第一部分 概念题示例与分析

1、第一部分 概念题示例与分析一、填空题5-1在液相中，若温度提高1倍，粘度不变，则扩散系数_。 答案： 增大1倍分析：由可知。 5-2 操作中的吸收塔，当生产任务一定，若吸收剂用量小于最小用量，则吸收效果 ; _.答案：达不到要求分析：所谓最小液气比及最小吸收剂用量是针对一定的分离任务而言的，当实际液气比或吸收剂用量小于最小值时，则吸收效果达不到给定的分离要求。5-3 脱吸因数s的表达式为_, 在Y-X坐标系下的几何意义是_。答案： ;平衡线斜率与操作线率之比5-4 在气体流量、气相进出口组成和液相进口组成不变时，若减少吸收剂用量，则操作线将_平衡线，传质推动力将_, 若吸收剂用量减至最小吸收剂

2、用量时，设备费用将_。答案：靠近；减小；无穷大5-5 对逆流操作的填料吸收塔，当脱吸因数s>1时，若塔高为无穷大，则气液两相将于塔_达到平衡。答案：底分析：因平衡线的斜率大于操作线的斜率，故操作线无限延长（塔高无限大）时，将 在高浓度端与平衡线相交，即两相在塔底达到平衡。5-6 根据双膜理论，两相间的传质阻力主要集中在_，增加气液两相主体的湍动程度，传质速率将_ 。答案：相界面两侧的液膜和气膜中；增大5-7是3种气体在吸收过程中的脱吸因数，已知，且吸收过程的操作条件相同，试将3种气体按溶解度大小排序如下_。答案：第3种最大，第2种次之，第1种最小分析：操作条件相同，相同，由可知当 有 而

3、m值愈大，表明气体溶解度愈小。 5-8 压力_,温度_,将有利于吸收的进行。答案：增大；下降分析：由,说明m是温度和压力的函数。一般情况下，温度下降，则E值下降，故温度下降，压力增大，导致m值下降，溶解度增大，有利吸收。5-9 难溶气体属_控制，主要传质阻力集中于_側。答案：液膜；液膜 5-10 双膜理论的基本假设是：（1）_; (2)_; (3)_。答案：气液界面两侧各存在一层静止的气膜和液膜；全部阻力集中于该两层静止膜中，膜中的传质是定态分子扩散；在相界面处，两相达平衡。5-11等分子反向扩散适合于描述 _ 过程中的传质速率关系。一组分通过另一停滞组分的扩散适合于描述 过程中的传质速率关系

4、。答案:精馏,吸收和脱吸.5-12欲得到一定浓度的溶液，对易溶气体所需的分压_,而对难溶气体所需的分压则_。答案：较低，很高分析：由亨利定律 难溶气体的E值很大，故需要的分压高，而易溶气体的E值很小,故需要的分压低.5-13 在选择吸收剂时，应主要考虑的4个方面1_,2_,3_,4_。答案：溶解度，选择性；挥发性；粘性5-14 漂流因数反映_,当漂流因数大于1时表明_。答案：总体流动对传质速率的影响；由于有总体流动而使传递速率较之单纯分子扩散速率要大一些。5-15物质在静止流体中的传递，主要是依靠流体_的无规则运动。物质在湍流的传递,主要是依据靠流体_的无规则运动. 答案：分子；质点5-16

5、对流传质是指发生在运动着的流体与_之间的传质过程。答案：相界面5-17 3种具有代表性的传质理论是：1_, 2_ 3_-。答案：双膜理论；溶质渗透理论；表面更新理论。5-18 吸收操作时，塔内任一横截面上，溶质在气相中的实际分压总是_与其接触的液相平衡分压，所以吸收操作线总是位于平衡线的_。反之，如果操作线位于平衡线_，则应进行脱吸过程。答案：高于；上方，下方。5-19 当气体处理量及初、终浓度已被确定，若减少吸收剂用量，操作线的斜率将_，其结果是使出塔吸收液的浓度_，而吸收推动力相应_。答案：变小；变大；变小分析：由题意知V、已经确定，减少L用量意味着液气比减小，因低浓度端 已固定，故操作线

