化工原理習(xí)題第四部分吸收答案

1、第四部分氣體吸收一、填空題1物理吸收操作屬于傳質(zhì)過程。 理吸收操作是一組分通過另一停滯組分的單向擴(kuò)散。2操作中的吸收塔，若使用液氣比小于設(shè)計(jì)時(shí)的最小液氣比，則其操作結(jié)果是達(dá)不到要求的吸收分離效果。3若吸收劑入塔濃度X 2 降低，其它操作條件不變， 吸收結(jié)果將使吸收率增大。4若吸收劑入塔濃度 X 2 降低，其它操作條件不變， 則出口氣體濃度 降低 。5含 SO2 為 10%(體積 )的氣體混合物與濃度 c 為 0.02 kmol/m3 的 SO2 水溶液在一個(gè)大氣壓下相接觸。操作條件下兩相的平衡關(guān)系為 p* =1.62c （大氣壓），則 SO2 將從 氣相 向 液相 轉(zhuǎn)移。6含 SO2 為 10

2、%(體積 )的氣體混合物與濃度 c 為 0.02 kmol/m3 的 SO2 水溶液在一個(gè)大氣壓下相接觸。操作條件下兩相的平衡關(guān)系為 p* =1.62c (大氣壓 )，以氣相組成表示的傳質(zhì)總推動(dòng)力為0.0676 atm大氣壓。7總傳質(zhì)系數(shù)與分傳質(zhì)系數(shù)之間的關(guān)系為l/K L =l/k L +H/k G，其中 l/k L 為 液膜阻力 。8總傳質(zhì)系數(shù)與分傳質(zhì)系數(shù)之間的關(guān)系為l/K L=l/k L +H/kG，當(dāng)氣膜阻力 H/k G項(xiàng)可忽略時(shí)，表示該吸收過程為液膜控制。9亨利定律的表達(dá)式之一為p* =Ex，若某氣體在水中的亨利系數(shù)E 值很大，說明該氣體為難溶氣體。10亨利定律的表達(dá)式之一為p* =E

3、x，若某氣體在水中的亨利系數(shù)E 值很小，說明該氣體為易溶氣體。11低濃度氣體吸收中，已知平衡關(guān)系y* =2x，kxa=0.2 kmol/m3.s，kya =2 l0-4kmol/m 3.s，則此體系屬氣膜控制。12壓力增高，溫度降低，將有利于吸收的進(jìn)行。13某操作中的吸收塔，用清水逆流吸收氣體混合物中A 組分。若y1 下降， L 、V、 P、 T 等不變，則回收率減小。14某操作中的吸收塔，用清水逆流吸收氣體混合物中A 組分。若L 增加，其余操作條件不變，則出塔液體濃度降低。15吸收因數(shù)A 在Y-X圖上的幾何意義是操作線斜率與平衡線斜率之比。16脫吸因數(shù)S 可表示為mV / L ，吸收因數(shù)A

4、可表示為L/mV。17脫吸因數(shù)S在Y-X圖上的幾何意義是平衡線斜率與操作線斜率之比。18在逆流解吸塔操作時(shí)，若氣液入口組成及溫度、壓力均不變，而氣量與液量同比例減少，對(duì)液膜控制系統(tǒng)，氣體出口組成將增加。19在逆流解吸塔操作時(shí)，若氣液入口組成及溫度、壓力均不變，而氣量與液量同比例減少，對(duì)液膜控制系統(tǒng)，液體出口組成將減少。20吸收過程物料衡算時(shí)的基本假定是：（1）氣相中惰性氣體不溶于液相；（ 2） 吸收劑不揮發(fā)。21在氣體流量、氣體進(jìn)出口壓力和組成不變時(shí)，若減少吸收劑用量，則傳質(zhì)推動(dòng)力將減小。22在氣體流量、氣體進(jìn)出口壓力和組成不變時(shí)，若減少吸收劑用量，則操作線將靠近平衡線。23在氣體流量、氣體進(jìn)

