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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。
第七章气态活染物控制技术基础一、填空题1、吸收法净化气态污染物是利用混合气体中各成分在吸收剂中的不同，或与吸收剂中的组分发生，从而将有害组分从气流中分离出来。
【答】溶解度，化学反应2、用水吸收HC1气体属于，用N a OH溶液吸收S02属于，用酸性溶液吸收N H3属于。
【答】物理吸收，化学吸收，化学吸收3、目前工业上常用的吸收设备可分为、和三大类。
【答】表面吸收器，鼓泡式吸收器，喷洒式吸收器4、气体扩散同时发生在气相和液相中，扩散过程既包括，也包括。
【答】分子扩散，湍流扩散5、吸收操作线斜率Ls/G s称为吸收操作的液气比，物理含义为。
【答】处理单位惰性气体所消耗的纯吸收剂的量6、常用的吸收剂有和。
【答】水，碱金属钠、钾、铵或碱土金属钙、镁等的溶液7、防治S02污染的方法主要有清洁生产工艺、采用低硫燃料、、及等。
M g2+, S二酸，氨【答】燃料脱硫，燃料固硫，烟气脱硫8、湿式石灰/石灰石-石膏法存在结垢和堵塞问题，通过在吸收液中加入C a C l2、、、等添加剂可解决此问题。
【答】浆液的p H值，吸收温度，石灰石的粒度9、影响湿式石灰/石灰石-石膏法吸收效率的主要因素有，，，流体力学状态，控制溶液过饱和，吸收剂种类等。
【答】石灰/石灰石法，氧化镁法，钠碱法10、目前应用较多的脱硫方法有、、、氨吸收法、亚硫酸钠法、柠檬酸钠法等。
【答】催化还原法（选择性、非选择性)，吸收法，吸附法11、吸附设备主要有、和三种类型。
【答】固定床吸附器，移动床吸附器，流化床吸附器12、影响吸附容量的因素有、、、和。
【答】吸附剂表面积、吸附剂的孔隙大小、孔径分布、分子极性、吸附剂分子上官能团性质13、吸附区高度的计算方法有法和法。
【答】穿透曲线法；希洛夫近似法14、希洛夫方程式为。
【答】x=K L-t015、进入催化燃烧装置的气体首先要除去粉尘、液滴等有害组分，其目的为。
【答】防止中毒16、催化剂的组成为、和。
【答】主活性组分；助催化剂；载体17、催化剂的性能主要指其、和。
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 。
第七章 吸 收7-1 总压101.3 kPa ，温度25℃时，1000克水中含二氧化硫50克，在此浓度范围内亨利定律适用，通过实验测定其亨利系数E 为4.13 MPa ， 试求该溶液上方二氧化硫的平衡分压和相平衡常数m 。
（溶液密度近似取为1000kg/m 3）解：溶质在液相中的摩尔分数：50640.01391000501864x ==+ 二氧化硫的平衡分压：*34.13100.0139kPa=57.41kPa p Ex ==⨯⨯相平衡常数：634.1310Pa40.77101.310PaE m P ⨯===⨯7-2 在逆流喷淋填料塔中用水进行硫化氢气体的吸收，含硫化氢的混合气进口浓度为5%（质量分数），求填料塔出口水溶液中硫化氢的最大浓度。
已知塔内温度为20℃，压强为1.52×105 Pa ，亨利系数E 为48.9MPa 。
解：相平衡常数为：6548.910321.711.5210E m P ⨯===⨯ 硫化氢的混合气进口摩尔浓度：15340.04305953429y ==+若填料塔出口水溶液中硫化氢达最大浓度，在出口处气液相达平衡，即：41max 0.0430 1.3410321.71y x m -===⨯7-3 分析下列过程是吸收过程还是解吸过程，计算其推动力的大小，并在x - y 图上表示。
（1）含NO 2 0.003(摩尔分率)的水溶液和含NO 2 0.06 (摩尔分率) 的混合气接触，总压为101.3kPa ，T=15℃，已知15℃时，NO 2水溶液的亨利系数E =1.68×102 kPa ；（2）气液组成及温度同（1），总压达200kPa （绝对压强）。
解：（1）相平衡常数为：51311.6810Pa 1.658101.310Pa E m P ⨯===⨯ *1 1.6580.0030.00498y m x ==⨯=由于 *y y >，所以该过程是吸收过程。
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。
第一章：习题参考答案：1催化作用的定义：答：“催化剂能加快化学反应速度，但它本身并不因化学反应的结果而消耗，它也不会改变反应的最终热力学平衡位置。
