化工原理-吸收习题及答案-2023修改整理

千里之行，始于足下让知识带有温度。第第2页/共2页精品文档推荐化工原理--吸收习题及答案汲取一章习题及答案

一、填空题

1、用气相浓度△y为推进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-yi)NA=Ky(y-ye)

2、汲取速度取决于_______________，因此，要提高气－液两流体相对运动速率，可以_______________来增大汲取速率。

双膜的蔓延速率削减气膜、液膜厚度

3、因为汲取过程气相中的溶质分压总_________液相中溶质的平衡分压，所以汲取操作线总是在平衡线的_________。增强汲取剂用量，操作线的斜率_________，则操作线向_________平衡线的方向偏移，汲取过程推进力（y－ye）_________。

大于上方增大远离增大

4、用清水汲取空气与A的混合气中的溶质A，物系的相平衡常数m=2，入塔气体浓度y=0.06，要求出塔气体浓度y2=0.006，则最小液气比为_________。

1.80

5、在气体流量，气相进出口组成和液相进口组成不变时，若削减汲取剂用量，则传质推进力将_________，操作线将_________平衡线。

削减逼近

6、某气体用水汲取时，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汲取塔，如将塔料层增高一些，则塔的HOG将_________，NOG将_________(增强，削减，不变)。

不变增强

8、汲取剂用量增强，操作线斜率_________，汲取推进力_________。（增大，减小，不变）

增大增大

9、计算汲取塔的填料层高度，必需运用如下三个方面的学问关联计算：_________、_________、_________。

平衡关系物料衡算传质速率。

10、填料的种类无数，主要有________、_________、_________、________、___________、______________。

拉西环鲍尔环矩鞍环阶梯环波纹填料丝网填料

11、填料挑选的原则是_________________________________________。.

表面积大、空隙大、机械强度高价廉，耐磨并耐温。

12、在挑选汲取剂时，首先要考虑的是所选用的汲取剂必需有__________________。

良好的挑选性，即对汲取质有较大的溶解度，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光内下流的液体量（体积）。

14、填料塔内提供气液两相接触的场所的是__________________。

填料的表面积及空隙

15、填料应具有较_____的__________，以增大塔内传质面积。

大比表面积

16、汲取塔内填装一定高度的料层，其作用是提供足够的气液两相_________。

传质面积

17、菲克定律是对物质分子蔓延现象基本逻辑的描述。

18、以（Y-Y*）表示总推进力的汲取速率方程式为NA=KY（Y﹣Y﹡）。

19、、汲取操作是依据混合气体中各组分在溶剂中的溶解度不同而得以分别。

20、某气体用ABC三种不同的汲取剂举行汲取操作，液气比相同，汲取因数的大小关系

为A

1﹥A

2

﹥A

3

，则气体溶解度的大小关系为。

21、试验室用水汲取氨测定填料塔的传质系数Kyα，该系统为控制，随气体流量的增强传质系数Kyα。气膜；增强

22、某低浓度气体汲取过程，已知气膜和液膜体积汲取系数分离为：Kya=0.0002Kmol/（m3.s），Kxa=0.4Kmol/（m3.s）。则该汲取过程为；该气体为溶气体。气；易23、当填料塔操作气速达到泛点气速时，弥漫全塔空隙，此现象称为，这时急剧升高。液体；液泛；塔板压降

24、在稳态传质过程，若组分A通过气膜和液膜的推进力为（P-Pi）﹥（Ci-C），则气膜阻力液膜阻力大于

25、填料塔是延续接触式气液传质设备，塔内为簇拥相，为延续相。为保证操作过程中两相的良好接触，故填料汲取塔的顶部要有良好的装置。液体；气体；液体分布装置

26、汲取操作时，汲取塔总压增强一倍，相平衡常数m倍，增强压力对汲取操作；汲取塔温度增强，相平衡常数，增强温度对汲取操作。

27、假定汲取系统的相平衡常数m为零，填料高度及其他条件不变，若增强气体流量，汲取率将。变小

28、逆流操作中用纯溶剂汲取混合气中A，若塔板为无穷多，入塔Yb=8%，平衡关系为Y=2X问（1）若液气比为2.5时，汲取率125%不成立

（2）若液气比为2.5时，汲取率75%

29、在相同的温度、压力和混合物组成条件下，等分子反向蔓延速率单相蔓延速率（一组分通过静止气膜的蔓延速率）。其缘由是。小于；单相蔓延速率等于等分子反向蔓延速率与该组分在总体流淌中传递通量之和