5、出口壓力和組成不變時(shí)，若減少吸收劑用量，則設(shè)備費(fèi)用將增加。24對(duì)一定操作條件下的填料塔， 如將填料層增高一些，則塔的 HOG 將不變。25對(duì)一定操作條件下的填料塔， 如將填料層增高一些， 則塔的 NOG 將增加 。26如果一個(gè)低濃度氣體吸收塔的氣相總傳質(zhì)單元數(shù)NOG=1，則此塔的進(jìn)出口濃度差（ Y 1-Y 2）將等于塔內(nèi)按氣相組成表示的平均推動(dòng)力。27.氣體吸收計(jì)算中，表示設(shè)備（填料）效能高低的一個(gè)量是傳質(zhì)單元高度，而表示傳質(zhì)任務(wù)難易程度的一個(gè)量是傳質(zhì)單元數(shù)。28.單向擴(kuò)散中飄流因A>1。漂流因數(shù)可表示為P，它反映由于總體PBM流動(dòng)使傳質(zhì)速率比單純分子擴(kuò)散增加的比率。29.一般來說，兩組

6、份的等分子反相擴(kuò)散體現(xiàn)在精餾單元操作中，而A 組份通過B 組份的單相擴(kuò)散體現(xiàn)在吸收操作中。30.板式塔的類型有體上看汽液兩相呈泡罩塔、 浮閥塔、 篩板塔 （說出三種）；板式塔從總逆流接觸，在板上汽液兩相呈錯(cuò)流接觸。30.分子擴(kuò)散中菲克定律的表達(dá)式為J AD ABdC Adz，氣相中的分子擴(kuò)散系數(shù) D隨溫度升高而增大（增大、減?。?，隨壓力增加而減?。ㄔ龃?、減?。?1.易溶氣體溶液上方的分壓大，只要組份在氣相中的分壓小大于，難溶氣體溶液上方的分壓液相中該組分的平衡分壓，吸收就會(huì)繼續(xù)進(jìn)行。32.根據(jù)雙膜理論，兩相間的傳質(zhì)阻力主要集中在 相界面兩側(cè)的液膜和氣膜處，增加氣液兩相主體的湍動(dòng)程度，傳質(zhì)速率

7、將 _增大 _ 。33.吸收的逆過程稱為解吸。34.對(duì)于低濃度氣體吸收，其氣、液相平衡關(guān)系服亨利定律。35 根據(jù)氣體混合物中各組分在液體溶劑中溶解度的不同，從而使氣體混合物得以分離的操作稱為吸收。36、當(dāng)物系一定時(shí)，亨利系數(shù) E 隨系統(tǒng)的溫度而變化，通常溫度升高，E 值 增大。37、吸收塔的操作線斜率為液氣比LSVB，斜率越大，操作線平衡線，則各截面上吸收推動(dòng)力增大。38.在低濃度的難容氣體的逆流吸收塔中，若其他條件不變而入塔液體量增加，則此塔的液相傳質(zhì)單元數(shù) NOL 將 減小，而氣相總傳質(zhì)單元數(shù)NOG 將不變，氣體出口濃度 ya 將 降低 。39.在逆流吸收塔中，用清水吸收混合氣中的溶質(zhì)組分

8、，其液氣比L/G為 2.7，平衡關(guān)系為 Y=1.5X ，若溶質(zhì)的吸收率為90 % ，則操作液氣比與最小液氣比之比值為 2。40.含低濃度的難容氣體的混合氣體，在逆流填料吸收塔內(nèi)進(jìn)行吸收操作，傳質(zhì)阻力主要存在于液相中；若增大液相湍動(dòng)程度，則氣相總體積吸收系數(shù)Kya值將增大；若增加吸收劑的用量， 其他操作條件不變， 則氣體出塔濃度 Y 2將 減??；溶質(zhì) A 的吸收率將增大；若系統(tǒng)的總壓強(qiáng)升高，則亨利系數(shù)將不變，相平衡常數(shù)將減小。41.若某氣體在水中的恒里面系數(shù)E 值很大，說明該氣體為。難溶氣體，該吸收過程為液膜控制過程。42.用逆流操作的吸收塔處理低濃度易溶溶質(zhì)的氣體混合物，其他條件均不變，而入口

