中国矿业大学化工原理习题—吸收..

1、、单选题1.用纯溶剂吸收混合气中的溶质。 逆流操作， yi上升，而其它入塔条件不变，则气体出塔浓度（A） y2上升，虾降（B） y2下降,（C）目2上升，®不变（D） y上升,平衡关系满足亨利定律。当入塔气体浓度 y2和吸收率申的变化为：（）。C9上升W变化不确定2在填料塔中，低浓度难溶气体逆流吸收时，若其它条件不变， 相总传质单元数（）。BA增加 B减少 C不变 D不定3.在填料塔中，低浓度难溶气体逆流吸收时，若其它条件不变， 口气体组成将（）。AA增加 B减少 C不变 D不定4在填料塔中，低浓度难溶气体逆流吸收时，若其它条件不变， 口液体组成（）。AA增加 B减少 C不变 D不定

2、5低浓度的气膜控制系统，在逆流吸收操作中，时，则气相总传质单元数将（）。 CA增加 B减少 C不变 D不定6低浓度的气膜控制系统，在逆流吸收操作中，时，则气相总传质单元高度将（）。 CA增加 B减少 C不变 D不定7低浓度的气膜控制系统，在逆流吸收操作中，时，则气相出口组成将（）。AA增加 B减少 C不变 D不定&低浓度的气膜控制系统，在逆流吸收操作中，时，则液相出口组成将（）。AA增加 B减少 C不变 D不定9. 正常操作下的逆流吸收塔， 气比时，下列哪些情况将发生？（A）（B）（C）（D）10. 最大吸收率与（）无关。A液气比 B液体入塔浓度11逆流填料吸收塔，当吸收因数平衡。 B

3、A塔顶 B塔底 C塔中部但入口气量增加，则气但入口气量增加，则出但入口气量增加，则出若其它条件不变,若其它条件不变,若其它条件不变,）。）。若其它条件不变,但入口液体组成增高但入口液体组成增高但入口液体组成增高但入口液体组成增高若因某种原因使液体量减少以至液气比小于原定的最小液C出塔液体浓度增加，回收率增加 出塔气体浓度增加，但出塔液体浓度不变 出塔气体浓度与出塔液体浓度均增加在塔下部将发生解吸现象DC相平衡常数D吸收塔型式A<1且填料为无穷高时，气液两相将在（D塔外部）达到1512.某吸收过程，已知 ky= 4X10-1 kmol/m2.s, kx= 8x10-4 kmol/m 2s,

4、由此可知该过程为（）。 AA液膜控制B气膜控制C判断依据不足D液膜阻力和气膜阻力相差不大二、填空题1.2.3.4.5.6.7.&物理吸收操作属于（）过程。 传质物理吸收操作是一组分通过另一停滞组分的（）扩散。 单向当平衡线在所涉及的范围内是斜率为m的直线时，则1/Ky=1/ky+ （）吸收塔底部的排液管成U形，目的是起（）作用，以防止（）。液封作用气体倒灌操作中的吸收塔，若使用液气比小于设计时的最小液气比，则其操作结果是达不到要求的吸收分离效果若吸收剂入塔浓度 X2降低，其它操作条件不变，吸收结果将使吸收率（ 增大若吸收剂入塔浓度 X2降低，其它操作条件不变，则出口气体浓度（ 含SO2

5、为10%（体积）的气体混合物与浓度1/kx 。 m）。压下相接触。操作条件下两相的平衡关系为 相向（）相转移。 气相液相9 .含SO2为10%（体积）的气体混合物与浓度 压下相接触。操作条件下两相的平衡关系为 总推动力为（）大气压。0.0676 atm10. 含SO2为10%（体积）的气体混合物与浓度气压下相接触。操作条件下两相的平衡关系为 质总推动力为（）kmol/m 3。降低c为0.02 kmol/m 3的SO2水溶液在一个大气P*=1.62c （大气压），贝U SO2将从（）c为0.02 kmol/m 3的SO?水溶液在一个大气p*=1.62c （大气压），以气相组成表示的传质c为0.0