2从催化作用的定义中可得出哪些结论：答：催化作用的定义可体现如下内函：一、催化剂只加速热力学可行的反应；二、催化剂不影响平衡常数；三、k正与k逆有相同倍数增加；（注：上面讨论的催化剂对平衡体系的影响是指对一平衡体系或接近平衡体系时，催化剂以同样倍数提高正逆方向反应速率常数，在远离平衡时，催化剂对正逆反应速率的影响当然是不同的。
）四、改变反应历程；五、降低了反应活化能3催化剂成分主要由哪几个部分构成，它们各起什么作用？答：催化剂成分主要由活性组分，载体和助催化剂三部分构成，它们所起作用分别描述如下：（1）、活性组分（active components）活性组分对催化剂的活性起着主要作用，没有它，催化反应几乎不发生。
构成活性组分的主要有：金属、半导体氧化物和硫化物、绝缘体氧化物和硫化物等。
（2）、载体（support or carrier）载体有多种功能，如高表面积、多孔性、稳定性、双功能活性和活性组分的调变以及改进催化剂的机械强度等。
最重要的功能是分散活性组分，作为活性组分的基底，使活性组分保持高的表面积。
常用的载体材料主要为高熔点氧化物、粘土和活性炭等。
（3）、助催化剂（promoter）助催化剂本身对某一反应没有活性或活性很小，但加入它后（加入量一般小于催化剂总量的10 %），能使催化剂具有所期望的活性、选择性或稳定性。
加入助催化剂或者是为了帮助载体或者为了帮助活性组分帮助载体：帮助控制载体的稳定性、抑制不希望有的活性、获得双功能的活性等；帮助活性组分：对活性组分的助催化剂可能是结构的或电子的。
4转换频率（Turnover Frequency）的定义是什么？答：单位时间内单位活性位上转化反应分子(底物)的数目．5活性位（active site）的定义是什么？答：在催化剂中真正起催化作用的那部分原子或原子集团。
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 -=⨯。
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。
热点专项练12 化学反应速率与化学平衡综合考查1.(广东佛山南海摸底测试)H2S作为一种有毒气体,广泛存在于石油、化工、冶金、天然气等行业的废气中,脱除气体中的硫化氢对于保护环境、合理利用资源都有着现实而重要的意义。
回答下列问题:(1)用H2S和天然气生产CS2的反应为CH4(g)+2H2S(g)CS2(l)+4H2(g)。
已知:Ⅰ.CH4(g)+4S(s)CS2(g)+2H2S(g) ΔH1Ⅱ.H2S(g)S(s)+H2(g) ΔH2Ⅲ.CS2(l)CS2(g) ΔH3则反应CH4(g)+2H2S(g)CS2(l)+4H2(g)的ΔH=(用含ΔH1、ΔH2、ΔH3的代数式表示)。
(2)800 ℃时,将一定量的H2S气体充入容积为2 L的恒容密闭容器中,发生反应:H2S(g)S(s)+H2(g) ΔH2>0。
①反应10 min后达到化学平衡状态,测得容器中H2的物质的量为2 mol,则用S的生成速率表示的反应速率v= g·min-1。
②在不改变反应物用量的前提下,欲提高H2S的平衡转化率,可以采取的措施是(任写一条)。
(3)向容积为1 L的恒容密闭容器中充入1 mol CH4和2 mol H2S,发生如下反应:CH4(g)+2H2S(g)CS2(g)+4H2(g),测得不同温度下,CH4的平衡转化率/%与温度/℃的关系如图所示:①1 200 ℃时,该反应的平衡常数K= (列出计算式即可)。
②该反应的ΔH(填“>”“<”或“=”)0,原因是。
③下列情况能说明反应达到平衡状态的是(填字母)。
A.4v(CH4)=v(H2)B.混合气体的压强保持不变C.混合气体的平均摩尔质量保持不变D.n(CH4)∶n(H2S)∶n(CS2)∶n(H2)=1∶2∶1∶42.氮氧化物(NO x)的排放对环境造成严重污染。
回答下列问题:(1)工业上可利用C(s)+2NO(g)CO2(g)+N2(g)反应处理氮氧化物。
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：2121min 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11.28AOs N W ρ =⎰Af X o A A Y dx 得 催化剂质量W=⎰AF 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 24π3.14/4×(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℃。