9、氣體濃度增加， 則此塔的液相總傳質(zhì)單元數(shù)不變，出口氣體組成增加，出口液相組成增加。43.在吸收操作過程中，保持氣液相流量、氣相進(jìn)口組成不變，若液相進(jìn)口濃度降低，則塔內(nèi)平均傳質(zhì)推動(dòng)力將增大，氣相出口濃度將減小。44.對(duì)填料塔期末控制的逆流吸收過程，若其他操作條件不變，將氣液流量同比例減小，則氣體出塔組成y2 將 減小，液體出塔組成X 1 將增大。二、選擇題1用純?nèi)軇┪栈旌蠚庵械娜苜|(zhì)。逆流操作，平衡關(guān)系滿足亨利定律。當(dāng)入塔氣體濃度 y1 上升，而其它入塔條件不變，則氣體出塔濃度y2 和吸收率的變化為：（C）。A y 2 上升，下降B y 2 下降，上升C ） y2 上升，不變D ）y2 上升，變

10、化不確定2在填料塔中，低濃度難溶氣體逆流吸收時(shí)，若其它條件不變，但入口氣量增加，則氣相總傳質(zhì)單元數(shù)（B）。A 增加B減少C不變D不定3在填料塔中，低濃度難溶氣體逆流吸收時(shí)，若其它條件不變，但入口氣量增加，則出口氣體組成將（A）。A 增加B減少C不變D不定4在填料塔中，低濃度難溶氣體逆流吸收時(shí)，若其它條件不變，但入口氣量增加，則出口液體組成（A）。A 增加B減少C不變D不定5低濃度的氣膜控制系統(tǒng)，在逆流吸收操作中，若其它條件不變，但入口液體組成增高時(shí)，則氣相總傳質(zhì)單元數(shù)將（C）。A 增加B減少C不變D不定6低濃度的氣膜控制系統(tǒng)，在逆流吸收操作中，若其它條件不變，但入口液體組成增高時(shí)，則氣相總傳質(zhì)

11、單元高度將（C）。A 增加B減少C不變D不定7低濃度的氣膜控制系統(tǒng)，在逆流吸收操作中，若其它條件不變，但入口液體組成增高時(shí)，則氣相出口組成將（A）。A 增加B減少C不變D不定8低濃度的氣膜控制系統(tǒng)，在逆流吸收操作中，若其它條件不變，但入口液體組成增高時(shí)，則液相出口組成將（A）。A 增加B減少C不變D不定9正常操作下的逆流吸收塔，若因某種原因使液體量減少以至液氣比小于原定的最小液氣比時(shí)，下列哪些情況將發(fā)生？（C）（ A）出塔液體濃度增加，回收率增加（ B）出塔氣體濃度增加，但出塔液體濃度不變（ C）出塔氣體濃度與出塔液體濃度均增加（ D）在塔下部將發(fā)生解吸現(xiàn)象10最大吸收率與（D）無關(guān)。A 液氣

12、比B 液體入塔濃度C 相平衡常數(shù)D 吸收塔型式11逆流填料吸收塔， 當(dāng)吸收因數(shù) A 1 且填料為無窮高時(shí)，氣液兩相將在（B）達(dá)到平衡。A 塔頂B 塔底C 塔中部D 塔外部12某吸收過程，已知ky= 4 10-1 kmol/m 2.s，kx= 810-4 kmol/m 2.s，由此可知該過程為（A）。A 液膜控制B 氣膜控制C 判斷依據(jù)不足D 液膜阻力和氣膜阻力相差不大12.在吸收操作中，若C*- CCi-C，則該過程為A。A. 液膜控制B.氣?？刂艭.雙膜控制D.不能確定13. 在吸收操作中，已液相組成差表示的吸收塔某一截面上的總推動(dòng)力為A。A.X*-XB.X-X*C .X i-XD. X-X

