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第七章 习题3. 某混合气体中含有2%(体积)CO 2,其余为空气。
混合气体的温度为30℃,总压强为506.6kPa 。
从手册中查得30℃时CO 2在水中的亨利系数E=1.88*105KPa,试求溶解度系数H(kmol/（m 3·kPa 、）)及相平衡常数m,并计算每100克与该气体相平衡的水中溶有多少克CO 2。
解:(1)求H 由2H OH EMρ=求算24351000 2.95510/()1.881018a H OH kmol m kP EM ρ-===⨯⋅⨯⨯ (2)求m51.8810371506.6Em ρ⨯===(1) 当0.02y =时.100g 水溶解的2CO(2)2255506.60.0210.1310.13 5.39101.8810CO aCO P kP P x E**-=⨯====⨯⨯因x 很小,故可近似认为X x ≈故100克水中溶有220.01318CO gCO4．在101.33kPa 、0℃下的O 2与CO 混合气体中发生稳定的分子扩散过程。
已知相距0.2cm 的两截面上O 2的分压分别为13.33kPa 和6.67kPa,又知扩散系数为0.185cm 2/s,试计算下列两种情况下O 2的传递速率,kmol/(m 2·s):552222422()()445.3910 5.3910()()18()()1.31810()kmol CO kg CO X kmol H O kg H O kg CO kg H O ---⎡⎤⎡⎤=⨯=⨯⨯⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎡⎤=⨯⎢⎥⎣⎦(1) O 2与CO 两种气体作等分子反向扩散; (2) CO 气体为停滞组分。
解：（1）等分子反向扩散时2O 的传递速率122523125523()0.185/ 1.8510/.273101.325.0.221013.33. 6.671.8510(13.33 6.67) 2.7110(/)8.314273210A A A a A a A aA DN P P RTZD cm s m s T K P kP Z cm m P kP P kP N kmol m s -----=-==⨯====⨯==⨯∴=⨯-=⨯⋅⨯⨯⨯（2）2O 通过停滞CO 的扩散速率52123152 1.8510101.33101.33 6.67()ln ln8.314273210101.3313.333.0110/B A A A Bm B P DP DP N P P RTZP RTZ P kmol m s---⨯⨯-=-==⨯⨯⨯-=⨯⋅7.在101.33kPa 、27℃下用水吸收混于空气中的甲醇蒸气。
催化原理课后习题答案催化原理是化学工程和化学领域中的一个重要分支，它涉及到催化剂在化学反应中的作用机制和效率。
以下是一些催化原理课后习题的答案示例，这些答案旨在帮助学生更好地理解催化原理的基本概念和应用。
习题一：催化剂的作用是什么？催化剂是一种能够加速化学反应速率的物质，但在反应过程中不被消耗。
它通过提供一种能量较低的反应途径来降低反应的活化能，从而加速反应速率。
催化剂本身在反应前后的化学性质和质量保持不变。
习题二：请解释什么是催化剂的中毒现象。
催化剂的中毒是指某些物质与催化剂表面发生不可逆的吸附，导致催化剂活性降低或丧失的现象。
这些物质被称为毒物，它们可能堵塞催化剂的活性位点，阻碍反应物的吸附和反应。
习题三：描述催化剂的再生过程。
催化剂的再生是指通过物理或化学方法去除催化剂表面的毒物或其他沉积物，恢复催化剂活性的过程。
常见的方法包括热处理、化学处理或压力变化等。
习题四：解释什么是催化选择性。
催化选择性是指催化剂在催化某一特定反应时，对反应产物的选择性。
高选择性的催化剂可以有效地促进目标反应的进行，同时抑制副反应的发生，从而提高产物的纯度和反应的经济性。
习题五：简述催化剂的分类。
催化剂通常可以分为以下几类：1. 均相催化剂：催化剂与反应物在同一相中，通常是溶液中的催化剂。
2. 多相催化剂：催化剂与反应物在不同相中，例如固体催化剂与气体或液体反应物。