6、斜率变小且向平衡线靠近，使传质推动力变小。又由物料衡算：常数 可知当一定时，L减小，必增大。5-20 一般情况下取吸收剂用量为最小用量的 _倍是比较适宜的. 答案 ：1.1-2.05-21填料层高度的计算将要涉及_、 _与_这3种关系式的应用。答案：物料衡算；传质速率；相平衡 5-22传质单元数及反映 _。则与设备的型式、设备中的操作条件有关, 表示_,是吸收设备性能高低的反映。 答案：分离任务的难易；完成一个传质元所需的填料层高度 5-23 在气液进口浓度给定的情况下，参数 值的大小反映.在气液进口 浓度及吸收率已知的条件下,参数S值的大小反映 答案：溶质吸收率的高低；吸收推动力的大小5-2

7、4 对于低浓度气体吸收操作，在求传质单元数时，解析法的适用条件是 , 对数平均推动力法的适用条件是 ，梯级图解法的适用条件是_,图解积 分法的适用条件是 。 答案：操作范围内平衡线为直线；操作范围内平衡线为直线；操作范围内平衡线弯 曲程度不大；各种情况5-25 总的来说，由于化学反应消耗了进入液相中的溶质，使溶质的有效溶解度 而平衡分压 ，使吸收过程的推动力 。若溶质组分进入液相后立 即反应被消耗掉，则界面上的溶质分压为 ，吸收过程可按 膜控制的物 理吸收计算。答案：增大；降低；增大；零；气膜 5-26 克列姆塞尔方程的最简形式为 。答案：5-27 对常压下低浓度溶质的气液平衡系统,当液相总浓

8、度增加时,其相平衡常数m将 答案：增大分析：由亨利定律 式中 溶质的浓度，； 溶液总浓度，；由题知，不变，增加，故必增大。5-28 当填料层高度等于传质单元高度时，则该段填料层的传质单元数= ，进出该填料段的气体摩分数之差等于 。答案：1；该段用气相摩分数表示的平均推动力5-29对逆流吸收系统，若脱吸收因数=1，则气相总传质单元数将 理论板数。若脱吸因数，则将 。答案 ：等于；小于分析 ：由可知 5-30 生产中常见的脱吸方法有_,_和_。答案：通入惰性气体；通入水蒸气；降压5-31 用清水在填料塔中逆流吸收空气的氨，已知气体入塔浓度为(摩尔)，平衡关系Y=0.75X，填料层高为无穷大。试问：

9、5-32 在XY图上示意绘出两塔操作线 （1）当液气流量之比为1 时，出塔气相组成 = ，吸收率= ； （）当液气流量之比为0.7时，出塔气相组成 ，吸收率= 。 Y Y2 Y=f(x) 0 X 图5-1 5-32 附图 答案：（1）0， 100%； （2）0。0031，94% 分析：（1）当时 操作线在低浓度端已平衡线相交，即两相在塔顶达到平衡，故有 X=0，Y =0所以 （2）>1 说明操作线在高浓度端与平衡线相交，即两相在塔底达到平衡，故有 X由 V（所以 5-33 低浓度难溶气体的逆流吸收操作系统，若仅增加液体量，而不改变其他条件，则此塔的气相总传质单元数将 ， 气体出口浓度将