13、 i14.、某吸收過程中溶質(zhì)與吸收劑之間有明顯的化學(xué)反應(yīng)， 稱之為（ A ：物理吸收 B：單組分吸收 C：化學(xué)吸收 D：非等溫吸收15.為使脫吸操作易于進(jìn)行，通常可采用（ A ）C）。2、A ：升溫，減壓B：升溫，加壓C：降溫，減壓D：降溫，加壓16、在下列吸收操作中，屬于氣膜控制的是（C）A ：用水吸收 CO2B：用水吸收 H2C：用水吸收氨氣D：用水吸收 O217、吸收是分離（B）的單元操作。A ：液體混合物B：氣體混合物C：懸浮液D：含塵氣體18、吸收的逆過程稱為（B）A：蒸餾B：解吸C：萃取D：過濾19、氣體在同一種溶質(zhì)中的溶解度隨溫度的升高而（B）A：增大B：減小C：不變D：無關(guān)20

14、、吸收操作過程氣、液相平衡關(guān)系符合（C）A ：拉烏爾定律B：費(fèi)克定律C：亨利定律D：傅立葉定律21、下述說法中正確的是（D）A ：用水吸收氨屬于難溶氣體的吸收，為液膜阻力控制B：常壓下用水吸收二氧化碳屬難溶氣體的吸收，為氣膜阻力控制C：用水吸收氧屬于難溶吸收，為氣膜阻力控制D：用水吸收二氧化硫?yàn)榫哂兄械热芙舛鹊臍怏w吸收，氣膜阻力和液膜阻力都不可忽略22、用清水吸收空氣與A 的混合氣中的溶質(zhì)A ，物系的相平衡常數(shù)m=2，入塔氣體濃度 y1，要求出塔氣體濃度2則最小液氣比為(A).=0.06y =0.008,A ： 1.733B：2.733C： 1D：無法確定23、在吸收傳質(zhì)過程中，它的方向和限度

15、取決于吸收質(zhì)在氣液兩相的平衡關(guān)系，若要進(jìn)行吸收操作，則應(yīng)控制（A）A ： pA>pA*B：pA =pA *C： pA<pA*D： pA pA*24、吸收速率方程中，吸收系數(shù)為K Y 時(shí)，其對(duì)應(yīng)的傳質(zhì)推動(dòng)力為（A）A ： Y-Y *B： y-y *C：p-p*D： C-C*25、常壓下用水逆流吸收空氣中的CO2，若增加水的用量，則出口氣體中CO2 的濃度將（B）A：增大B：減小C：不變D：不能確定26、吸收過程相際傳質(zhì)的極限是（D）A ：相互接觸的兩相之間濃度相等。B：相互接觸的兩相之間壓強(qiáng)相等。C：相互接觸的兩相之間溫度相等。D：相互接觸的兩相之間達(dá)到相平衡的狀態(tài)。27、難溶氣體的

16、傳質(zhì)阻力主要集中在（B）。A ：氣膜一側(cè)B ：液膜一側(cè)C ：相界面上D ：液相主體中28、在吸收操作中，吸收的推動(dòng)力是（B）A ：溫度差B ：濃度差C：氣液相平衡關(guān)系D ：壓力差29、某低濃度逆流吸收塔在正常操作一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)氣體出口含量y2 增大，原因可能是C。A. 氣體進(jìn)口含量y1 下降B.吸收劑溫度降低C.入塔的吸收劑量減少D. 前述三個(gè)原因都有 /30、根據(jù)雙模理論，在氣液接觸的相界面處D。A. 氣相組成大于液相組成B. 氣相組成小于液相組成C. 氣相組成等于液相組成D.氣相組成與液相組成大小不定31、根據(jù)雙膜理論， 當(dāng)被吸收組分在液相中溶解度很小時(shí)，以液相濃度表示的總傳質(zhì)系數(shù)B。A

17、 大于液相傳質(zhì)分系數(shù)B 近似等于液相傳質(zhì)分系數(shù)C 小于氣相傳質(zhì)分系數(shù)D 近似等于氣相傳質(zhì)分系數(shù)32、單向擴(kuò)散中飄流因子A。A>1B<1C=1D不一定33、已知 SO2 水溶液在三種溫度t1、t2、 t3 下的亨利系數(shù)分別為E1=0.0035atm、E2=0.011atm、E3 =0.00625atm，則A。A t<t2B t >t2C t >t2D t<t1131334、逆流操作的吸收塔，當(dāng)吸收因素A<1 且填料為無窮高時(shí)，氣液兩相將在B 達(dá)到平衡。A塔頂B塔底C塔中部D不確定35、對(duì)一定操作條件下的填料吸收塔，如將填料層增高一些，則塔的 HOG 將C