6、2 kmol/m3的SO2水溶液在一个大P*=1.62c （大气压），以液相组成表示的传0.0417 kmol/m 3l/KL=l/k L+H/kG，其中 l/kL 为（11. 总传质系数与分传质系数之间的关系为 液膜阻力12 .总传质系数与分传质系数之间的关系为 表示该吸收过程为液膜控制。气膜阻力13. 总传质系数与分传质系数之间的关系为气膜阻力14. 总传质系数与分传质系数之间的关系为 表示该吸收过程为气膜控制。15. 亨利定律的表达式之一为体为（）气体。 难溶16. 亨利定律的表达式之一为体为（）气体。 易溶*317 .低浓度气体吸收中，已知平衡关系y =2x , kxa=0.2 kmo

7、l/m .s,I/K L=l/k L+H/k G，当（）项可忽略时,H/kGI/KL=l/k L+H/kG，其中 H/kc 为（I/Kl二l/kL+H/kG,当（ ）项可忽略时, l/kL液膜阻力p*=Ex，若某气体在水中的亨利系数P =Ex，若某气体在水中的亨利系数E值很大，说明该气E值很小，说明该气kya =2咒10-4 kmol/m 3.s,气膜NA=KG （） = kY （），将有利于吸收的进行。当吸收剂用量趋于最小用量时，。（ p-p*） （y-yi）增高 降低 填料层高度趋向 （）。A组分。若yi下降，L、V、P、A 组分。若 L 增加，其余操作条则此体系属（ ）控制。 18吸收过

8、程的传质速率式： 19压力（），温度（20通常所讨论的吸收操作中， 无穷大件不变，则出塔液体浓度（ 23吸收因数 24吸收因数 25脱吸因数 26脱吸因数用清水逆流吸收气体混合物中 ）。 减小用清水逆流吸收气体混合物中降低21某操作中的吸收塔， T 等不变，则回收率（ 22某操作中的吸收塔，）。A 可表示为（）。L/mV）。操作线斜率与平衡线斜率之比）。A 在 Y-X 图上的几何意义是（S 可表示为（）。mV / L平衡线斜率与操作线斜率之比 压力均不变，而气量与液量同比例 ）。 增加 压力均不变，而气量与液量同比例 ）。 减少 压力均不变，而气量与液量同比例 ）。 增加S在Y-X图上的几何意

9、义是（CO2，CO2，CO2，当水量和空气量一定时，增加CO2 量，则入塔当水量和空气量一定时，增加CO2 量，出塔气当水量和空气量一定时，增加CO2 量，出塔液27在逆流解吸塔操作时，若气液入口组成及温度、 减少，对液膜控制系统，气体出口组成将（ 28在逆流解吸塔操作时，若气液入口组成及温度、 减少，对液膜控制系统，液体出口组成将（ 29在逆流解吸塔操作时，若气液入口组成及温度、 减少，对液膜控制系统，溶质解吸率将（ 30实验室用水逆流吸收空气中的 气体浓度（ ）。 增加 31实验室用水逆流吸收空气中的 体浓度（）。增加）。32实验室用水逆流吸收空气中的 体浓度（）。增加1）（）；（ 2）（

10、）。若减少吸收剂用量，则传质推动力将33吸收过程物料衡算时的基本假定是： （ 气相中惰性气体不溶于液相 吸收剂不挥发 34在气体流量、气体进出口压力和组成不变时，若减少吸收剂用量， 则操作线将若减少吸收剂用量，则设备费用将（ ）。 减小 35在气体流量、 气体进出口压力和组成不变时， 平衡线。 靠近 36在气体流量、气体进出口压力和组成不变时，HOG 将（）。NOG 将（ ）。（ ）。 增加 37对一定操作条件下的填料塔，如将填料层增高一些，则塔的 不变38对一定操作条件下的填料塔，如将填料层增高一些，则塔的 增加Kya 值将（）。39提高吸收剂用量对吸收是有利的。当系统为气膜控制时，Kya值

