第五章.吸收一章习题及答案

1、吸收一章习题及答案一、填空题1、用气相浓度 y为推动力的传质速率方程有两种，以传质分系数表达的速率方 程 为 ， 以 传 质 总 系 数 表 达 的 速 率 方 程 为NA = ky (y-y i) NA = Ky (y-ye)2、 吸收速度取决于 ，因此，要提高气液两流体相对运动速率，可以 来增大吸收速率。 双膜的扩散速率 减少气膜、液膜厚度3、 由于吸收过程气相中的溶质分压总 液相中溶质的平衡分压，所以吸收操作线总是在平衡线的 。增加吸收剂用量，操作线的斜率，那么操作线向 平衡线的方向偏移， 吸收过程推动力 yye 。 大于 上方 增大 远离 增大4、用清水吸收空气与A的混合气中的溶质A，

2、物系的相平衡常数m=2,入塔气体浓度，要求出塔气体浓度 y2 ，那么最小液气比为 。5、在气体流量， 气相进出口组成和液相进口组成不变时， 假设减少吸收剂用量，那么传质推动力将 ，操作线将 平衡线。 减少 靠近6、某气体用水吸收时，在一定浓度范围内，其气液平衡线和操作线均为直线，其平衡线的斜率可用 常数表示，而操作线的斜率可用 表示。相平衡 液气比7、 对一定操作条件下的填料吸收塔，如将塔料层增高一些，那么塔的HOG 将，Nog将(增加，减少，不变)。不变 增加8、 吸收剂用量增加，操作线斜率 ，吸收推动力 。增大，减小，不变 增大 增大9、计算吸收塔的填料层高度，必须运用如下三个方面的知识关

3、联计算：、 、 。平衡关系 物料衡算 传质速率。10、 填料的种类很多，主要有 、 、 、 、 。拉西环 鲍尔环 矩鞍环 阶梯环 波纹填料 丝网填料11 、填料选择的原那么是 。_ 外表积大、空隙大、机械强度高价廉，耐磨并耐温。12、在选择吸收剂时， 首先要考虑的 是所选用 的 吸收剂必须有良好的选择性，即对吸收质有较大的溶解度，而对惰性组分不溶解。13、 填料塔的喷淋密度是指 。_ 单位塔截面上单位时间内下流的液体量体积 。14、 填料塔内提供气液两相接触的场所的是 。 填料的外 表积及空隙15、 填料应具有较 的，以增大塔内传质面积。大 比外表积16、吸收塔内填装一定高度的料层，其作用是提

4、供足够的气液两相 传质面积二、选择题1、吸收速率主要决定于通过双膜的扩散速度，要提高气液两流体的相对运动，提高吸收效果，那么要。BA.增加气膜厚度和减少液膜厚度 B.减少气膜和液膜厚度 C.增加气膜和液膜 厚度2、 当吸收质在液相中的溶解度甚大时，吸收过程主要受 控制，此时，总吸收系数KyU乌近似等于。 A、 DA.气膜；B. kx； C.气液膜同时；D. ky； E.液膜；F. Kx3、 双膜理论认为吸收过程的阻力集中在 。AA.两膜层中；B.界面上；C.液膜之中；D.气膜之中；4、 升温会使气体在液体中的溶解度 ，对吸收操作。C、DA.有利；B.变大；C.变小；D.不利；E.不变；F.无影

5、响；5、 ，对吸收操作有利。AA.温度低，气体分压大时 B.温度低，气体分压小时；C.温度高，气体分压大时；D.温度高，气体分压小时；6、 对处理易溶气体的吸收，为较显著地提高吸收速率，应增大 的流 速。AA.气相；B.液相；C.气液两相；7、假设享利系数E值很大，依据双膜理论，那么可判断过程的吸收速率为 控制。BA.气膜；B.液膜；C.双膜8在吸收塔某处，气相主体浓度，液相主体浓度，气相传质分系数ky-2.h-1，气相总传质系数Ky -2.h-1，那么该处气液界面上气相浓度 yi应为，平衡关系。BB. 0.01 Cye XNa = Ky y-ye= kyy-yj=2 J二 yi9、通常所讨论