10、。 答案：增大；下降分析：难浓气体的吸收过程为液膜阻力控制，主要阻力在液相，即 当增加液体量，可增大液膜传质系数，有效降低液膜阻力，故总阻力下降。所以 将变小 而Z不变，故将增大。因随L的增加而下降。由S， ，关系可知将增加，故必下降。5-34 化学吸收的历程为溶质 ， ， ， 4个步骤构成。答案：在气相中扩散到液面；溶解进入液相；在液相中扩散；在液相中反应。5-35 在逆流操作的填料塔中，用纯溶剂吸收某气体混合物中的有害成分。已知平衡关系为Y=2X，操作液气比，入塔气中含0.007（摩尔分数，下同），出塔 液相浓度为0.003, 则气相总传质单元 。若将填料塔改为板式塔，则理论板数= 。 答

11、案：； 分析：由物料衡算求。 所以 由于可知平衡线与操作线相互平行，二线间垂直距离处处相等，故用对数平均推动力法求。=当时，有 二、单项题 536 气相压力一定，温度提高1倍，组分在气相中的扩散系数 ；若温度不变，压力增加1倍，则扩散系数 A. 增大1； C. 约原来的倍；B. 减少1倍； D. 不变；答案：C；B分析：由马克斯韦尔吉利兰公式有 537 操作中的吸收塔，当其他操作条件不变，仅降低吸收剂入塔浓度，则吸收率将 ；又当用清水作吸收剂时，其他操作条件不变，仅降低入塔气体浓度，则吸收率将 。A. 增大： C. 不变；B. 降低； D. 不确定；答案A：C 分析: 第一问因为吸收剂入塔浓度

12、下降,使塔内传质推动力增大,传质效果提高,从而使气体出塔浓度下降,吸收率增大.第二问因为Z、不变,可知也不变由=及不变 可知 不变 5-38对常压下操作的低浓度吸收系统,系统总压在较小范围增加时,享利系数将_,相平衡常数将_,溶解度系数将_.A. 增加； C. 不变；B. 降低； D. 不确定 答案：C；B；C 分析：因为低压下E仅是温度的涵数，及 m= H 可是总压增加E、H不变，m下降。5-39 双组分气体（A、B）进行稳定分子扩散， 及分别表示在传质方向上某截面处溶质A的分子扩散速率与传质速率，当系统的漂流因数大于1时，_ ；_ A:大于； B: 小于； C:等于; D不确定答案： C；

13、A 分析：因为是双组分气体，所以系统中A和B的浓度梯度大小相等方向相反。由费克定律可知A和B的分子扩散速率也将大小相等方向相反。然而因漂流因数大于1，说明产出了主体流动，结果增大了A的传递速率。这里按习惯B为惰性组分。 5-40 低浓度逆流吸收操作中，若其他操作条件不变，仅增加入塔气量，则： 气相总传质单元高度将_；气相总传质单元数将_; 出塔气相组成将_； 出塔液相组成将_；溶质回收率将_；.增加；.减小；.不变；.不确定答案：；分析：由 可知随的增加而增大； 由 不变，可知下降。由 及、关系图，可知增加和下降均使下降，故必增大，使回收率减小。由，因为随V的增加而下降，可知将下降，从而使增加

14、。又因为、s、之间的关系与、A、之间的关系规律完全相同，故可将、s、关系图用于、A、关系，所以当A下降，增大时，将增大，故必增加。5-41 低浓度逆流吸收操作中，若其他操作条件不变，仅降低入塔液体组成,则：气相总传质单元高度将_; 气相总传质单元数将_;气相出塔组成将_; 液相出塔组成将_.A 增加；B 减小；C 不变；D不确定.答案：C；C；B；B分析：因为气液流量不变，所以不变，又因为Z不变，故不变。由 可知当、s不变时，也不变，因为Y>Y,故必下降。 同理由，可知当A、不变时， 也不变，故当下降时必下降。 542 低浓度逆流吸收操作中，若其他入塔条件不变，仅增加入塔气体浓度，则：