3. 生物催化剂：如酶，它们在生物体内的化学反应中起催化作用。
习题六：讨论催化剂的制备方法。
催化剂的制备方法包括：1. 浸渍法：将活性组分溶液浸渍到载体上，然后干燥和焙烧。
2. 共沉淀法：将活性组分和载体的前驱体混合，通过沉淀反应形成固体催化剂。
3. 溶胶-凝胶法：通过溶胶-凝胶过程形成均匀分布的活性组分和载体的复合材料。
习题七：描述催化剂失活的原因。
催化剂失活的原因可能包括：1. 物理失活：如催化剂颗粒的磨损或烧结。
2. 化学失活：如催化剂表面发生化学变化，导致活性位点的丧失。
相组成的换算【5-1】 空气和CQ 的混合气体中，CQ 的体积分数为20%求其摩尔分数y 和摩尔比Y 各为多解 因摩尔分数=体积分数，y 0.2摩尔分数x 0.0105或 X 021061 x 1 0.0105【5-3】进入吸收器的混合气体中， NH 的体积分数为10%吸收率为 90%求离开吸收器时 NH的组成，以摩尔比 Y 和摩尔分数y 表示。
吸收率的定义为解原料气中NH 的摩尔分数y 0.1 W 0.1 Y 1 1 0.1111 y 1 0.1吸收器出口混合气中 NH 的摩尔比为少？时, 摩尔比 丫 —1 y 【5-2 】20 C 的 l00g 0251 0.2水中溶解IgNH s NH 在溶液中的组成用摩尔分数 x 、浓度c 及摩尔比X 表示各为多少?解摩尔分数x 1/17 1/17 100/18=0'0105浓度c 的计算20C, 溶液的密度用水的密度998.2 kg / m 3 代替。
溶液中NH 的量为 31 10 /17kmol 溶液的体积 101 10 3 / 998.2 m 33 1 10 /1733 ----------------- =0 281kmol/ mV 101 10 3/ 998.2［、. s998 23或 c -x .02105 0.582kmoJ/m 3M s18NH 与水的摩尔比的计算溶液中NH 的浓度c 摩尔比 摩尔分数y 2 ~^= 0.01110.010981 Y2 1 0.0111【5-4】l00g 水中溶解lg NH 3，查得 气液相平衡20C 时溶液上方 NH 3的平衡分压为798Pa 。
此稀溶液的气 液相平衡关系服从亨利定律，试求亨利系数 E(单位为kPa)、溶解度系数H[单位为kmol/(m 3 kPa)]和相平衡常数总压为100kPa 。
1/17解液相中NH 3的摩尔分数x 1/17 100/18-溶解多少克氧？已知 10C 时氧在水中的溶解度表达式为 衡分压，单位为kPa ; x 为溶液中氧的摩尔分数。
第六章 吸收习题参考答案（注：红色字体标注部分对教材所给答案进行了修正，请核查）【6-1】 含有8%（体积分数）22C H 的某种混合气体与水充分接触，系统温度为20℃，总压为101.3kPa 。
试求达平衡时液相中22C H 的物质的量浓度。
解：混合气体按理想气体处理，则22C H 在气相中的分压为101.30.088.104p p y kPa kPa ==⨯=总22C H 为难溶于水的气体，故气液平衡关系符合亨利定律，并且溶液的密度可按纯水的密度计算。
查得20℃水的密度为ρ=998.23/kgm 。
由 *Ac Hp =， SH EM ρ=故 *ASpc EM ρ=查表8-1可知，20℃时22C H 在水中的亨利系数E=1.23⨯510kPa ，故 *333A5998.28.104/ 3.65410/1.231018c kmol m kmol m -⨯==⨯⨯⨯ 【6-2】 总压为101.3 kPa ，温度为20 ℃的条件下，使含二氧化硫为3.0％（体积分数）的混合空气与含二氧化硫为3503/gm 的水溶液接触。
试判断二氧化硫的传递方向，并计算以二氧化硫的分压和液相摩尔分数表示的总传质推动力。
已知操作条件下，亨利系数E=3.55310⨯kPa ，水溶液的密度为998.2kg/3m 。
解：由道尔顿分压定律101.30.03 3.039p p y kPa kPa ==⨯=总液相摩尔分数为（溶液近似按纯水计算）：0.35640.0000986998.218x ==稀溶液符合亨利定律，所以：*33.55100.00009860.35p Ex kPa ==⨯⨯=p ＞p *，二氧化硫由气相向液相传递，进行吸收过程。
