注册化工工程师执业考试2018真题 3-4

题目

工业生产的加压水洗塔中,用水吸收工艺气中的CO_2.已知工艺气中含CO_2 40 vol%,其余为H_2 , N_2气体,工艺气量为 8000 Nm^3/h, 出塔气体中含CO_2 1 vol%(干基), H_2 , N_2 气体在水中的溶解量忽略不计,进、出塔水中CO_2含量分别为0.1Nm^3/h(H2O)及 3 Nm^3/h(H2O),进出塔气体温度不变。计算水洗塔用水量(m^3/h)应为下列哪个数值?
A 1086.73 B 1190.68 C 1050.80 D 1655.20

解答

考察质量守恒。
工艺气中CO_2的量为 8000*40% = 3200 Nm^3/h,
H_2 , N_2 的量为 8000-3200 = 4800 Nm^3/h,
H_2 , N_2 质量守恒出塔气体中,其占出塔气体总量的 1-1% = 99%
因此可以得到出塔气体中 CO_2的含量为 4800/99 = 48.48 Nm^3/h, 被吸收的量为 3200-48.48 = 3151.52 Nm^3/h

根据 CO_2质量守恒,
进塔的气中CO_2含量- 出塔的气中CO_2含量 = 被吸收的量= 出塔的水中CO_2含量 -进塔的水中的CO_2含量
3151.52/(3-0.1)= 1086.73 Nm^3/h

题目

某生产装置的气相产品,欲在换热器中用锅炉给水冷凝后送出装置。操作条件和相关数据见下图。

气相产品的纯度很高,其露点和泡点基本相同约为95°C,冷凝热为 105kJ/kg。 若不计热损失,则离开换热器的锅炉给水的温度(°C)为下列哪个数值 ?

A 75.3 B 82.2 C 90.7 D 95.1

解答

考察热量平衡。
气相产品从高温降低到露点温度放热,然后在露点温度下冷凝为液相产品,放出潜热,再进一步降温到出口温度。分三段计算放出热量Q。
所有热量全部被水吸收,Q=wC_p\Delta T 计算出温差后求得出口温度。
算式如下
\Delta T = \frac{50000*0.55*(120-95)+50000*105+50000*1.5*(95-60 )}{4.2*37000 }
=55.1 °C
从而出口温度为 40+55.1= 95.1

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