18、，NOG將A。A增大B減小C不變D不能判斷36、吸收塔的設(shè)計(jì)中，若填料性質(zhì)及處理量（氣體）一定，液氣比增加，則傳質(zhì)推動(dòng)力A，傳質(zhì)單元數(shù)B，傳質(zhì)單元高度C，所需填料層高度B 。A增大B減小C不變D不能判斷37、料塔中用清水吸收混合氣中NH3，當(dāng)水泵發(fā)生故障上水量減少時(shí)，氣相總傳質(zhì)單元數(shù) NOGA.A 增加B 減少C 不變D 不確定三、判斷題1、吸收操作線方程的斜率是L/V 。（ ）2、脫吸因數(shù) S 的表達(dá)式為 L/mV 。（× ）3、用水吸收 H2 屬于液膜吸收。（ ）4、吸收過程中，當(dāng)吸收操作線與平衡線相切或相交時(shí)，吸收劑用量最少，吸收推動(dòng)力最大。（ × ）5、高溫有利于吸

19、收操作。6、高壓有利于解吸操作。7、亨利定律中亨利系數(shù)E 與 m 間的關(guān)系是 E（× ）（× ）mP 。（ ）8、費(fèi)克定律描述的是分子擴(kuò)散速率基本規(guī)律。（）9、等分子反扣擴(kuò)散適合于描述吸收過程中的傳質(zhì)速率關(guān)系。（× ）10、當(dāng)填料層高度等級(jí)于傳質(zhì)單元高度HOG 時(shí)，則該段填料層的傳質(zhì)單元數(shù)NOG1。（）11、在液相中，若溫度提高1 倍，粘度不變，則擴(kuò)散系數(shù)D 增大 1 倍。（ ）12、當(dāng)氣體處理量及初、終濃度已被確定，若減少吸收劑用量，操作線斜率不變。（× ）13、漂流因數(shù)反映分子擴(kuò)散對(duì)傳質(zhì)速率的影響。（×）14、對(duì)流擴(kuò)散就是渦流擴(kuò)散。 （&#

20、215; ）15、計(jì)算填料吸收塔時(shí)，其NOG 的含意是傳質(zhì)單元高度。(×)16、工業(yè)上的吸收是在吸收塔中進(jìn)行的,逆流操作有利于吸收完全并可獲得較大的傳質(zhì)推動(dòng)力。（ ）17、吸收操作時(shí)，在 Y-X 圖上吸收操作線的位置總是位于平衡線的上方。 （）18、對(duì)于逆流操作的填料吸收塔，當(dāng)氣速一定時(shí)，增大吸收劑的用量，則出塔溶液濃度降低，吸收推動(dòng)力增大。 （）19、溶解度系數(shù) H 值很大，為易溶氣體。（）四、簡答題1、吸收傳質(zhì)中雙膜理論的基本論點(diǎn)有哪些？答：雙膜理論的基本論點(diǎn)為：吸收時(shí)，在氣、液相間有一一固定的界面，界面兩側(cè)分別存在著氣膜和液膜，兩膜內(nèi)均呈滯流流動(dòng)。吸收過程中溶質(zhì)以穩(wěn)定的分子擴(kuò)散

21、的方式從氣相主體連續(xù)通過此兩層停滯膜而進(jìn)入液相主體。在相界面上兩相互成平衡狀態(tài)，不存在吸收阻力。吸收阻力集中在兩層膜內(nèi)，兩膜以外為氣相主體和液相主體，處于充分湍動(dòng)，各點(diǎn)濃度均一，不存在濃度差。2、吸收速率方程有哪些表達(dá)方式？（以總吸收系數(shù)表示）答：吸收速率方程的表達(dá)式有：N K） K（ y-y* ） K-） K）（Y-Y（X-X ） K （p-pAYyXGKL（C -C）3、請(qǐng)寫出亨利定律的幾種表達(dá)形式，并說明它們的適用場合。答：亨利定律的表達(dá)式為： pA Exc 、 y mxH它們適用于低濃度氣體吸收，稀溶液的情況。4、提高吸收速率應(yīng)采取哪些措施？答：（1）增大湍動(dòng)程度（ 2）增大氣液接觸，