11、将（）。基本不变或不变40. 提高吸收剂用量对吸收是有利的。当系统为液膜控制时， 变大）。 无穷大Nog=1，则此塔的进出口浓度差41. 在吸收过程中，若液气比等于最小液气比时，则塔高为（42 .如果一个低浓度气体吸收塔的气相总传质单元数（丫1-丫2）将等于（）。塔内按气相组成表示的平均推动力A ,在操作条件下，相平衡关系二、计算题1.用不含溶质的吸收剂吸收某气体混合物中的可溶组分 为Y=mX。试证明：（L/V） min =m n式中n为溶质A的吸收率。证i设进口宅#中A的摩尔比为Y1 .出口吒律中A的摩尔比为兀,而X- =0, 则（LTV）Ilin 二（YY2 ）/（Yi /b） n =（Y

12、i -Vs ）/YiA （LyVlmtn =in 用 口2. 逆流操作的常压填料吸收塔， 尔比），经吸收后溶质 A被回收了 斜率为1，气相总传质单元高度为用清水吸收混合气中的溶质A,入塔气体中含A 1%（摩80%，此时水的用量为最小用量的1.5倍，平衡线的Im，试求填料层所需高度。肛=0*01Ym =¥1 (H )=0<0 (1-0.8)=0,002L,/Ge/Ge 几."L5fYi Ys J/Wl/n口上时二】SW(L. /Gb )=1/1.2=0.833No G =1/(1-S)L. Ul-SlYi /Ya +S>3.06h=tJo G xHo G -3.0

13、6 JBnA，进塔气体中溶质 A的 y=2.5x，取吸收剂用量为最m的塔，问该塔是否合用？3. 在常压逆流操作的填料吸收塔中用清水吸收空气中某溶质 含量为8%（体积）,吸收率为98%,操作条件下的平衡关系为 小用量的1.2倍，试求：（1）水溶液的出塔浓度；（2） 若气相总传质单元高度为0.6m，现有一填料层高为注：计算中可用摩尔分率代替摩尔比，用混合气体量代替惰性气体量，用溶液量代替溶 剂量。(L/Gl i n 二(yi -ys )/xi * 二(yi 72 "In /ra)L/G=1.2(L/GU . n 5 ¥ )/xiXI -yi /(1.2ii)呱0a/(l”N5)

14、<L0267®S=m/(L/C)=i«/(L2xmXr,匸】/(La )=l/(L2x0,98)=0.8503yi 2 -yi /<7J (W )=1/(If )=1/0.02=50Ho G =l/fl-S)L. L(-S)yi /ys +SJ-14.2h=floG xHog =0*6x14,2=8,50 m>6 id，所以不合用n4. 在20C和760mmHg条件下，用清水逆流吸收空气混合气中的氨。混合气中氨的分 压为lOmmHg，经吸收后氨的分压下降到0.051mmHg。混合气体的处理量为1020 kg/h，其平均分子量为28.8，操作条件下的平衡关系

15、为y=0.755x。若吸收剂用量是最小用量的5倍，求吸收剂的用量和气相总传质单元数。fDyi =Pi /fia/760=0,01316ya =pa /P=0.053/760=6*7 乂 IQ- 5L/G=5(L/G)e * n =5(yi -yw )/(yi /m) =5(0.01316-6.71x10- 5 )/(0.01316/0.755)=3.755G=1020/28肛35.4沁 1/hL=3,750G=133 kmol/hST (70=0,755/3.756=0.201NoG=l/fHS)Ln U1-S)Y皿 +S>S.33c5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

16、可溶组分A。入塔气体中A的摩尔分率为0.03,要求吸收率为 95%。已知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0.03（摩尔分率）。试计算操作液气比是y i =0*03 , (L/G)m i r E(L/G /.(L/G)/VG)最小液气比的多少倍数。=(yi )/(y i=0.95.L/GBS=bU8U25.,.25/0.95=k 3166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0.03,要求吸收率为 95%。已知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0.03（摩

17、尔分率），操作液气比为1.25。试计算出塔液体的浓度以及完成上述分离任务所需的气相总传质单元数。yI =0.03 , XI 火"0.03 ，所以田：=1丫2= （1用）YiXI =(yi y£ )/(VG) = (0.03-0.03(1-0.95)/1.25=0,0228 Ho G =/(l-S)Ln (bSIYi /比 +S彳出3.A。测得浓度数据如Hog为多少m?7.某厂有一填料层高为3m的吸收塔，用水洗去尾气中的公害组分图，相平衡关系为 y=l.l5x。试求该操作条件下，气相总传质单元高度y2=0.004 t JX2=0y1=0.02 I 4 X1=0.008L/G=