30、说明化工原理各单元操作是基于哪些传递原理？分离说明解释三个传递现象的定律？解释汲取和解吸现象用哪一个原理更合适？

31、为什么在同一汲取塔内，当操作条件相同时，大多采纳逆流操作？

答：一方面，在同等条件下，逆流方式可获得较大的平均推进力，因而能有效地提高过程速率；另一方面，逆流时降至塔底的液体恰与刚进塔的汲取剂接触，有利于降低出塔气体的浓度，从而提高溶质的汲取率，所以，汲取塔通常都采纳逆流操作。

32、易溶气体溶液上方的分压小，难溶气体溶液上方的分压大，只要组份在气相中的分压大于液相中该组分的平衡分压，汲取就会继续举行。

二、挑选题

1、汲取速率主要打算于通过双膜的蔓延速度，要提高气液两流体的相对运动，提高汲取效果，则要_________。B

A.增强气膜厚度和削减液膜厚度

B.削减气膜和液膜厚度

C.增强气膜和液膜厚度

2、当汲取质在液相中的溶解度甚大时，汲取过程主要受_________控制，此时，总汲取系数Ky近似等于_________。A、D

A.气膜；

B.kx；

C.气液膜同时；

D.ky；

E.液膜；

F.Kx

3、双膜理论认为汲取过程的阻力集中在_________。A

A.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_________，对汲取操作_________。C、D

A.有利；

B.变大；

C.变小；

D.不利；

E.不变；

F.无影响；

5、_________，对汲取操作有利。A

A.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；C.温度高，气体分压小时；

6、对处理易溶气体的汲取，为较显著地提高汲取速率，应增大_________的流速。A

A.气相；

B.液相；

C.气液两相；

7、若享利系数E值很大，依据双膜理论，则可推断过程的汲取速率为_________控制。B

A.气膜；

B.液膜；

C.双膜

8、在汲取塔某处，气相主体浓度y=0.025，液相主体浓度x=0.01，气相传质分系数ky=2kmol.m-2.h-1，气相总传质系数Ky=1.5kmol.m-2.h-1，则该处气液界面上气相浓度yi应为_______，平衡关系y=0.5x。B

A.0.02

B.0.01

C.0.015

D.0.005

ye=0.5×0.01=0.005

NA=Ky（y-ye）=ky（y-yi）

1.5（0.025-0.005）=2（0.025-yi）

∴yi=0.01

9、通常所研究的汲取操作中，当汲取剂用量趋于最小用量时，完成一定的分率_______。D

A.回收率趋向最高；

B.汲取推进力趋向最大；

C.操作最为经济；

D.填料层高度趋向无穷大。

10、对于逆流操作的汲取塔，其它条件不变，当汲取剂用量趋于最小用量时，则_____。D

A.汲取推进力最大；

B.汲取率最高；

C.出塔气浓度最低；

D.汲取液浓度趋于最高。

11、在常压下用水逆流吸空气中的CO2，若将用水量增强则出口气体中的CO2量将_____气相总传质系数Ky将_____，出塔液体中CO2浓度将_____。B.A.B.