6、的吸收操作中，当吸收剂用量趋于最小用量时，完成一定的分率。DA.回收率趋向最高；B.吸收推动力趋向最大；C.操作最为经济；D.填料层 高度趋向无穷大。10、对于逆流操作的吸收塔，其它条件不变，当吸收剂用量趋于最小用量时，那么。DA.吸收推动力最大；B.吸收率最高；C.出塔气浓度最低；D.吸收液浓度趋于最咼。11、在常压下用水逆流吸空气中的 CO2,假设将用水量增加那么出口气体中的 CO2量将 相总传质系数Ky将，出塔液体中CO2浓度将。B. A. B.A.增加、B.减少、C.不变12、选择吸收设备时，综合考虑吸收率大，阻力小，稳定性好结构简单造价小，一般应选。AA.填料吸收塔B.板式吸收塔C.

7、喷淋吸收塔13、 为使脱吸操作易于进行，通常可采用 或。A、CA.升温；B.加压；C.减压；D.降温；14、 对于脱吸操作，其溶质在液体中的实际浓度 气相平衡的浓度。BA.小于；B.大于；C.等于；15、 填料吸收塔空塔的速度应液泛速度。BA.大；B.小；C.等16、 对吸收操作影响较大的填料特性是 。AA.比外表积和自由体积；B.机械强度；C.对气体阻力要小；五、计算题1、某一逆流操作的填料塔中，用水吸收空气中的氨气。塔底气体进气浓度 为摩尔比下同，塔顶气相浓度为，填料层高度为，塔内径为，吸收过程 中亨利系数为0.5 atm,操作压力0.95 atm,平衡关系和操作关系以摩尔比浓 度表示均为

8、直线关系。水用量为3.h-1，混合气中空气量为100m3.h-1标准状态下。试求此条件下，吸收塔的气相总体积传质系数。解：方法1：丫1 = 0.026, 丫2 ,Ls /Gb xGb /A = (100/22.4)/( n /4X 2-2.h-1X1 = ( Y1 - Y 2)/(Ls / Gb 丫1 = 丫1 -Y1e X 丫2 = 丫2 -Y2e Ym = ( 丫1- 丫2)/1 n( 丫丫2Nog = (Y1-Y2)/ K y a= Gb/A/ZX NogX-3.h-1方法2:A =Ls /GbNog = A/(A-1) X ln(1-1/A)(Y 1-mX2)/(Y2-mX2)+1/A

9、 Ky a= -3.h-12、在常压逆流操作的填料塔内，用纯溶剂S吸收混合气体中的可溶组分 A入塔气体中 A 的摩尔分率为，要求吸收率为95%。 操作条件下的解吸因数为 0.8 ，物系服从亨利定律，与入塔气体成平衡的液相浓度为摩尔分率 。 试计算：(1) 操作液气比为最小液气比的倍数； (2) 出塔液体的浓度；(3) 完成上述别离任务所需的气相总传质单元数NOG。解： y1 = 0.03 , x1e = 0.03 ，所以 m = 1(L/G)min = (yi-y2)/(yi/m) = m nS = m/(L/G)， (L/G)/(L/G) min x1 = (y1-y2 NOG = 1/(1

10、-S)ln(1-S)Y1/Y2。3、常压下，用煤油从苯蒸汽与空气混合物中吸收苯，吸收率为99。混合气量为-1。入塔气中含苯 2体积，入塔煤油中含苯摩尔分率 。溶剂用量为 最小用量的倍。在操作温度50 C下，相平衡关系为，总传质系数Kya = -3.s-1。塔径为米。试求所需填料层高度。解：yi , y2 X Xie = yie, X2(L/G) min = (yi-y2)/(xie-x2) xi = x2 + (yi- y2)/(L/G) yi = yi -mxi x y2 = y2 -mx2 x y 二(0.00664-0.000i28)/ln(0.00664/0.000i28)Nog =