15、出塔气体浓度将_; 出塔液体浓度_; A 增大； B 减小； C 不变； D 不确定 答案：A；A 分析：、s皆不变，故不变，所以当增大时必增大。 同理，由A、 不变，知不变，因为，故当增大时，必增大。从另一角度来看， 的增大使塔内传质推动力增大，故增大。 5-43 低浓度逆流吸收操作，当气液进塔组成不变，而改变操作条件使脱吸因数s增大，则： 气体出塔浓度将_; 液体出塔浓度将_. A 增大； B 减小； C 不变； D 不确定 答案：A；D 分析：，s的增大，意味着操作线将向平衡线靠近，使传质推动力减小，故必增大，而怎样改变和m及的具体变化有关，而此题并没有明确，故不能确定。 5-44 低浓

16、度难溶气体的逆流吸收过程，若其他操作条件不变，仅入塔气量有所下降，则：液相总传质单元数将_; 液相总传质单元高度将_； 气相总传质单元数将_；气相总传质单元高度将_；操作线斜将_ . 增加；. 减小；. 基本不变；. 不确定； 答案：；B 分析：因液膜控制，故，可以为基本不受气 量的影响，所以及基本不变 由 s， s，可知当减小进， 将减小 由，可知当减小时，将增加 显然，减小使下降 5-45 某逆流吸收过程，已知系统满足亨利定律，吸收因数，当塔高为无穷大时， (1) 塔底气相组成将_； 塔顶气相组成将_ (2) 若其他操作条件不变，仅将系统压力减小了，则此时塔底相组成将_ . 大于 . 小于

17、； . 等于； 答案：(1)A、C (2)C分析： (1)由，知操作线的斜率大于平衡线的斜率。所以当塔高为无穷大时，两线将 于低浓度端相交，即两相将于塔顶达平衡，故， (2) 因为,由题意知 故 说明平衡线与操作将重合,故 546 对同一温度和液相浓度的稀溶液，如果总压减小1倍，则与之平衡的气相浓度（或分压）_ A.y增大倍； B.p增大倍； C.y减小倍； D.p减小倍； 答案：A 分析：稀溶液系统服从亨利定律，则有： 或 由题意知总压p减小倍，即，且,均不变，则： 5-47 下述分离过程中哪一种不属于传质分离_.A.萃取分离； B:吸收分离； C:结晶分离； D:离心分离 答案：D 5-4

18、8 在常压塔中用水吸收二氧化碳，和分别为气相和液相传质分系数，为气相总传质系数，m为相平衡常数，则_ A.为气膜控制，且 B.为液膜控制，且 C.为气膜控制，且 D.为液膜控制,且答案: C分析: 由 及 (难溶气体吸收)_得 5-49 下述说法中错误的是_.A. 溶解度系数H值很大，为易溶气体； C. 享利系数E值很大，为难溶气体；B. 亨利系数E值很大，为易溶气体； D. 平衡常数m值很大，为难溶气体；答案：B5-50 下述说法中错误的是_。A 液体中的扩散系数与压力成正比，与粘度成反比；B 气体中的扩散系数与压力成反比，与温度的次方成正比；C 液体中的扩散系数与温度成正比，与粘度成反比；

19、D 发生在静止或滞流流体中的扩散属于分子扩散答案：A5-51 下述说法中错误的是_。A 理想溶液满足拉乌尔定律，也满足亨得定律；B 理想溶液满足拉乌尔定律，但不满足亨利定律；C 非理想稀溶液满足亨利定律，但不满足拉乌尔定律；D 服从亨利定律并不说明溶液的理想性，服从拉乌尔定律才表明溶液的理想性答案：B5-52 下述说法中正确的是_。A 气相中的扩散系数大于液相中的扩散系数，故物质在气相中的扩散通量大于在液相中的扩散通量；B 气相中的扩散系数小于液相中的扩散系数，故物质在气相中的扩散通量小于在液相中的扩散通量；C 气相中的扩散系数与液相中的扩散系数在数量级上接近，故气液两相中可达到相同的扩散通量