用气相分压表示的总推动力为：3.0390.35 2.689p p kPa *-=-=与气相浓度相平衡的液相平衡浓度：33.0390.0008563.5510p x E *===⨯ 用液相摩尔分数表示的总推动力为：0.0008560.00009860.0007574x x *-=-=【6-3】 在某填料塔中用清水逆流吸收混于空气的2CO ，空气中2CO 的体积分数为8.5%，操作条件为15℃、405.3kPa ，15℃时2CO 在水中的亨利系数为1.24510⨯kPa ，吸收液中2CO 的组成为411.6510x -=⨯。
第七章气态污染物控制技术基础从污染气体中脱除二氧化硫等气态污染物的过程，是化工及有关行业中通用的单元操作过程。
这种单元操作的内容包括流体输送、热量传递和质量传递。
其中质量传递过程主要采用气体吸收、吸附和催化操作。
第一节气体扩散气体的质量传递过程是借助于气体扩散过程来实现的。
扩散过程包括分子扩散和湍流扩散两种方式。
一、气体在气相中的扩散气态污染物通过惰性气体组分B的运动，可用A在B中的扩散系数D AB给出。
D AB与气体B通过气体A的扩散系数D BA相等，可由修正的吉里兰方程给出。
扩散系数是物质的特性常数之一，同一物质的扩散系数随介质的种类、温度、压强及浓度的不同而变化。
二、气体在液体中的扩散第二节气体吸收一、吸收机理气体吸收是溶质从气相传递到液相的相际间传质过程，对于吸收机理以双膜理论模型的应用较广。
把吸收过程简化为通过气液两层层流膜的分子扩散，通过此两层膜的分子扩散阻力就是吸收过程的总阻力。
吸收质在单位时间内通过单位面积界面而被吸收剂吸收的量称之为吸收速率。
根据双膜理论，在稳态吸收操作中，从气相主体传递到界面吸收质的通量等于从界面传递到液相主体吸收质的通量，在界面上无吸收质积累和亏损。
吸收传质速率方程的一般表达式为：吸收速率＝吸收推动力×吸收系数，或吸收速率＝吸收推动力/吸收阻力。
吸收系数和吸收阻力互为倒数。
吸收速率方程表达式有多种，有气相分传质速率方程，液相分传质速率方程及总传质速率方程。
二、气液平衡1.气液相平衡关系式（1）气体在液体中的溶解度（2）亨利定律（3）亨利定律式参数的换算2.吸收系数3.界面浓度（1）作图法（2）解析式三、物理吸收1.吸收操作线方程在吸收操作中，一般采用逆流连续操作，通过对逆流操作吸收塔进行物料衡算，可得出吸收操作线。
2.吸收剂用量与液气比设计吸收塔时，所处理的气体流量、进出塔气体溶质浓度均由设计任务而定，吸收剂的种类和入塔浓度由设计者选定，而吸收剂用量和出塔溶液中吸收质浓度需通过计算确定。
07清华⼤学-⼤⽓污染控制⼯程-第七章习题第七章⽓态污染物控制技术基础7.1 某混合⽓体中含有2%（体积）CO 2，其余为空⽓。
混合⽓体的温度为30。
C ，总压强为500kPa 。
从⼿册中查得30。
C 时在⽔中的亨利系数E=1.88×10－5kPa ，试求溶解度系数H 及相平衡常数m ，并计算每100g 与该⽓体相平衡的⽔中溶有多少gCO 2。
7.2 20。
C 时O 2溶解于⽔的亨利系数为40100atm ，试计算平衡时⽔中氧的含量。
7.3 ⽤⼄醇胺（MEA ）溶液吸收H 2S ⽓体，⽓体压⼒为20atm ，其中含0.1%H 2S （体积）。
吸收剂中含0.25mol/m 3的游离MEA 。
吸收在293K 进⾏。
反应可视为如下的瞬时不可逆反应：+-+→+3222222NHCHCHCH HSNHCHCHCH S H 。
已知：k Al a=108h －1，k Ag a=216mol/m 3.h.atm ，D Al =5.4×10－6m 2/h ，D Bl =3.6×10－6m 2/h 。
试求单位时间的吸收速度。
7.4 在吸收塔内⽤清⽔吸收混合⽓中的SO 2，⽓体流量为5000m 3N /h ，其中SO 2占5%，要求SO 2的回收率为95%，⽓、液逆流接触，在塔的操作条件下，SO 2在两相间的平衡关系近似为Y *=26.7X ，试求：1）若⽤⽔量为最⼩⽤⽔量的1.5倍，⽤⽔量应为多少？ 2）在上述条件下，⽤图解法求所需的传质单元数。
7.5 某吸收塔⽤来去除空⽓中的丙酮，吸收剂为清⽔。
⼊⼝⽓体流量为10m 3/min ，丙酮含量为11%（摩尔），要求出⼝⽓体中丙酮的含量不⼤于2%（摩尔）。