11、(yi-y2)/ ym = (0.02-0.0002)/0.00165 = 12 Hog = G/( K ya ) = 53/3600/( n /4x2 )/0.0i5 = i.033 mZ = HoGx NoGx i2 = i2.4 m4、有一逆流填料吸收塔 , 塔径为，用纯溶剂吸收混合气中的溶质。入塔气体量为-1,溶质浓度为摩尔分率，回收率要求到达90%，液气比为1.5，平衡关 系y = x。试求：(1)液体出塔浓度；(2)测得气相总体积传质系数 Ky-3.s-1，问该塔填料层高度为 多少？提示： NoG = i/(i-S)ln(i-S)(yi-mx2)/(y2-mx2)+S解： yiy2

12、 = yi(i-nL/G=(yi-y2)/xi，xi = (yi-y2 HoG = G/Kya = x2x3600) /0.i=i.4i5 mNoG = i/(i-S)ln(i-S) yi/ y2+SNOGZ = Hog X Nog X 4.16 = 5.88 m。5、用清水吸收氨-空气混合气中的氨。混合气进塔时氨的浓度yi =摩尔分率, 吸收率 90，气液平衡关系。试求： 1溶液最大出口浓度；2最小液气 比；3取吸收剂用量为最小吸收剂用量的 2 倍时，气相总传质单元数为多少？ 4气相总传质单元高度为时，填料层高为几米？解：yi = ,n =90%,目2 = yi(l-nx2 = 0， x1

13、= y1(L/G) min = (yi-y2)/(xie-x2)= (0.0i-0.00i)/L/G = 2 (L/G) minxi = (yi-y2)/(L/G)+x 2yie X ym = (0.01-0.005)-(0.001-0)Nog = (y1-y2)/ ymZ =X 3.6 =6、在逆流操作的吸收塔内,用清水吸收氨空气混合气中的氨,混合气进塔时 氨的浓度y1 = 0.01(摩尔分率)，吸收率90%,操作压力为760 mmHg,溶液为稀 溶液,系统平衡关系服从拉乌尔定律,操作温度下,氨在水溶液中的饱和蒸汽 压力为 684 mmHg 试求： 1溶液最大出口浓度； 2最小单位吸收剂用量

14、； 3当吸收剂用量为最小 用量的 2 倍时,气相总传质单元数为多少？ 4气相总传质单元高度为时,填 料层高为多少米 ?解：系统服从拉乌尔定律x1e = y1(2) (L /G )min = (y1-y2)/x1e = (y1-y2)/(y1/m)(3) (L /G ) = 2(Ls /G )miny y2 = 1/(1- n ) = 10NoG = 1/(1-S)Xln(1-S) y1/ y2+S(4) Z = HoGXNoG = 0.5 X 3.62 = 1.81 m7、在直径为的填料塔中，用1200kg .h-1的清水吸收空气和SO2混合气中的SO2, 混合气量为1000m3标准h-1，混

15、合气含SO2%体积，要求回收率。操 作条件为20 C、1atm，平衡关系为，总体积传质系数 Kya = 0.05kmol m -3 s-1,求 液体出口浓度和填料层高度。解：D = Ls =1200kg.h-1, G = 1000Nm3 h-1yi ,0, X2 = 0,Kya = 0.05kmol m-3 s-1,Ls = 1200/(3600 18)=0.0185 kmol/sG = 1000/(22.4 3600)=0.0124 kmol/st为低浓度吸收二y2 = y1(1- 0X1 = (G/L)(y 1-y2)+X2 = (0.013-0.000065)/1.49 = 0.00 8

16、68T Z = Hog X Nog，而 N°g = (y1-y2)/ ym y1 = y1-y2e x y2 = y2-y2e ym = ( y" y2)/ln( y y2)NogHog = G /K y a AXXX 0.05)= 0.494(m)X 0.494 =&某厂准备采用一个填料吸收塔用清水逆流吸收含有10%体积%的SO2的混合气体。塔内的操作压力102.63kN m2和温度25C。要求处理的混合气 体量为1000(标准)m3 h-1，实际吸收剂单位耗用量比最小吸收剂单位耗用量大 50%,吸收率要到达98%，塔内气体的实际空塔速度为 s-1。试求：(1)吸收用水量为多少m3 h-1? (2)吸收塔直径为多少m? (3)假设想再提高 吸收率，你认为可采用什么措施？附：气液平衡方程：Y二40X , M = 64解：1Ls = GbY1 丫2/X1 X2丫1 ； 丫2 = 0.111(1-又t Ls = 1