20、；D. 气相中的扩散系数大于液相中的扩散系数，但在一定条件下，气液两相中仍可达到相同的扩散通量。答案：D分析：物质在气相中的扩散系数较在液相中的扩散系数约大10倍。但是，液体的密度往往比气体大得多，因而液相中的物质浓度以及浓度梯度便可远远高于气相中的物质浓度及浓度梯度，所以在一定条件下，气液两相中仍可达到相同地扩散通量。5-53 下述说法中正确的是_。A 气膜控制时有：， ；B 气膜控制时有：， ；C 液膜控制时有：， ；D 液膜控制时有：，；答案：B5-54 下述说法中错误的是_。A 板式塔内气液逐级接触，填料塔内气液连续接触；B 精馏用板式塔，吸收用填料塔；C 精馏既可以用板式塔，也可以用

21、填料塔；D 吸收既可以用板式塔，也可以用填料塔。答案：B5 55 下述说法中正确的是_。A 用水吸收氨属难溶气体的吸收，为液膜阻力控制；B 常压下用水吸收二氧化碳属难溶气体的吸收，为气膜阻力控制；C 用水吸收氧属难溶气体的吸收，为气膜阻力控制；D 用水吸收二氧化硫为具有中等溶解度的气体吸收，气膜阻力和液阻力忽略。答案：-6 下列各项中属于物性参数的是 _。.气膜吸收系数； .分子扩散系数；.涡流扩散系数； .脱吸因数。答案：第二部分 计算题示例与分析5-57 用水吸收气相混合物中的氨，氨的摩尔分数，气相总压为101.33kpa(1atm),相平衡关系满足享利定律，其中，气膜传质阻力为总传质阻力

22、的，总传质系数。试求：（1） 液相浓度为时的吸收速率；（2） 气膜及液膜传质分系数及。 解：（1）由题中所给条件可写出对应的传质速率方程： （2） 5-58 一直径为25mm的萘球悬挂于静止空气中，进行分子扩散。系统温度为20，已知该温度下萘的蒸气压为1.3,萘在空气中的扩散系数，距萘球足够远处萘的浓度为零。求萘球单位表面、单位时间的挥发量。 分析：萘球的挥发属单向扩散，但因萘球的蒸气压很小，气相浓度较低，故漂流因子可取为1。 解：设萘的半径为R，距球心r处萘浓度为c（）。则萘球表面单位时间的挥发量为 单位时间通过半径为r球面的扩散量可根据费克定律计算，即 因萘球挥发速度很慢，可作为拟定态处理

23、，故 积分上式 式中C萘球表面空气中的萘的浓度，。 5-59 如图5-2所示在一垂直管中装有水，水面与管口距离为。水靠分子扩散逐渐蒸发到大气中，压力为的空气经过管口缓慢流过。水完全蒸干需，试求管内水的深度。已知系统温度为，水在空气中的扩散系数为，时水的饱和蒸气压为。 空气 101.33 kpa Z1 Z2 Z 图5-2 5-59附图分析：本扩散过程属于一组分通过另一停滞组分的扩散。扩散开始时通过一层厚度为、温度为的静止空气层，该空气以外水蒸气分压可视为零。图中为扩散距离，因为管中水蒸发后要通过液面与管口之间的空气层才能扩散到空气主流中去 ，所以这层空气的厚度就是扩散距离， 是一变化的量，建立起

24、扩散距离随时间的变化关系是解决本题的关键。 解：对定态单向扩散 式中 设时间内水面变化了，则有 式中 、分别为水的密度和相对分子质量。 所以 移项、积分: 将时代入，得 管内水的深度 氨气通过静止的空气薄层进行定态单向扩散，系统总压101.33kP, 静止气层两边的氨气分压各为20kP及13.33kP,实验测得的传质系数为。如果在相同的操作条件和组分浓度下，氨和空气进行等分子反向扩散，试求：（1） 此时的传质系数（2） 此时的传质速率 分析：单向扩散速率 等分子反向扩散速率 可知在同样操作条件和组分浓度下，单向扩散速率和传质系数较之等分子反向扩散的和分别大倍。解：（1） 由有 5-61 一直径