在吸收塔操作条件下，丙酮－⽔的平衡曲线（1atm 和299.6K ）可表⽰为2)1(95.133.0x xe y -=。
1）试求⽔的⽤量，假设⽤⽔量取为最⼩⽤⽔量1.75倍； 2）假设⽓相传质单元⾼度（以m 计）33.033.003.3-=LG H y 。
化工原理吸收习题及答案化工原理吸收习题及答案化工原理是化学工程专业的一门基础课程，主要涉及化学反应原理、物质转化和传递过程等内容。
其中，吸收是一种常见的分离和纯化技术，在化工生产中起到重要作用。
为了帮助学生更好地理解和掌握吸收原理，以下将介绍一些化工原理吸收习题及答案。
习题一：某化工厂需要将氨气从废气中吸收出来，工艺流程如下：氨气从废气中通过气体吸收塔进入吸收液中，吸收液中的氨气通过反应与溶液中的酸发生反应生成盐类。
请回答以下问题：1. 吸收液中的酸应选择什么样的性质？2. 如何选择合适的吸收液浓度？3. 吸收液中酸的浓度越高，吸收效果会如何变化？答案一：1. 吸收液中的酸应选择具有较强酸性的物质，例如硫酸、盐酸等。
这样的酸性物质可以与氨气快速反应生成盐类，实现氨气的吸收。
2. 吸收液的浓度应根据氨气的浓度和吸收效果要求来选择。
一般来说，如果氨气浓度较高，吸收液的浓度也应相应提高，以增加吸收效果。
3. 吸收液中酸的浓度越高，吸收效果会更好。
因为酸浓度越高，氨气与酸反应生成盐类的速率越快，吸收效果也就越好。
习题二：某化工过程中，需要从气体混合物中吸收二氧化硫。
已知气体混合物中的二氧化硫浓度为10%，请回答以下问题：1. 选择合适的吸收液时，应考虑哪些因素？2. 如果吸收液中的溶剂选择不当，会对吸收效果产生什么影响？3. 吸收液中的溶剂浓度选择应如何确定？答案二：1. 在选择合适的吸收液时，应考虑溶剂与待吸收气体的亲和力、反应速率、溶解度等因素。
合适的吸收液应能够与二氧化硫发生反应生成稳定的产物，并且具有较高的溶解度。
2. 如果吸收液中的溶剂选择不当，可能会导致吸收效果不佳甚至无法吸收。
例如，如果溶剂与二氧化硫反应生成的产物不稳定，会导致产物再次分解释放出二氧化硫，从而无法实现吸收的目的。
3. 吸收液中的溶剂浓度选择应根据二氧化硫的浓度和吸收效果要求来确定。
一般来说，如果二氧化硫浓度较高，吸收液的溶剂浓度也应相应提高，以增加吸收效果。
第七章 气态污染物控制技术基础 习题7.1 某混合气体中含有2%（体积）CO 2，其余为空气。
混合气体的温度为30。
C ，总压强为500kPa 。
从手册中查得30。
C 时在水中的亨利系数E=1.88×10－5kPa ，试求溶解度系数H 及相平衡常数m ，并计算每100g 与该气体相平衡的水中溶有多少gCO 2。
7.2 20。
C 时O 2溶解于水的亨利系数为40100atm ，试计算平衡时水中氧的含量。
7.3 用乙醇胺（MEA ）溶液吸收H 2S 气体，气体压力为20atm ，其中含0.1%H 2S （体积）。
吸收剂中含0.25mol/m 3的游离MEA 。
吸收在293K 进行。
反应可视为如下的瞬时不可逆反应：+-+→+3222222NH CHCH CH HS NH CHCH CH S H 。
已知：k Al a=108h －1，k Ag a=216mol/m 3.h.atm ，D Al =5.4×10－6m 2/h ，D Bl =3.6×10－6m 2/h 。
试求单位时间的吸收速度。
7.4 在吸收塔内用清水吸收混合气中的SO 2，气体流量为5000m 3N /h ，其中SO 2占5%，要求SO 2的回收率为95%，气、液逆流接触，在塔的操作条件下，SO 2在两相间的平衡关系近似为Y *=26.7X ，试求：1）若用水量为最小用水量的1.5倍，用水量应为多少？2）在上述条件下，用图解法求所需的传质单元数。
7.5 某吸收塔用来去除空气中的丙酮，吸收剂为清水。
入口气体流量为10m 3/min ，丙酮含量为11%（摩尔），要求出口气体中丙酮的含量不大于2%（摩尔）。
在吸收塔操作条件下，丙酮－水的平衡曲线（1atm 和299.6K ）可表示为2)1(95.133.0x xe y -=。
1）试求水的用量，假设用水量取为最小用水量1.75倍；2）假设气相传质单元高度（以m 计）33.033.003.3-=L G H y 。
