化工原理吸收习题

1、2）传质单元数的计算）传质单元数的计算 例：例：由石蜡系碳氢化合物（分子量113）与另一不挥发 的有机溶剂（分子量135）组成的溶液，其中碳氢化合物的 质量百分数为4%，要在100及101.33下用过热水蒸汽进行 脱吸，使脱吸后溶液中残存的浓度在0.2%以内，若溶液通 过塔内的摩尔流率为50kmol/(m2.h)（以纯有机剂计）。水蒸 气用量为最小用量的2倍，所以填料在操作条件下吸收系数 例例5-9 12 22 11 ln (1 1) 1 1 OG YmX NA AYmXA 12 11 1 ln(1) 1 e OL e XX NAA AXX 2 X 2e X )/(987. 0 3 kPahm

2、kmolaKG，试求所需填料层高度。 已知物系的平衡关系为： XY526. 0 解：解： 进塔溶液浓度 135 4100 113/4 2 X0498. 0 脱吸后溶液浓度 135/ )2 . 0100( 113/2 . 0 1 X0024. 0 以单位塔截面积为基准，在最小蒸汽用量下对全塔的 溶质作物料衡算： )()()( 12min12 YYqXXq enGnL 其中： 22 mXYe 0498. 0625. 00262. 0 将各已知数值代入，得： )00262. 0()()0024. 00498. 0(50 min nG q )/(46.90)( 2 min hmkmolqnG )/(9

3、 .180)(2 2 min hmkmolqq nGnG 276. 09 .180/50 nG nL q q 2 2 2 e Y Y 2 0262. 0 0131. 0 aPK V H G OG 33.101987. 0 9 .180 m809. 1 用对数平均推动力求NOG m OG Y YY N 12 0 1 Y 11 22 1122 ln )()( YY YY YYYY Y e e ee m 001262. 000014. 0526. 0 11 YYe 01309. 00131. 00498. 0526. 0 22 YYe 001262. 0 01309. 0 ln 001262. 00

4、1309. 0 m Y00506. 0 59. 2 00506. 0 0131. 0 OG N OGOG NHh 59. 2809. 1m69. 4 对于液膜控制的吸收过程，采用化学吸收过程可以 消除液相传质阻力，大大提高传质速率。 为使操作向有利于吸收的方向进行，采取的措施是（为使操作向有利于吸收的方向进行，采取的措施是（ ） A、加压和升温、加压和升温 B、减压和升温、减压和升温 C、加压和降温、加压和降温 D、减压和降温。、减压和降温。 气体吸收塔设计时吸收剂的选择要求气体吸收塔设计时吸收剂的选择要求 ？ 某吸收过程中，气膜传质分系数kG = 510-6 kmol/(m2.s.kPa)，

5、液膜传质分系数k L=510-4 m/s，溶解度系数H = 0.728 kmol/(m3.kPa)。 则总传质系数KG= ； 吸收过程受 控制。 总传质系数总传质系数KG= 4.9310-6 kmol/(m2.s.kPa)； 吸收过程受吸收过程受 气膜气膜(传质传质) 控制控制 在下列吸收过程中，属于气膜控制的过程是在下列吸收过程中，属于气膜控制的过程是 。 A. 水吸收氢；水吸收氢； B. 水吸收硫化氢；水吸收硫化氢； C. 水吸收氨；水吸收氨； D. 水吸收氧水吸收氧 在逆流操作的填料塔中，当吸收因数在逆流操作的填料塔中，当吸收因数A1，且填料层为无限，且填料层为无限 高时，则气液相平衡出

6、现在高时，则气液相平衡出现在 。 A. 塔顶塔顶 B. 塔上部塔上部 C. 塔底塔底 D. 塔下部塔下部 气相压力一定，温度提高一倍，组分在气中的扩散系气相压力一定，温度提高一倍，组分在气中的扩散系 数（数（ ），若温度不变，压力增加一倍，则扩散系），若温度不变，压力增加一倍，则扩散系 数（数（ ）。）。 A. 增大增大1倍倍； B. 减少减少1倍倍； C. 约原来的约原来的3/2次方倍次方倍； D. 不变不变 填料塔中用清水吸收混合气中填料塔中用清水吸收混合气中NH3，当水泵发生故障、上水量，当水泵发生故障、上水量 减少时，气相总传质单元数减少时，气相总传质单元数NOG（ ）。）。 A. 增

7、加增加 B. 减少减少 C. 不变不变 D. 不确定不确定 2 3 0 0 0 )( T T P P DD 22 21 mXY mXY 例例:用水吸收空气中的甲醇蒸汽，温度为用水吸收空气中的甲醇蒸汽，温度为300K时时 的，气相传质分系数的，气相传质分系数0.056 kmol/(m2.s.kPa)，液相传，液相传 质分系数质分系数0.075 kmol/(m2.s.kPa) 。在吸收设备的某截。在吸收设备的某截 面上，气相甲醇分压为面上，气相甲醇分压为2.026kPa，液相主体浓，液相主体浓 度度1.2 kmol/m3，溶解度常数为，溶解度常数为2 kmol/m3Pa。求此时求此时 该截面上的传

8、质通量。该截面上的传质通量。 LiLiGGA CCkppkN 由合比定律得： L Li G iG A k CC k pp N 11 H C p i i 而 L Ai G iA A k CpH k H pHpH N 1 12 1274. 0 075. 0 1 056. 0 2 2 . 1026. 22 1 hmkmol kk H CpH N LG AA A 例例: :在内径为800mm，填料层高度为3.6m的常压 吸收塔，用清水吸收混合气体中A。已知入塔气 体流量为0.015kmol/s，含A 5%（体）；为达到 90%的吸收率，其操作线方程为Y=1.5X+0.005， 系统的平衡方程为Y=1.

9、5X。 试求： （1）吸收因子；）吸收因子； （2）气相总传质单元数）气相总传质单元数NOG； （3）气相总传质单元高度）气相总传质单元高度HOG。 解：（1）吸收塔操作线方程: Y = L(X-X2)/V+Y2, 又操作线方程为Y=1.5X+0.005， 则L/V = 1.5, 系统的平衡方程为Y=1.5X。 则m = 1.5, 吸收因子A = L/mV =1.5/1.5= 1 因A = 1， （2）气相总传质单元数-？ 11 22 * 22 () () YY OG YY dYdY N VYY YmYYX L 因为A = 1 Y=恒值 例例: 某逆流吸收塔，用纯溶剂吸收混合气体中某逆流吸收塔

10、，用纯溶剂吸收混合气体中 易溶组分，设备高为无穷大，入塔气浓度易溶组分，设备高为无穷大，入塔气浓度 Y1=8%，平衡关系为，平衡关系为Y=2X。试问：。试问： （1）若液气比）若液气比qnL/qnG为为2.5时，求吸收率为多时，求吸收率为多 少？少？ （1）若液气比）若液气比qnL/qnG为为1.5时，求吸收率又为时，求吸收率又为 多少？多少？ 例例:气体混合物中含气体混合物中含A组分为组分为3%（体积百分数）（体积百分数） ，要求在逆流填料塔中用水吸收掉，要求在逆流填料塔中用水吸收掉98%的的A。若。若 平衡方程为平衡方程为Y=1.05X。 试求：试求： （1）当解吸塔回流液中含）当解吸塔回流液中含A 0.0