A.增强、

B.削减、

C.不变

12、挑选汲取设备时，综合考虑汲取率大，阻力小，稳定性好结构容易造价小，普通应选_____。A

A.填料汲取塔

B.板式汲取塔

C.喷淋汲取塔

13、为使脱吸操作易于举行，通常可采纳_____或_____。A、C

A.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_____与气相平衡的浓度。B

A.小于；

B.大于；

C.等于；

15、填料汲取塔空塔的速度应_____于液泛速度。B

A.大；

B.小；

C.等

16、对汲取操作影响较大的填料特性是_____。A

A.比表面积和自由体积；

B.机械强度；

C.对气体阻力要小；

17、气体在液体中的溶解度②③

①指气体在液体中的浓度②指一定条件下气体在液体中的饱和浓度③表明在一定条件下汲取过程可能达到的极限程度

18、汲取操作中，对于同样浓度的溶液，易溶气体溶液上方的分压比难溶气体的分压②

①大②小③相等

19、某填料塔用水汲取空气中的氨气，当液体流量和进塔气体的浓度不变时，增大混合气体的流量，此时仍能举行正常操作，则尾气中氨气的浓度____①_____。

①增大②削减不变④不确定

20、在以下几个汲取过程，哪个改为化学汲取将会最显著地提高汲取速率。A．水汲取氨；B．水汲取HCl气体；Ｃ．水汲取SＯ２；Ｄ．水汲取CＯ２

22推断下列命题是否正确,正确的是。

A．升高气速过大会引起漏夜；Ｂ．升高气速过小会引起液泛；

Ｃ．升高气速过大会造成过量的液沫夹带；D．升高气速过大会造成过量的气泡夹带；E．升高气速过大会使板效率降低Ｃ

23、在汲取操作中，若液气比L/V等于平衡常数m时，则全塔的汲取推进力。

A．零；B．不能计算；Ｃ．常数；Ｄ．无穷大Ｄ

24、用水汲取混合气中的氨，其他条件不变，当气体流率增强一倍，则总传质系数是原

来的倍。

A．1倍；B．2倍；Ｃ．20.5倍；Ｄ．不确定A

25、浮阀塔、泡罩塔及筛板塔三种板式塔的板效率比较

A．浮阀塔﹥泡罩塔﹥筛板塔；B浮阀塔﹤泡罩塔﹤筛板塔．；Ｃ．浮阀塔﹥泡罩塔=筛板塔；Ｄ浮阀塔﹥筛板塔﹥泡罩塔．A

五、计算题

1、在汲取塔中用清水汲取混合气中的SO2，气体流量为5000m3（标准）/h，其中SO2占10%（体积分率），要求SO2的回收率为95%。气液逆流接触，在塔的操作条件下，SO2在两相间的平衡关系近似为Y*=26.7X，若用水量为最小用水量的2倍，试求用水量为多少Kg/h？（10分）

解：已知y

=0.1φA=0.95Vh=5000m3（标准）/h

1

则Y1=0.1/（1-0.1）=0.111Y2=Y1（1-φA）=0.111（1-0.95）=0.00555

惰性气体流量V=5000（1-0.1）/22.4=2000.88Kmol/h

Lmin=200.88（0.111-0.00555）/（0.111/26.7）=5095.32Kmol/h

L=2Lmin=2×5095.32=10190.64Kmol/h=10190.64×18=183431.52Kg/h即用水量为183431.52Kg/h

2、在逆流操作的汲取塔中，于101.3KPa、25℃下用清水汲取混合气中的H2S，将其浓度由2％降至0.1％（体积）。该系统符合亨利定律。亨利系数E=5.52×104KPa。若取汲取剂用量为理论最小用量的1.5倍，试计算操作液气比L/V及出口液相组成X1。（12分）

解：已知y1=0.02y2=0.001E=5.52×104KPaP=101.33KPa则Y1=0.02/（1-0.02）=0.0204Y2=0.001/（1-0.001）=0.001m=E/P=5.25×104/101.33=544.75

（L/V）min=（Y1﹣Y2）/（Y1/m）=（0.0204-﹣0.001）/（0.0204/544.75）=517.5

L/V=1.5（L/V）min=1.5×517.5=776.25

又据全塔物料衡算L（X1﹣X2）=V（Y1﹣Y2）

X1=（V/L）/（Y1﹣Y2）﹢X2=（1/776.25）/（0.0204﹣0.001）

=2.5×10-5

即操作液气比L/V为776.25出口液相组成X1为2.5×10-5

3、某一逆流操作的填料塔中，用水汲取空气中的氨气。已知塔底气体进气浓度为0.026（摩尔比）（下同），塔顶气相浓度为0.0026，填料层高度为1.2m，塔内径为0.2m，汲取过程中亨利系数为0.5atm，操作压力0.95atm，平衡关系和操作关系（以摩尔比浓度表示）均为直线关系。水用量为0.1m3.h-1，混合气中空气量为100m3.h-1（标准状态下）。试求此条件下，汲取塔的气相总体积传质系数。