物理吸附与化学吸附在催化中的应用摘要：吸附过程与催化作用在国民经济和环境保护方面具有重要意义。
他们是化学工业，石油炼制以及国民经济其他领域最活跃的研究课题之一。
这两个领域涉及到的都是表面现象，使用的都是多孔固体。
吸附是催化反应得以发展的最关键步骤之一，通过它揭示催化本质和研究催化性质越来越受到人们的重视，因此许多在线原位动态测量技术得以快速发展。
关键词：物理化学吸附表征测定孔结构气体探针1. 吸附现象吸附：当流体与多孔固体接触时, 流体中某一组分或多个组分在固体表面处产生积蓄, 此现象称为吸附。
吸附也指物质（主要是固体物质）表面吸住周围介质（液体或气体）中的分子或离子现象[1,2]。
实际上，人们很早就发现并利用了吸附现象，如生活中用木炭脱湿和除臭等。
随着新型吸附剂的开发及吸附分离工艺条件等方面的研究，吸附分离过程显示出节能、产品纯度高、可除去痕量物质、操作温度低等突出特点，使这一过程在化工、医药、食品、轻工、环保等行业得到了广泛的应用，例如：（1）气体或液体的脱水及深度干燥，如将乙烯气体中的水分脱到痕量，再聚合。
（2）气体或溶液的脱臭、脱色及溶剂蒸气的回收，如在喷漆工业中，常有大量的有机溶剂逸出，采用活性炭处理排放的气体，既减少环境的污染，又可回收有价值的溶剂。
（3）气体中痕量物质的吸附分离，如纯氮、纯氧的制取。
（4）分离某些精馏难以分离的物系，如烷烃、烯烃、芳香烃馏分的分离。
（5）废气和废水的处理，如从高炉废气中回收一氧化碳和二氧化碳，从炼厂废水中脱除酚等有害物质。
1.1吸附吸附属于一种传质过程，物质内部的分子和周围分子有互相吸引的引力，但物质表面的分子，其中相对物质外部的作用力没有充分发挥，所以液体或固体物质的表面可以吸附其他的液体或气体，尤其是表面面积很大的情况下，这种吸附力能产生很大的作用，所以工业上经常利用大面积的物质进行吸附，如活性炭、水膜等。
当液体或气体混合物与吸附剂长时间充分接触后，系统达到平衡，吸附质的平衡吸附量（单位质量吸附剂在达到吸附平衡时所吸附的吸附质量），首先取决于吸附剂的化学组成和物理结构，同时与系统的温度和压力以及该组分和其他组分的浓度或分压有关。
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/(m 3s)，含氨2%（体积），清水的喷淋密度为0.018kmol(m 2·s)，操作条件下亨利系数E 为60kPa ，体积传质系数为k ya =0.1kmol/(m 3·s)，试求排出气体中氨的浓度。
解：因为NH 3易溶于水，所以属于气相控制。
可依式9.75Z=21ln A A G P p aP k G 计算 又P A1=0.02×101.3×103=2.026×103PaK G a=k y a/p将题中所给数值代入式9.75，有2.7()2310026.2ln /03.0A y P P aP k ⨯= ∴ P A2=0.25Pay 2=P A2/P=2.50×10-4/101.3=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%SO 2的低浓度烟气。
要求净化后塔顶排气中SO 2浓度降至1%，每小时净化烟气量为300m 3。
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=PE =571001.110355.0⨯⨯ =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：2121m i n x my y y G L --=⎪⎭⎫ ⎝⎛30001.35%8%1%8min ⨯--=∴L =9213.25m 3/h2. 试计算用H 2SO 4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NH 3的分压进口处为5×103Pa ，出口处为103p a 。
吸收剂中H 2SO 4浓度；加入时为0.6kmol/m 3，排出时为0.5kmol/m 3。
K G =3.5×10-6kmol/(m 2·h ·Pa)，K L =0.05m/s ，H=7.5×10-4kmol/(m 3·Pa)，气体流量G=G s =45kmol/h ，总压为105Pa 。