25、为0.5m的开口皿，放置于常温、常压空气中，盛有20kg温度为80的水，水向大气蒸发。101.33K的空气经过皿口缓慢流过致使生成的水蒸气能及时被空气带走。已测得空气的传质阻力相当于2mm厚气层的分子扩散阻力，水蒸汽的扩散系数D=0.2,比热容为试求刚开始蒸发时水温的瞬时降温速率。 分析：因水温高于周围大气温度，故水蒸气需要的热量来自水本身，使水温不断降低，因此为求水温降低速率，应先弄清楚单位时间的蒸发量及所需的热量。 解：第一步先求水的蒸发速率 本题属定态传质，单向扩散，水的蒸发速率等于水在空气中的扩散速率，按下式计算 p=101.33kP 则 单位时间总蒸发为 单位时间所需热量为 第二步

26、计算降温速率水温降低速率应满足水所放出的显热恰好等于蒸发所需热量，故有 所以水在80时的瞬时降温速率为 5-62 在直径为1m的填料吸收塔内，用清水作溶剂，入塔混合气流量为100kmol/h,其中溶质含量为6%（体），要求溶质回收率为95%，取实际液气比为最小液气比的1.5倍，已知在操作条件下的平衡关系为，总体积传质系数，试求：（1）出塔液体组成； （2）所需填料层高； （3）若其他条件不变（如G、L、等不变）将填料层在原有基础上，加高，吸收率可增加到多少？ 注：本题可视为低浓度气体的吸收，逆流操作。 解：（1）利用液气比与组成的关系可求出塔液体组成 填料层高可由传质单元数法计算 (3)其他条

27、件不变仅增加填料层高度实际就是不改变传质单元高度而增加传质单元数。故可通过传质单元数与组成的关系计算出塔高增加后的出塔气相组成，进而求出吸收率。 N= 5-63 在填料塔内用清水吸收空气中的丙酮蒸气，丙酮初始含量为（体），若在该塔中将其吸收掉，混合气入塔流率，操作压力，温度，此时平衡关系可用表示，体积总传质系数，若出塔水溶液的丙酮溶度为平衡浓度的，求所需水量和填料层高。该塔逆流操作。 解：所需水量可由全塔物料衡算求出 填料层高度可由传质单元数法计算。在计算传质单元高度时应注意体积总传质系数的表达方式要符合要求。 5-64 一板式吸收塔，理论板数15层，塔径.8m，采用的液气比为.2 (流量比)

28、，在吸收率、液气比和塔径不改变的条件下将此塔改为填料塔，求填料层的高度。 已知原料气处理量为50kmol/h ,含溶质组分0.02 （摩尔分数），相平衡关系为Y=0.8X , 体积总传质系数K,逆流操作。 分析：此题虽没给出气液组成及分离要求，但给出了理论板数，故可通过理论板层数与传质单元数的关系求出传质单元数，进而计算填料层高。解： 5-65 有一填料吸收塔，填料层高m，塔径m，处理丙酮的空气混合气，其中空气的流量为kmol/h，入塔气浓度(摩尔比，下同)，操作条件为101.33kP，25°C，用清水逆流吸收，出塔水浓度，出塔气浓度Y=0.0026，平衡关系，试求： （）； （）目

29、前情况下每小时可回收多少丙酮？ （）若把填料层增加3m, 每小时可回收多少丙酮？解：（） (2) 每小时可回收丙酮 （3）填料层的增加实际是增加了传质单元数，提高了分离效果。 每小时可回收丙酮 5-66 如图画5-3所示的吸收塔，已知入塔气 X 中含溶质3%，出塔气含溶质%，气相流 量，液相流量 ，入塔吸收剂中不含溶质组分， 试求 (1) 试计算出塔液体组成；(2) 画出操作线示意图，并标明操作斜率（题中浓度均以摩尔比表示，流量以惰性组分计）。 Y 图5-3 5-66 附图 解：（1）此塔下部液体作部分循环， 斜率=1.5为求塔液相组成，可对全塔作物料 斜率=1衡算，并注意将部分循环包括进去。