解：办法1：

Y1=0.026,Y2=0.0026，m=E/P=0.5/0.95=0.526

Ls/GB=0.1×1000/18/(100/22.4)=1.244

GB/A=(100/22.4)/(π/4×0.22)=142.1kmol.m-2.h-1

X1=(Y1-Y2)/(Ls/GB)=(0.026-0.0026)/1.244

=0.0188

ΔY1=Y1–Y1e=0.026-0.526×0.0188=0.0161

ΔY2=Y2–Y2e=0.0026

ΔYm=(ΔY1-ΔY2)/ln(ΔY1/ΔY2)=0.00741

NOG=(Y1-Y2)/ΔYm=3.16

∴ＫYａ＝（（GB/A）/Z）×NOG=142.1/1.2×3.16

=374.2kmol.m-3.h-1

办法2：

A=（Ls/GB）/m=1.244/0.526=2.365

NOG=A/(A-1)×ln[(1-1/A)(Y1-mX2)/(Y2-mX2)+1/A]

=2.365/1.365×ln[(1-1/2.365)(0.026/0.0026)+1/2.365]=3.16

∴ＫYａ＝37.42kmol.m-3.h-1

4、在常压逆流操作的填料塔内，用纯溶剂S汲取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，要求汲取率为95%。已知操作条件下的解吸因数为0.8，物系听从亨利定律，与入塔气体成平衡的液相浓度为0.03（摩尔分率）。试计算：

(1)操作液气比为最小液气比的倍数；(2)出塔液体的浓度；

(3)完成上述分别任务所需的气相总传质单元数NOG。

解：

①y1=0.03,x1e=0.03，所以m=1

(L/G)min=(y1-y2)/(y1/m)=mη=0.95

S=m/(L/G)，L/G=m/S=1/0.8=1.25

∴(L/G)/(L/G)min=1.25/0.95=1.316

②x1=(y1-y2)/(L/G)=(0.03-0.03(1-0.95))/1.25=0.0228

③NOG=1/(1-S)ln[(1-S)Y1/Y2+S]=7.843。

5、常压下，用煤油从苯蒸汽与空气混合物中汲取苯，汲取率为99％。混合气量为53kmol.h-1。入塔气中含苯2％（比摩尔以下同），入塔煤油中含苯0.02％。溶剂用量为最小用量的1.5倍。在操作温度50℃下，相平衡关系为y=0.36x，总传质系数Kya＝0.015kmol.m-3.s-1。塔径为1.1米。试求所需填料层高度。

解：

y1=0.02，y2=0.02×1%=0.0002

x1e=y1e/m=0.02/0.36=0.0556，x2=0.0002

(L/G)min=(y1-y2)/(x1e-x2)

=(0.02-0.0002)/(0.0556-0.0002)=0.3574

L/G=1.5(L/G)min=1.5×0.3574=0.536

x1=x2+(y1-y2)/(L/G)

=0.0002+(0.02-0.0002)/0.536=0.0371

Δy1=y1–mx1=0.02-0.36×0.0371=0.00664

Δy2=y2–mx2=0.0002-0.36×0.0002=0.000128

Δym=(0.00664-0.000128)/ln(0.00664/0.000128)

=0.00165

NOG=(y1-y2)/Δym=(0.02-0.0002)/0.00165=12

HOG=G/(Ｋyａ)=53/3600/(π/4×1.12)/0.015=1.033m

Z=HOG×NOG=1.033×12=12.4m

6、有一逆流填料汲取塔,塔径为0.5m，用纯溶剂汲取混合气中的溶质。入塔气体量为100kmol.h-1，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y=x。试求：

(1)液体出塔浓度；(2)测得气相总体积传质系数Kya=0.10kmol.m-3.s-1，问该塔填料层高度为多少？提醒：NOG=1/(1-S)ln[(1-S)(y1-mx2)/(y2-mx2)+S]

解：

①y1=0.01

y2=y1(1-η)=0.01(1-0.9)=0.001

L/G=(y1-y2)/x1，

x1=(y1-y2)/(L/G)=(0.01-0.001)/1.5=0.006

②HOG=G/Kya=（100/(0.785×0.52×3600)）/0.1=1.415m

NOG=1/(1-S)ln[(1-S)y1/y2+S]