解：NH 3与H 2SO 4反应方程式为：NH 4OH+21H 2SO 4 =O H SO NH 2424)(21+ 又已知P A1=5×103Pa P A2=103Pa C B1=0.5kmol/m 3 C B2=0.6kmol/m 3 G=45kmol/m 3 P=105Pa r=1/2代入式9.27有N A =（G/P ）（P A1-P A2）=（L/rP 1）（C B2-C B1）N A =（45/105）（5×103-103）=（2L/P 1）（0.6-0.5）得L/P 1=9计算临界浓度（C B ）C ：S=P 1H/P=P 1=0.013P 1L/SG=9/（0.013×45）=15.4k L /（1+k G ）=0.05/（3.5×10-6/7.5×10-4）=11r=PS/(r ρL )P A1/L=5×103/0.026×105=1.92代入式9.77a:（G B ）c =[][])/()1/()/()/(1SG L k k P C SG L G L A m +++γ =4.151192.15.04.15++⨯=0.364kmol/m 3∵(C B )C <C B1 ∴由式9.75计算塔高Z=21ln A A Ga P P P K G =3310105ln 5.345⨯ =2.07m吸附计算3 常压和30℃下，用活性炭吸附回收某厂废气中的丙酮蒸气，废气中丙酮含量为11.6%（体积计），若其吸附等温线符合朗格缪尔方程（A=0.80，B=0.25×10-3）试求：（1）活性炭的饱和吸附量；（2）若废气量为1000m 3/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：BPBP A X T +=1 =PP 331925.011025.08.0--⨯+⨯⨯ 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丙酮M ⨯⨯⨯⨯⨯99.04.221%6.113032731000 =4.62×58=268kg/h活性炭需要量为：h kg /9.33480.0268= ③丙酮入气含量为11.6%，出口含量为1.6%，则其回收率为%1006.116.16.11⨯- =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0.245m 3/s ，吸附剂为柱形，直径d p 3mm ，柱高4.2m ，填充空隙率ε为0.55，气体吸附温度为20℃，试计算气体通过吸附床压降为多少？解：查得20℃，101.325kP a 下空气密度1.2kg/m 3，动力粘度为1.8×10-5P d ·S ，此时气速 u=21.14245.0⨯π=0.258m/s 代入式（10.30） pp d u d u Z P 23233175..1)1(1150ρεεμεε⨯-+⨯-=∆ =220.24∴△P=220.24×4.2=924.99P a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/m 3，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/m 3，试问该吸附器的保护作用时间为多长？ 解：设1m 3气体质量为wkgY o =W610700-⨯ G s =0.2W则Y o Gs=0.2×700×10-6吸附床的穿透时间： KZ Z Y G X o s s t b ==ρτ =8.01070027.043613.06⨯⨯⨯⨯- =4.05×105×0.8=3.23×105sτo =KZ o =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104m 3的废气中含有0.2632%（体积计）的H 2S ，拟用分子筛脱除99%的H 2S 分子，分子筛的堆积密度为730kg/m 3，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：1.013×105Pa 和273k 时，废气中H 2S 的摩尔数为4.2210%2632.029*******4⨯⨯⨯ =1.076×103mol/h废气中H 2S 的质量为1.076×103×34=36.6kg/h①分子筛需用量h kg /12230.06.36= ② 吸附周期为8h ，所以吸附塔为分子筛的装 量为122×8=976kg吸附塔的体积为334.1730976m = 催化习题6 用氨催化还原法治理硝酸车间排放含有NO x 的尾气。