18、Gi V(xi -xc 1 = (0.02-0,004)/0,008=2 iyi =yt -yi=0,02-1*15x0.008=0,0108A ys =0.004A ym =t4 yi -A y£ l/(Ln A y i /A )=0,00685Ho c =fyi )/A 珈=2.3362-4(kN/m2), kL=1.83X104kx、Ky°(液相Ho G =h/Ho c =3/2,3361*284 in.& 总压 100kN/m2、30C 时用水吸收氨，已知 kG=3.84X10-6 kmol/m 2s23*2,、kmol/m s (kmol/m )，且知 x

19、=0.05 时与之平衡的 p =6.7 kN/m。求：ky、 总浓度C按纯水计为55.6 kmol/m 3)k/ =Pku =100x3.84xIfl- $ O84x 10 4 kraol/ni? sRm =CkL =55,6>< L83x 10" =L02xl(r - kmol/m s 1/Kx 叫/ky n/k. =1/084x10- 4 )+ih/(1.02x10-) 0i=E/P /kra=P丈 /Px =8.7/(100x0,05)=1.341/K. =2604+131.4=2735.4K> =1656x10- 4 kjnol/iB S(A y).9.有一

20、逆流填料吸收塔，塔径为0.5m，用纯溶剂吸收混合气中的溶质。入塔气体量为100 kmol/h，溶质浓度为0.01 (摩尔分率)，回收率要求达到 90%，液气比为1.5，平衡 关系为y=x。试求液体出塔浓度。71 =0*012 =yi (H )=0.01(1-0.91=0,001L/G=(yi -y£ )/xi .xi =(yi -Y- )/(l/G) = (0,01-0,001)/1,5=0.00510.有一逆流填料吸收塔，塔径为0.5m，用纯溶剂吸收混合气中的溶质。入塔气体量为100 kmol/h，溶质浓度为0.01 (摩尔分率)，回收率要求达到90%，液气比为1.5,平衡关系为y

21、=x。气相总体积传质系数Kya=0.10 kmol/m3.s。求该塔的填料层高度。He C =G/Kz a =100/(0.785 x 0,52 x3600)/0J=k415 oi Nc G =l/(lS)Ln (卜S)Yi /Ya +SS=ni/(L/G)=l/1 后 0.667No G =4.16h=Ho c xHo G =1.415x4.16=5.88 除11 .用水作为吸收剂来吸收某低浓度气体生成稀溶液（服从亨利定律）。操作压力为850mmHg，相平衡常数 m=0.25,已知其气膜吸收系数 kG=1.25 kmol/m 2.h.atm，液膜吸收系数kL=0.85 m/h。试分析该气体被

22、水吸收时，是属于气膜控制还是液膜控制过程？D=e/PAE=mP=0.25 乂 850/7&0=0,28(大气压 1T是稀溶液:H = P . ZMs.E =1000/10.28xl8)=198.4(kwl/ni 上皿) 根据 l/KG =l/kG 41/(H1cL )即 1/KG =l/L25 + 1/C198.4XD.85):、KG 出 kG =k25 kinol/V因此，是气膜控制过g.12.在总压P=500 kN/m2、温度t=27C下使含CO? 3% （体积%）的气体与含CO2 370g/m3 的水接触，试判断是发生吸收还是解吸？并计算以CO2的分压差表示的传质阻力。已知：在操

23、作条件下，亨利系数 E=1.73X105 kN/m2，水溶液的密度可取 1000kg/m3, CO2的分 子量为44。气相主怵中COs的分压为P=500 x 0.03=15 KN/ffl 与落液战平衡的CO2分压为：P% =Exi对于稀瘩藏：ClOOO/1855,6 knwl/ttiCO2 的摩尔数 n =370/(1000 x 44)=0.00841 xA=n/C=),00Ml/55,6<,53x 10-4P* M,73x 1 0 5 xk5l3x 10-4 =26.】6 KN/m V P* n P干是发生脱吸作用.以分压差表示的传质推动力为AP-P 二 11.16 KN/gi213.