22、從而增大傳質(zhì)系數(shù)（3）增大液氣比，使傳質(zhì)推動(dòng)力增大。5、填料吸收塔由哪幾部分構(gòu)成？答：填料吸收塔由塔體、填料、液體噴淋裝置、液體再分布器、氣、液進(jìn)出口裝置構(gòu)成。6、列出你所知道的填料種類。答：拉西環(huán)、鮑爾環(huán)、階梯環(huán)、網(wǎng)環(huán)、弧鞍形、矩鞍形、波紋填料、環(huán)、鞍形網(wǎng)等7、什么叫液泛現(xiàn)象？答：當(dāng)氣速增大，使氣、液間的摩擦阻力增大至足以阻止液體下流，塔內(nèi)液體迅速積累而達(dá)到泛濫，液體被氣流帶出塔頂，吸收操作完全被破壞，此現(xiàn)象即為液泛現(xiàn)象。8、請(qǐng)說明填料吸收塔中設(shè)置液體再分布器的作用。答：填料吸收塔中每隔一定距離設(shè)置液再分布器是為了避免在填料層中液體發(fā)生偏流現(xiàn)象而使液體分布不均勻，從而影響吸收效果的一種措施。

23、9、求取最小液氣比有何意義 ?適宜液氣比如何選擇 ?增大液氣比對(duì)操作線有何影響?答：溶質(zhì)氣體 A 得以吸收的最小溶劑用量、最小液氣比時(shí)，欲達(dá)到分離要求需填料層高度（或理論塔板數(shù)）無窮大，所以在最小液氣比時(shí)，吸收操作只在理論上才能進(jìn)行。當(dāng)液氣比比最小液氣比還小時(shí)，有一部分操作線會(huì)在平衡線之下，吸收在理論上都行不通了，而為脫吸了。與解吸的分界線。適宜液氣比常在最小液氣比的1.1-1.5 倍范圍內(nèi)。增大液氣比，操作線更遠(yuǎn)離平衡線，越加有利于吸收。10、物理吸收與化學(xué)吸收的主要區(qū)別在哪里?答：物理吸收，主要是物理溶解過程， 是可逆過程， 熱效應(yīng)較小，吸收效率也低?；瘜W(xué)吸收，是化學(xué)反應(yīng)過程，混合氣中某組

24、分與溶劑或溶液中其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，一般為不可逆過程，熱效應(yīng)也大，吸收效率高。11、吸收與解吸在什么情況下發(fā)生?從平衡線與操作線的位置加以說明。答：當(dāng)混合氣中溶質(zhì) A 的分壓大于與溶液中溶質(zhì) A 濃度成平衡的氣體分壓時(shí) （ > ），發(fā)生吸收過程，反之，當(dāng) < 時(shí)，發(fā)生解吸過程。顯示在相圖中，操作線在平衡線上方，為吸收。操作線在平衡線下方，為解吸。12、何謂氣膜控制吸收?如何提高吸收總系數(shù)？答：當(dāng)溶質(zhì)氣體A 為易溶氣體時(shí)，值較小，1/K1/km/k，1/K1/k，此時(shí)為氣膜控制吸收。因?yàn)镵k ， 所以關(guān)鍵是提高氣相傳質(zhì)分系數(shù)。增大湍動(dòng)程度，提高氣液接觸面積，可提高k。13、何謂液膜控制

