化工原理之吸收習題

化工原理之吸收習題本文將針對化工原理中的吸收過程進行習題討論。吸收是一種利用液體吸收劑將氣體或溶解在氣體中的物質(zhì)分離出來的過程。這里將介紹幾個吸收過程相關的習題，希望能幫助讀者更好地理解吸收過程的原理和應用。習題一某化工廠準備將廢棄的氯氣處理掉，利用吸收裝置將氯氣吸收到水中。已知氯氣在25℃下的入口濃度為3000ppm，出口濃度為100ppm。吸收裝置的進口氣體流量為5m3/h，吸收液體流量為1m3/h。試求出氯氣的吸收效率。解答：氯氣的吸收效率可以通過吸收過程中氯氣濃度的變化來計算。吸收效率（η）的計算公式為：η=(C_in-C_out)/C_in其中C_in為入口氯氣的濃度，C_out為出口氯氣的濃度。根據(jù)題目中的數(shù)據(jù)，我們可以得到：C_in=3000ppm=3000/10^6=0.003mol/m3C_out=100ppm=100/10^6=0.0001mol/m3根據(jù)計算公式，代入數(shù)值計算吸收效率：η=(0.003-0.0001)/0.003≈0.966因此，氯氣的吸收效率約為96.6%。習題二某化工廠利用吸收法處理某廢氣，其中廢氣中所含有害物質(zhì)的體積濃度為3000ppm，廢氣流量為1000m3/h。吸收裝置的進口液體流量為10m3/h，吸收液中對有害物質(zhì)的溶解度為0.1mol/m3。試求出該吸收過程中廢氣去除效率。解答：廢氣去除效率可以通過天平法來計算。廢氣去除效率（η）的計算公式為：η=(C_in-C_out)/C_in×100%其中C_in為進口廢氣中有害物質(zhì)的體積濃度，C_out為出口廢氣中有害物質(zhì)的體積濃度。根據(jù)題目中的數(shù)據(jù)，我們可以得到：C_in=3000ppm=3000/10^6=0.003mol/m3C_out=？由于廢氣中的有害物質(zhì)被吸收到液體中，所以可以利用吸收液中對有害物質(zhì)的溶解度來計算出C_out。假設吸收液體中有害物質(zhì)的摩爾濃度為xmol/m3，則根據(jù)溶解度可以得到以下關系式：0.1mol/m3=x/(10000mol/m3)解得x=1000mol/m3將x代入C_out計算公式中，代入數(shù)值計算廢氣去除效率：η=(0.003-0.1)/(0.003)×100%≈96.7%因此，該吸收過程中廢氣去除效率約為96.7%。習題三某化工裝置中，氣體A以32°C，1atm的條件被吸收到液體B中。已知氣體A的摩爾質(zhì)量為28g/mol，氣體B的摩爾質(zhì)量為32g/mol。吸收溫度為25°C，液體B的摩爾體積為0.1m3/kmol。求被吸收氣體在吸收液中的摩爾分數(shù)。解答：被吸收氣體在吸收液中的摩爾分數(shù)可通過Raoult定律來計算。Raoult定律表述為：y_i=x_i*P_i其中y_i為氣體在液體中的摩爾分數(shù)，x_i為氣體在氣相中的摩爾分數(shù)，P_i為氣體的蒸汽壓。由題目中的數(shù)據(jù)可以得到：x_A=1x_B=0根據(jù)Raoult定律，可以得到：y_A=x_A*P_A因為氣體B沒有在氣相中存在，所以氣體B在液體中的摩爾分數(shù)為0。將以上數(shù)據(jù)代入計算公式，可以得到：y_A=P_A根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，可以將氣體A的蒸汽壓P_A轉(zhuǎn)化為摩爾分數(shù)：P_A=x_A*R*T_A/V_A其中R為氣體常數(shù)，T_A為吸收溫度，V_A為氣體的摩爾體積。代入題目中給出的數(shù)據(jù)，我們可以得到：P_A=1*8.314*(32+273.15)/0.1≈83166.513Pa因此，被吸收氣體A在吸收液中的摩爾分數(shù)為83166.513Pa?？偨Y本文通過介紹和解答了幾個與化工原理中的吸收過程相關的習題，包括廢氣去除效率的計算、氣體吸收效率的計算以及被吸收氣體在吸收