya=0.1kmol/(m3·s)，试求排出气体中氨的浓度。解：因为NH3易溶于水，所以属于气相控制。可依式9.75Z=计算又PA1=0.02×101.3×103=2.026×103PaKGa=kya/p将题中所给数值代入式9.75，有2.7∴PA2=0.25Pay2=PA2/P=2.50×10-4/101.

2、3=2.47×10-4%9.4在温度20℃，压力1.013×105Pa条件下，填料塔中用水洗涤含有8%SO2的低浓度烟气。要求净化后塔顶排气中SO2浓度降至1%，每小时净化烟气量为300m3。试计算逆流吸收过程所需最小液流量。解：在20℃，1.01×105Pa条件下查表9—2得E=0.355×104kPa。m===35.1由于低浓度气体吸收，且溶液为稀溶液，其气液关系服从亨利定律从而最小气液比为：=9213.25m3/h2.试计算用H2SO4溶液从气相混和物中回收氨的逆流吸收塔的填料层高度。已知：气体混和物中NH3的分压进口处为5×103Pa，出口处为103pa。吸收剂中H2SO4浓度

3、；加入时为0.6kmol/m3，排出时为0.5kmol/m3。KG=3.5×10-6kmol/(m2·h·Pa)，KL=0.05m/s，H=7.5×10-4kmol/(m3·Pa)，气体流量G=Gs=45kmol/h，总压为105Pa。解：NH3与H2SO4反应方程式为：NH4OH+H2SO4=又已知PA1=5×103PaPA2=103PaCB1=0.5kmol/m3CB2=0.6kmol/m3G=45kmol/m3P=105Par=1/2代入式9.27有NA=（G/P）（PA1-PA2）=（L/rP1）（CB2-CB1）NA=（45/105）（5×103-103）=（2L/P1）（0

4、.6-0.5）得L/P1=9计算临界浓度（CB）C：S=P1H/P=P1=0.013P1L/SG=9/（0.013×45）=15.4kL/（1+kG）=0.05/（3.5×10-6/7.5×10-4）=11r=PS/(rρL)PA1/L=5×103/0.026×105=1.92代入式9.77a:（GB）c===0.364kmol/m3∵(CB)C

5、吸附量；（2）若废气量为1000m3/h（操作状态），要吸附其中丙酮的99%需要多少kg活性炭？（3）用饱和蒸气脱附，直至离开的气流中丙酮含量降至0.16%(体积计)，丙酮的回收率是多少？解：①由题意，其朗格缪尔方程式为：=则活性炭的饱和吸附量为0.8g丙酮/g活性炭②需要吸附的丙酮量为=4.62×58=268kg/h活性炭需要量为：③丙酮入气含量为11.6%，出口含量为1.6%，则其回收率为=98.6%4.用活性氧化铝作吸附剂的固定床吸附器，床层直径1.1m，处理气量为0.245m3/s，吸附剂为柱形，直径dp3mm，柱高4.2m，填充空隙率ε为0.55，气体吸附温度为20℃，试计算

6、气体通过吸附床压降为多少？解：查得20℃，101.325kPa下空气密度1.2kg/m3，动力粘度为1.8×10-5Pd·S，此时气速u==0.258m/s代入式（10.30）=220.24∴△P=220.24×4.2=924.99Pa有一处理油漆溶剂的活性炭吸附罐，装填厚度为0.8m，活性炭对溶剂的净活性为13%，填充密度为436kg/m3，吸附罐的死层为0.16m，气体流速为0.2m/s；气体含溶剂浓度为700mg/m3，试问该吸附器的保护作用时间为多长？解：设1m3气体质量为wkgYo=Gs=0.2W则YoGs=0.2×700×10-6吸附床的穿透时间：==4.05×105×0.

7、8=3.23×105sτo=KZo=4.05×105×0.16=0.65×105sτ=τb-τo=(3.23-0.65)×105=2.58×105s=71.7h5.常压和25℃下某车间每小时排放104m3的废气中含有0.2632%（体积计）的H2S，拟用分子筛脱除99%的H2S分子，分子筛的堆积密度为730kg/m3，吸附塔操作周期为：吸附5h，脱附再生2h，冷却1h，试确定饱和吸附量为30%（重量）时分子筛用量和吸附塔的尺寸。解：1.013