2013年化工工程师物料能量平衡试题及解析10

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　　1-11 合成氨厂用铜氨液吸收脱碳气中微量的CO和CO2，经脱碳后，出塔气体中CO的含量小于15mL/m3。脱碳气的组成如下表。

　　附表 脱碳气组成

　　脱碳气组成 H2 N2 CO CO2 (CH4+Ar) 合计

　　摩尔百分数/% 72.6 23.7 2.0 0.2 1.5 100

　　脱碳气的消耗定额为3070m3(标准)/tNH3，工厂生产能力为5000tNH3/a。生产过程中氨损失率为10%，年工作日300天。当吸收剂的吸收能力为14.3m3 CO/m3铜氨液时，计算并选择铜氨液的入塔流量为( )。

　　A.3.278 m3/h

　　B.3.280 m3/h

　　C.2.98 m3/h

　　D.71.53 m3/h

　　答案：1-11 A

　　A.答案正确。

　　以每小时为计算基准。

　　计算气体入塔的流量，根据题意每一吨氨消耗3070m3脱碳气，为完成生产任务每小时需要生产氨的量为

　　每小时消耗脱碳气量0.764×3 070=2345m3

　　脱碳气中含CO量G1=2345×0.02=46.9 m3

　　CO占脱碳气中惰性气体的分数 CO/m3 惰性气体

　　脱碳后CO占脱碳气中惰性气体的分数y2

　　CO/m3 惰性气体

　　需要脱掉(吸收)CO量

　　G2=2345×(1-0.02)×(0.0204-1.5×10-7)

　　=2345×0.98×0.0204=46.88m3

　　完成吸收任务需要的铜氨液为

　　B.答案错误。计算中没有计算CO在脱碳前后在惰性气体中的分数。

　　直接计算为需要脱掉的CO量为：2345×(0.02-1.5×10-7)=46.9m3

　　故需要铜氨溶液量为

　　C.答案错误。计算中没有考虑过程中氨的损失率10%。

　　即为了完成生产任务每小时需要生产氨的量为

　　每小时消耗脱气量为0.694×3070=2131.9m3

　　脱气中含CO量为2131.9×0.02=42.62m3

　　需要脱掉CO量为G2=2131.9×(1-0.02)×(0.0204-1.5×10-7)G2=42.62m3(CO)

　　为完成生产任务需要的铜氨液量为

　　D.答案错误。计算时误将每天生产量作为每小时生产量，即

　　每小时消耗脱气量为16.67×3 070=51166.6m3

　　故最终需要铜氨液的量为71.53m3/h

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