25、吸收?如何提高吸收總系數(shù)?答：當(dāng)氣體為難溶氣體時(shí)，m 值較大， 1/K1/k 1/k，1/K1/k ，此時(shí)為液膜控制吸收。因?yàn)镵k ，所以關(guān)鍵是提高液相傳質(zhì)分系數(shù)k。降低液膜厚度是提高 k的有效方法。14、試說明填料吸收塔由哪幾個(gè)主要部分組成？并指出氣、液的流向。答：組成：由塔體、填料、液體噴淋裝置、填料的支承柵板和氣液進(jìn)出口裝置流向：混合氣由塔底進(jìn)入與塔頂噴淋而下的吸收劑逆流接觸，后分別排出塔外。15、欲提高填料吸收塔的回收率，你認(rèn)為應(yīng)從哪些方面著手？答：（ 1）、降低操作溫度或增大壓力，可使吸收速率提高，使回收率提高；（ 2）、在保證不發(fā)生 “液泛 ”在前提下，適當(dāng)增大氣速；（ 3）、適當(dāng)

26、增大吸收劑的用量（增大噴淋密度） ,可使回收率提高（但會(huì)導(dǎo)致操作費(fèi)增大，溶液濃度 X 下降）；（ 4）、噴淋液體應(yīng)均勻，并保證填料被充分潤濕；（ 5）、可適當(dāng)增加填料層高度。五、計(jì)算題1 某填料塔用水吸收混合氣中丙酮蒸汽?；旌蠚饬魉贋閂=16kol/ (hm2 ) ，操作壓 力P=101.3kPa 。 已 知 容 積 傳 質(zhì) 系 數(shù)ky a64.6/(h m3 ) ，kmolk L a16.6kmol /( h m3 ) ，相平衡關(guān)系為 p A 4.62c A （式中氣相分壓pA 的單位是kPa，平衡濃度單位是 kmol / m3 ）。求：容積總傳質(zhì)系數(shù) K ya 及傳質(zhì)單元高度H OG ；解

27、：由亨利定律PExHcHcMxy mxmHc M / P4.62 cM0.0456cM101.3k x a kL acM16.6cM kmol / hm 3m0.0456cM2.7510 3 h m3 / kmolkx a16.6cM11m12.7510 30.0182h m3 / kmolK y ak y a=kx a64.6K ya54.9kmol / h m3H OGV160.291(m)K y a54.9（ 1）液相阻力占總阻力的百分?jǐn)?shù)為：m / kx a2.75 10315.1%1/ K y a0.01820.1512、 低含量氣體逆流吸收，試證：N OG1lny1mVy21L式中

28、y1y1 y1e 為塔底的吸收推動(dòng)力；y2 y2 y2e 為塔頂?shù)奈胀苿?dòng)力。證明：由物料衡算得：xx2V ( y y2 )L低濃度吸收yemxye mx2mV ( yy2 )Ly1dyy11N OGdyy yey2y2mVy mx2( y y2 )Ly 1y 2dy(1mV ) y( mV y2mx2 )LL(1mV ) y1mV y2 mx21LLlny2mx2mV1LL( x1 x2 ) V ( y1y2 )mV y1mV y2mx2mx1LL得1y1mx11y1NOGmV ln y2mx2mV lny21L1L3、 某填料吸收塔用含溶質(zhì)x20.0002的溶劑逆流吸收混合氣中的可溶組分，

29、采用液氣比 L/V=3 ，氣體入口質(zhì)量分?jǐn)?shù)y10.01回收率可達(dá)0.90 。已知物系的平衡關(guān)系為 y=2x。今因解吸不良使吸收劑入口摩爾分?jǐn)?shù)升至x20.00035，試求：（ 1） 可溶組分的回收率 下降至多少？（ 2） 液相出塔摩爾分?jǐn)?shù) x1 升高至多少？解：（ 1）y2y1 (1)0.01(10.9)0.0011m2A L/V0.6673N OG1ln(11) y1mx1111Ay2mx2AA=1ln( 10.667)0.010.000220.6670.0010.00020.667 5.3812當(dāng) x2 上升時(shí)，由于 H 不變， H OG 不變N OGH / H OG 也不變，即5.381l