S=m/(L/G)=1/1.5=0.667

NOG=4.16

Z=HOG×NOG=1.415×4.16=5.88m。

7、用清水汲取氨－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），汲取率90％，气－液平衡关系y=0.9x。试求：（1）溶液最大出口浓度；（2）最小液气比；（3）取汲取剂用量为最小汲取剂用量的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0.5m时，填料层高为几米？

解：

已知

y1＝0.01，η=90%，y2=y1(1-η)=0.01(1-0.9)=0.001

x2=0，x1=y1/0.9=0.01/0.9=0.0111

(L/G)min=(y1-y2)/(x1e-x2)

=(0.01-0.001)/（0.01/0.9）=0.811

L/G=2(L/G)min=2×0.811=1.62

x1=(y1-y2)/(L/G)+x2=(0.01-0.001)/1.62=0.00556

y1e=0.9×0.00556=0.005

Δym=（(0.01-0.005)-(0.001-0)）/ln(0.01-0.005)/0.001

=0.0025

NOG=(y1-y2)/Δym=(0.01-0.001)/0.0025=3.6

Z＝0.5×3.6=1.8m

8、在逆流操作的汲取塔内，用清水汲取氨－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)，汲取率90%，操作压力为760mmHg，溶液为稀溶液，系统平衡关系听从拉乌尔定律，操作温度下，氨在水溶液中的饱和蒸汽压力为684mmHg试求：（1）溶液最大出口浓度；（2）最小单位汲取剂用量；（3）当汲取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0.5m时，填料层高为多少米?

解：

系统听从拉乌尔定律

(1)y=(P°/P)x=685/760X=0.9X

x1e=y1/m=0.01/0.9=0.011

(2)(L/G)min=(y1-y2)/x1e=(y1-y2)/(y1/m)

=mη=0.9×0.9=0.81

(3)(L/G)=2(Ls/G)min=2×0.81=1.62

S=mG/L=0.9/1.62=0.556

y1/y2=1/(1-η)=10

NOG=1/(1-S)×ln[(1-S)y1/y2+S]

=1/(1-0.556)×ln[(1-0.556)×10+0.556]=3.62

(4)Z=HOG×NOG=0.5×3.62=1.81m

9、在直径为0.8m的填料塔中，用1200kg·.h-1的清水汲取空气和SO2混合气中的SO2，混合气量为1000m3（标准）·h-1，混合气含SO21.3％（体积），要求回收率99.5％。操作条件为20℃、1atm，平衡关系为y=0.75x，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：

已知：D=0.8mLs=1200kg.h-1，G=1000Nm3·h-1

y1=0.013，φ=0.995，x2=0，y=0.75x

Kya=0.05kmol·m-3·s-1，

Ls=1200/(3600×18)=0.0185kmol/s

G=1000/(22.4×3600)=0.0124kmol/s

∵为低浓度汲取∴(L/G)=0.0185/0.0124=1.49

y2=y1(1-φ)=0.013(1-0.995)=0.000065

x1=(G/L)(y1-y2)+x2=(0.013-0.000065)/1.49=0.00868

∵Z=HOG×NOG，而NOG=(y1-y2)/Δym

Δy1=y1-y2e=0.013-0.75×0.00868=0.006490

Δy2=y2-y2e=0.000065-0=0.000065

Δym=(Δy1-Δy2)/ln(Δy1/Δy2)

=(0.006490-0.000065)/ln(0.006490/0.000065)

=0.001396

∴NOG=(0.013-0.000065)/0.001396=9.266

HOG=Ｇ/（ＫyａA）

=0.0124/(0.785×0.8×0.8×0.05)=0.494(m)

∴Z=9.266×0.494=4.58m

10、某厂预备采纳一个填料汲取塔用清水逆流汲取含有10%（体积%）的SO2的混合气体。已知塔内的操作压力102.63kN·m2和温度25℃。要求处理的混合气体量为1000(标准)m3·h-1，实际汲取剂单位耗用量比最小汲取剂单位耗用量大50%，汲取率要达到98%，塔内气体的实际空塔速度为0.5m·s-1。试求：

(1)汲取用水量为多少m3·h-1？(2)汲取塔直径为多少