化工原理：吸收习题参考答案

1、吸收习题参考答案（注：红色字体标注部分对教材所给答案进行了修正，请核查）【6-1】 含有8%（体积分数）的某种混合气体与水充分接触，系统温度为20，总压为101.3kPa。试求达平衡时液相中的物质的量浓度。解：混合气体按理想气体处理，则在气相中的分压为 为难溶于水的气体，故气液平衡关系符合亨利定律，并且溶液的密度可按纯水的密度计算。查得20水的密度为=998.2。由 ， 故 查表8-1可知，20时在水中的亨利系数E=1.23kPa，故 【6-2】 总压为101.3 kPa，温度为20 的条件下，使含二氧化硫为3.0（体积分数）的混合空气与含二氧化硫为350的水溶液接触。试判断二氧化硫的传递方向

2、，并计算以二氧化硫的分压和液相摩尔分数表示的总传质推动力。已知操作条件下，亨利系数E=3.55kPa ，水溶液的密度为998.2kg/ 。解：由道尔顿分压定律 液相摩尔分数为（溶液近似按纯水计算）：稀溶液符合亨利定律，所以： ，二氧化硫由气相向液相传递，进行吸收过程。用气相分压表示的总推动力为：与气相浓度相平衡的液相平衡浓度：用液相摩尔分数表示的总推动力为：【6-3】 在某填料塔中用清水逆流吸收混于空气的，空气中的体积分数为8.5%，操作条件为15、405.3kPa，15时在水中的亨利系数为1.24kPa，吸收液中的组成为。试求塔底处吸收总推动力、和。解：相平衡常数为由亨利定律 由道尔顿分压定

3、律 由亨利定律 吸收液的密度可近似按纯水计算，查手册得，15水的密度为998.95则 吸收液的摩尔比为混合气的摩尔比为 塔底处吸收总推动力为 【6-4】 在填料吸收塔内用水吸收混合于空气中的甲醇，已知某截面上的气液两相组成为，设在一定的操作温度、压力下，甲醇在水中的溶解度系数H为0.5，液膜吸收系数为，气膜吸收系数为。试求以分压表示吸收总推动力、总阻力、总传质速率并分析阻力的分配情况。解：以分压表示吸收总推动力总阻力 总传质速率 液相阻力的分配 由计算结果可以看出此吸收过程为液相传质阻力控制过程。【6-5】 用填料塔在101.3及20下，以清水吸收混合于空气中的甲醇蒸气。若在操作条件下平衡关系

4、符合亨利定律，甲醇在水中的亨利系数为27.8。测得塔内某截面处甲醇的气相分压为6.5 ，液相组成为2.615，液膜吸收系数，气相总吸收系数。求该截面处:（1）膜吸收系数、及；（2）总吸收系数、及； ；（3）吸收速率。解：（1）溶液中溶质含量很低，近似以纯水的密度代替溶液的密度，查附录得，20时水的密度为998.2kg/m3。溶解度系数 （2）相平衡常数 （3）【6-6】 用清水除去与空气混合气中的。操作条件20，101.3kPa下，混合气的流量为1000，其中含体积分数为9%，要求的回收率为90%。若吸收剂用量为理论最小用量的1.5倍，试计算：（1）吸收剂用量及塔底吸收液的组成；（2）当用含0

5、.0003（物质的量比）的水溶液作为吸收剂时，欲保持二氧化硫回收率不变，吸收剂用量有何变化？塔底吸收液组成变为多少？101.3kPa，20条件下在水中的平衡数据见下表。 汽-液平衡组成溶液摩尔比X气相中平衡摩尔比Y溶液摩尔比X气相中平衡摩尔比Y解 按题意进行组成换算：进塔气体中的组成为 出塔气体中的组成为 进吸收塔惰性气体的摩尔流量为 由表中X-Y数据，采用内插法得到与气相进口组成相平衡的液相组成。（1）实际吸收剂用量 塔底吸收液的组成由全塔物料衡算求得 （2）吸收率不变，即出塔气体中的组成=0.0099，而=0.0003所以 实际纯吸收剂用量 塔底吸收液的组成由全塔物料衡算求得 含0.000