尾气排放量为13000m 3/h（标态），尾气中含有NO x 为0.28%、N 2为95%、H 2O 为1.6%，使用的催化剂为ф5mm 球形粒子，反应器入口温度为493K ，空速为18000h -1，反应温度为533K ，空气速度为1.52m/s 。
求：（1）催化固定床中气固相的接触时间；（2）催化剂床层体积；（3）催化床床层层高；（4）催化剂床层的阻力。
[提示：在尾气中N 2的含量很高，在计算时可取用N 2的物理参数直接计算。
在533K 时μN2=2.78×10-5P a ·s ，ρN2=1.25kg/m 3,ε=0.92。
]解：①接触时间t no =Vsp 1 =180001 =5.6×10-5h②床层体积V R =sp no V Q =1800013000 =0.72m 3③床层高度：由式f=ono u Q =3600052.113000⨯ =2.38m 2即38.242=D π，得πD 2=9.50m 2代入下式L=2)1(4D V R πε- =50.9)92.01(72.04-⨯ =3.79m④床层阻力雷诺准数R em =)1(εμρ-o s u d =)92.01(1078.225.152.110553-⨯⨯⨯⨯⨯-- =4272摩擦阻力系数：75.1150+=emm R λ =1.79计算压降32)1(εερλm o m d u L P -=∆ =332)92.01(105)92.01(52.125.179.379.1-⨯⨯-⨯⨯⨯⨯- =402.75Pa7 将处理量为25mol/min 的某一种污染物送入催化反应器，要求达到74%的转化率。
假定采用长6.lm ，直径为3.8cm 管式反应管，试求所需催化剂量及反应管数。
设反应速度为R A =-0.15（1-X A ），单位：kmol/（催化剂min ），催化剂的填充密度为580kg/m 3。
解：由式11.28AO s N W ρ =⎰A f X o AA Y dx 得 催化剂质量W=⎰A F X o AA AO s Y dx N ρ =580×25×10-3⎰--74.0)1(15.0o A A X dx =130kg/min催化剂体积用量：由W=ρs V R 得V R =W/ρs =130/580=0.224m 3/min单管体积：V =L D 24π 3.14/4×(3.8×10-2)2×6.1 =6.9×10-3m 3n=V R /V=0.224/6.9×10-3=338 为减少SO 2排放，拟用一催化剂将SO 2转化为SO 3。
已知：进入催化器的总气量为7320kg/d ，SO 2的质量流速为230kg/d ，进气温度为250℃。
假如反应是绝热反应，并要求不大于SO 2的允许排放量56.75kg/d ，试计算气流出口温度为多少。
SO 2氧化成SO 3的反应热Q 2SO 是171667J/mol ，废气热容是3.475J/(gK)。
解：因为反应为绝热反应所以q B =0反应后混合气体质量：反应式为SO 2+1/202=SO 3反应的SO 2量：230-56.75=173.25kg/d所以产生的SO 3量：173.25×80/64=216.56kg/d则反应后混合气体流量：7320-230+56.7+216.56=7363.31kg/d代入式11.29N r C pm dT=N To Y AO dX A (-△H R )7363.31×3.475dT=7320×320/7320dX A (-171667/64)25587.5dT=616928.28dX A且X Af =(230-56.75)/230=75.33%代入上式并两边积分得：（T 出-250）25587.51=616928.28×75.33%得T 出=268.16℃以下无正文仅供个人用于学习、研究；不得用于商业用途。