30、 图5-4 5-66 附图2 =0.0275 (2) 如图5-4所示。 5-67 试证明低浓度逆流吸收系统，若气液平衡关系在操作范围内为一直线，以下关系成立： 式中A 吸收因数, ； 下标1和2分别表示塔底和塔顶。 证：由传质单元数的定义 操作线 平衡关系 代入，得 (a) 由 得 代入（a） （b） 由（b）式有 由（a）有 试证明低浓度吸收系统，若平衡关系在操作范围内为一直线，以下关系成立： 证： 证毕5-69 在逆流操作的填料吸收塔中，用清水吸收混合气体中的溶质A，气相从塔底送入。试混合物中体A的含量很低，混合气中的另一组分为惰性气体。在常温、常压的操作条件下，气液平衡关系为Y=1.2X

31、，操作线斜率为证明下列关系式成立： 式中 气相总传质单元数； 塔底气相中A的组成，摩尔比； 塔顶尾气气相中A的组成，摩尔比。 证：此题可从传质单元数的定义式出发直接积分求证 = = = =5-70 在一逆流操作的填料吸收塔中用清水吸收空气中某组分A，已知操作条件下平衡关系为，入塔气体中A的含量为6%(体)，吸收率为96%，取吸收剂用量为最小用量的1.2倍，试求：（1） 出塔水溶液的浓度；（2） 若气相总传质单元高度为0.8，现有一填料层高为8的塔，问是否能用？ 解：对低浓度系统，计算时可用摩尔分数代替摩尔比，用混合气体量代替惰性气体量，用溶液量代替溶剂量。 (1) (2) 故此塔不能用。 5-

32、71 在某填料吸收塔中用清水逆流吸收空气-氨低浓度混合气中的氨，已知操作条件下平衡关系满足亨利定律，该塔的气相总传质单元高度为0.6m,当液气比为最小液气比的1.4倍时，吸收率可达95%，试求：(1) 该塔填料层高度；(2) 液相总传质单元数。解：此题没有给出气液流量，只给出了入塔液相为清水，故要用脱吸因数法计算。 (1) (2) 以乘得 以 乘得 故 又 所以 5-72 在逆流填料吸收塔中，用清水吸收含氨4%（体）的空气-氨混合气中的氨。已知混合气量为3600(标准)/h，气体空塔气速为1.5m/s(标准状况)，填料层高8m,水的用量比最小用量多了50%，吸收率达到98%,操作条件下的平衡关

33、系为（摩尔比），试求：（1） 液相总传质单元数 kmol(水)/；（2） 若入塔水溶液中含有0.002（摩尔比）的氨，问该塔能否维持98%的吸收率？解：（1）用对数平均推动力法计算 (2) 分析：因入塔液体中含有溶质将使塔内传质推动力下降，吸收率也将下降。那么有无可能通过增加填料层高度来维持原来的98%的吸收率？为此我们可将填料层为无限高情况下的极限吸收率求出比较一下即可。 可知填料层无限高时操作线将在塔顶位置与平衡线相交。 故即使填料层无限高也达不到此为98%的吸收率。 在填料吸收塔中，用清水逆流吸收混合气体中的氨，氨的入口浓度为3%（摩尔分数，其余为惰性气体）。水的用量为最小用量的1.2倍