6、3（物质的量比）的水溶液用量为： 其中【6-7】 在填料塔中用循环溶剂吸收混合气中的溶质。进塔气体组成为0.091（溶质摩尔分率），入塔液相组成为21.74g溶质/kg溶液。操作条件下气液平衡关系为。当液气比L/V为0.9时，试求逆流的最大吸收率和出塔溶液的浓度。已知溶质摩尔质量为40kg/kmol，溶剂摩尔质量为18kg/kmol。解：先将已知的气液相组成换算为摩尔比，即逆流操作，且，平衡线与操作线交点位置在塔顶，即此时 吸收液相组成【6-8】 在一直径为1.2的填料塔内，用清水吸收某工业废气中所含的二氧化硫气体。混合气的处理量为200，其中二氧化硫的体积分数为5，要求回收率为95，吸收剂用

7、量为最小用量的1.5 ，已知操作条件下气液平衡关系为,气相总体积吸收系数为220。求水的用量(）及所需的填料层高度。5843；4.86解：（1）由已知可知，惰性气体流量 最小吸收剂用量 实际用水量 （2）填料层高度 【6-9】 在一逆流操作的吸收塔中用清水吸收氨和空气混合气中的氨，惰性气流量为0.025，混合气入塔含氨0.02（摩尔比），出塔含氨0.001（摩尔比）。吸收塔操作时的总压为101.3，温度为293K，在操作浓度范围内，氨水系统的平衡方程为，总传质系数为0.0522。若塔径为1m，实际液气比为最小液气比的1.2倍，求所需塔高度。解：最小液气比 液相出口浓度平均推动力惰性气体摩尔流量

8、传质单元高度传质单元数所需塔高【6-10】 用清水逆流吸收混合气体中的，已知混合气体的流量为300（标准状态下），进塔气体中含量为0.06（摩尔分数），操作液-气比为最小液-气比的1.6倍，传质单元高度为0.8。操作条件下物系的平衡关系为。要求吸收率为95，试求：（1）吸收液组成及吸收剂流量；（2）写出操作线方程；（3）填料层高度。解（1）由已知可知，惰性气体流量 最小液-气比 操作液-气比 吸收剂流量 吸收液组成 （2）操作线方程 整理得 （3）填料层高度 【6-11】 一填料吸收塔，在28及101.3下操作，用清水吸收200氨-空气混合气中的氨，使其中氨含量由5降低到0.04（均为摩尔百分

9、数）。填料塔直径为0.8，填料层体积为3，平衡关系为，已知=38.5。（1）出塔氨水浓度为出口最大浓度的80时，该塔能否使用？（该塔不能使用）（2）若在上述操作条件下，将吸收剂用量增大10，该塔能否使用？（注：在此条件下不会发生液泛）（该塔合用）解：（1） 惰性气体流量 该塔现在有填料层高度 因为，所以该塔不能使用。（2）吸收剂用量增大10%时 因为，所以该塔合用。【6-12】 一填料塔用清水逆流吸收混合气中的有害组分。已知操作条件下气相总传质单元高度为1.5，进塔混合气相组成为0.04（的摩尔分率，下同），出塔尾气组成为0.0053，出塔水溶液浓度为0.0128，操作条件下平衡关系为。试求：

10、（1）液气比为最小液气比的多少倍？（）（2）所需填料层高度？（）（3）若气液流量和初始组成不变，要求尾气组成为0.0033，求此时所需的填料层高度。（）解：（1） 则 （2）所需填料层高度 故 （3）其他条件不变，尾气组成为0.0033时的填料层高度。 【6-13】 厂内有一直径880，填料层高6的填料吸收塔，所用填料为拉西环，每小时处理2000、含5（体积分数）丙酮的空气（25，1）。用水作溶剂，塔顶送出的废气含丙酮0.263（体积分数），塔底送出的溶液每千克含丙酮61.2，根据上述测出数据，计算气相体积总传质系数，在此操作条件下平衡关系为，目前情况下每小时可回收多少丙酮？若把填料层加高3，又可回收多少丙酮？（，；）解：（1） （2）每小时所能回收的丙酮量为： （3）填料层加高3m，即z=9m， 因而有： 【6-14】 某吸收塔在101.3、293K下用清水逆流吸收丙酮-空气混合物中的丙酮，当操作液气比为2.1时，丙酮回收率可达95。已知物系在低浓度下的平衡关系为，操作范围内总传质系数近似与气体流量的0.8次方成正比。今气体流量增加20，而液体量及气液进口含量不变，试求：（1）丙酮的回收率有何变化？（2）单位时间内被吸收的丙酮增加多少？（3）吸收塔的平均推动力有何变化？（；1.167；）解： 对于低浓