24、在填料塔中用 1200kg/h的清水逆流吸收空气和 SO2混合气中的 SO?,混合气量为1000m3 （标准状态）/h,混合气含SO2 1.3% （体积），要求回收率为 99.5%，求液体出口浓度。沱=yi (1-ip )=0.013(1-0,395)=0.000065Ls =1200/(3600x18)=0,0185 kwl/呂G =l 000/ (22,4 X 3600) =0.0124kjao 1 /sr 为低浓度吸收 A (1/0=0,0185/0.01241.49XI =(G/L)tyi -ys )+x2 =(0-013-0,000065)/1.49=0.0086814.在直径为0.

25、8m的填料塔中，用 0.0185 kmol/s的清水逆流吸收空气和SO2混合气中的SO2，混合气量为0.0124 kmol/s，混合气含SO? 1.3% （体积）操作条件为20C、1atm,平衡关系为出塔液体浓度为0.00868（摩尔分率），求填料层高度。注：计算中可用摩尔分率代替摩尔比，用混合气体量代替惰性气体量，剂量。y=0.75x，总体积吸收系数，要求回收率为99.5% ,3Kya=0.055kmol/m .s.atm,用溶液量代替溶72 =yi (l-<p 1=0.013(1-0,995)=0,000065V Z = Hoc xNoc而NCl c =(y 1 -ys )/A Vi

26、nAn =yi -yi =0.013-0.75X0.0081£=L).006490Ays -y工 * =0.000065-0=0.000065A ym =(A y 1 -4 y£ J/ln(A y i /A ys )二他 006490-0.000065)/In(0,006490/0,0000651二th 001396A No c = (0.013-O.OOGO65)/0.0013%=9.266Hog hG' / (Kyall) =0.0124/(0.785x0.8x0.8449(m.) AZ = 9.266 xO.44Q=4.2iii15在常压填料吸收塔中，压清水吸

27、收废气中的氨气。废气流量为2500 m3/h（标准状态），废气中氨的浓度为15 g/m3，要求回收率不低于 98 %。若吸收剂用量为 3.6 m3/h ,操作 条件下的平衡关系为Y=1.2X，气体总传质单元高度为0.7m。求塔顶、塔底及全塔的吸收推动力（气相）。解 -15/17/ (1000/22.4) =0,01977 LknolNHs /kwl BZOb jys =3.954x 1 0*4 kmoWh /kml B+HH3 JYi F /(Wi X01977/(b0*01977)=0.02017tkDol HH3 /kmol 6Va 二仇)=3,9555X i 0一 4kino Nth A

28、raol BjV=250a/22,4x <1-0,01977)=109,4kiBol B/nL=3.6 X1000/18=200 kino 1 B/hj 全塔物料衡算L(Xi -X- )=V(Yi 200(X1 0)=109.4(0,02017-3.9555X 1 O' ) 得 JG =0.01072AYi -Yi =0.02017-1.2x0.01072=0.0072A Vs =Y.? -Y2 丈=0.0004A Yiu = (0,0072-0.0004)/ln<0.0072/0.0004) =0,0023516在常压填料吸收塔中，用清水吸收废气中的氨气。 废气流量为25

29、00 m3/h（标准状态）， 废气中氨的浓度为15 g/m3，要求回收率不低于 98 %。若吸收剂用量为3.6 m3/h ,操作 条件下的平衡关系为 Y=1.2X，气体总传质单元高度为 0.7m。求气体总传质单元数。yi =15/17/ (1000/22.4) 0,01977kinoIHHs /kmol B+NHs VE =3,954X 1 0*4 kmolHHs /kiml B+HHj Yi =yi /(卜yi ) =0,01977/(1-0,01977)=0.Q2017kiDol HHj /taol B 今2)3,9555X 10 -4 fkmol Nth /kraol 3jV=2500/22.4x (1-0,01977)109.4kBoi B/hL=3.Gx 1000/18=200B/hJ全塔物料衡算L(Xi -Xs )=VfYi J200(X1 -0)=109,4(0,02017-3.9555 X 1 Q -卸) 得 Xi =0.01072A Yi" =0.02017-1.2X0-01072=0.0072AY2 七-Y2 火=0-0004A Yiu =(0e0072-0e0004)/InlO. 0072/0*0004) =0.00235No