34、，操作条件下的平衡关系为Y=1.0X（Y、X均为摩尔比），操作线为直线，且气相与液相的流量相等。已知填料层的等板高度为0.6m。试求：(1) 填料层高度；(2) 吸收塔的回收率。 分析：因操作线斜率与平衡线的斜率相等，故该塔的传质单元高度等于等板高度。解：（1） 两线平行 所以 又 故 解出 因为此题操作线与平衡线平行，故采用对数平均推动力的方法求传质单元数比较简便。 （2） 5-74 有一填料塔，填料层高1.3m ，用清水吸收空气中的丙酮，气液作稳定逆流操作。进入塔内的混合气中含有5%(体)丙酮，其余为空气。操作时液气比为。实验测得出口气体中的丙酮为1.8%(体)。设此时的平衡关系可按y=1

35、.6x 计算(y、x均为摩尔分数)。本题按低浓度吸收计算。 (1) 试求在上述操作条件下该填料层的气相总传质单元高度； (2) 假设将气液逆流操作改为并流向下操作，并设此时的传质单元高度与逆流时相同，又若进口水、气的流量和浓度与逆流时相同，则出口气体中的丙酮含量为多少？ 解：(1) m (2) 分析：可通过传质单元数与气相组成 的关系进行计算。通常传质单元数的计算方法有两种：一种是脱吸因子法，该法是从逆流操作条件下推出的，故不能用于并流；另一种是对数平均推动力法，从对数平均推动力的物 理意义可知该法对逆流、并流皆适用。 方法一 如图5-5 所示，并流操作时出塔气体 中丙酮浓度为yB。已知填料塔

36、高度一定， 由题给条件可知不变，故也不变，仍为1.52。 图5-5 5-74 附图 得 代入 代入 所以 解出 方法二 由传质单元数的定义积分求解 由物料衡算，得 代入上式积分，并将已知值代入可求得 解出 5-75 一吸收解吸流程如图5-6所示：脱苯煤气 25 120 含苯水蒸气 水蒸气 含苯煤气 120 25 富吸收油 贫吸收油 图5-6 5-75 附图 已知条件下：吸收塔塔内平均温度25，平均压力106.4kP,进气量，进气中苯含量0.02（摩尔分数，下同），苯的回收率为95%，实际液气比为最小液气比的2倍，入塔贫吸收油苯含量0.005。解吸塔塔内平均温度120，平均压力101.33kPa

37、，实际气液比为最小气液比的2倍。苯的蒸气压：25时节12；120时320。试求吸收剂用量及解吸蒸气用量。解：（1）吸收剂用量进气量出塔气中苯含量 此物系可视为理想物系，则平衡关系满足拉乌尔定律： 所以相平衡常数 故 所以 （2）解吸蒸气用量 入塔液体中苯含量由 得 解吸塔中的相平衡常数 逆流解吸塔，出塔气相与入塔相处于平衡时的气液比为最小气液相比。故 水蒸气用量 5-76 一稳定吸收过程，已知气相总压为，气相传质分系数，液相传质分系数，现测出塔内某处相遇气液二相的组成分别为：（均为摩尔分数），气液平衡关系为，吸收剂为水。试求：（1） 上述气液两相接触处即相界面的气液组成。设相界面总是处于平衡态

38、；（2） 传质速率；（3） 气相传质总数；（4） 判断该吸收过程属于气膜控制还是液膜控制。 解：（1）显然此题属低浓度吸收，故液相总浓度 则 （2）相界面组成，由传质平衡 又 代入上式得 气相界面组成 液相界面组成 （3）传质速率（4）总传质系数 因与较接近，帮为气膜控制。5-77 某厂吸收塔的填料层高5m，用水洗去尾气中的公害组分，在此情况下气液相各组成的摩尔分数如图5-7中（A）所示，已知在操作范围平衡关系为。现由于法定排放气浓度规定出塔气体组成必须小于（摩尔分数，下同），为此，试计算：（1） 原塔气相总传质单元高度；（2） 原塔操作液气比为最小液气比的多少倍？（3） 若再加一个塔径和填料与原塔相同的第二塔（B），构成气相串联的二塔操作。塔（B