30、n( 10.667) 0.010.0003520.66710.667y20.000352y20.0013y1y20.010.00130.87y10.01（ 3） 物料衡算V ( y1y2 )L (x1x2 )x1V( y1y2 )x2L= 1(0.010.0013)0.000350.0032534、有一填料吸收塔，在28及101.3kPa，用清水吸收200m3 /h 氨 -空氣混合氣中的氨，使其含量由5%降低到 0.04%（均為摩爾 %）。填料塔直徑為 0.8m，填料層體積為 3 m3，平衡關(guān)系為Y=1.4X ，已知 Kya=38.5kmol/h 。問（ 1）出塔氨水濃度為出口最大濃度的80%

31、時(shí)，該塔能否使用？（ 2）若在上述操作條件下，將吸收劑用量增大10%，該塔能否使用？（注：在此條件下不會(huì)發(fā)生液泛）解：（1）Y10.050.05263Y20.00040.0510.000410.0004惰性氣體流量V2002730.05)7.69kmol / h22.4(1301X 1Y10.052630.0376X 10.80X 10.0301m1.4LV (Y1Y2 )7.69 (0.052630.0004)X 1X 20.0301013.34kmol / hY1Y1mX10.05263 1.40.03010.01046Y2Y2 0.0004YmY1Y20.00308Y1lnY2ZV (Y

32、1Y2 )7.69(0.052630.0004)6.74mK YaYm38.50.7850.820.00308該塔現(xiàn)有填料層高度Z36m0.7850.82因?yàn)閆Z所以該塔不適合。（ 2）吸收劑用量增大10%時(shí)L 1.113.3414.67kmol / hV (Y1Y2 )7.69 (0.05263 0.0004)LX 214.67kmol / hX 1X1 0X10.0274Y1Y1mX10.05263 1.40.02740.01424Y2Y20.0004Ym0.014240.00040.003870.01424ln0.0004V (Y1Y2 )7.69(0.052630.0004)ZYm38

33、.50.785 0.825.36 mK Ya0.00387因?yàn)閆Z所以該塔適合。5、 一填料塔用清水逆流吸收混合氣中的有害組分 A 。已知操作條件下氣相總傳質(zhì)單元高度為 1.5m，進(jìn)塔混合氣組成為 0.04（ A 的摩爾分率，下同），出塔尾氣組成為 0.0053，出塔水溶液濃度為 0.0128，操作條件下平衡關(guān)系為 Y=2.5X 。試求：（1）液氣比為最小液氣比的多少倍？（ 2）所需填料層高度？（ 3）若氣液流量和初始組成不變，要求尾氣濃度降至0.0033，求此時(shí)填料層高度為若干米？解：（ 1）液氣比為最小液氣比的多少倍?0.040.0417Y20.0053Y10.040.00533110.0

34、053X10.001280.0129710.00128L /VY1Y20.04170.005332.804X 1X 20.012970( L / V ) minY1Y2Y1Y20.0417 0.00533X1X 2Y1 / m2.180.0417 / 2.5則(L/V)( L / V ) min2.8041.2862.18(2）所需填料層高度？ZH OGN OGSmV / L2.5 / 2.8040.892NOG1ln(1Y1mX 2S1S)mX2SY211ln(10.892) 0.041700.8920.8920.0053305.11故ZH OGN OG1.5 5.11 7.67m(3) 此

35、條件下的填料層高度。Y20.00330.0033110.0033N OG1ln( 1Y1mX2S1S)mX2SY21ln(10.892)0.0417010.003310.8920.89207.52ZH OGN OG1.5 7.52 11.28m6、某逆流操作的吸收塔，用清水洗去氣體中的有害組分。已知該塔填料層總高度為 9m，平衡關(guān)系 Y=1.4X ，測(cè)得氣體進(jìn)、出口濃度Y 1=0.03， Y 2=0.002，液體出口濃度 X 1=0.015（均為摩爾比）。試求：（1）操作液氣比 L/V ；（2）氣相總傳質(zhì)單元高度 HOG，（3）如果限定氣體出口濃度 Y 2=0.0015，為此擬增加填料層高度，

36、在保持液氣比不變的條件下應(yīng)增加多少？解：（ 1）操作液氣比 L/V ；Y1Y20.03 0.002L /VX 21.87X 10.015 0（ 2）氣相總傳質(zhì)單元高度HOG，因ZH OGN OGSmV / L 1.4 / 1.87 0.749NOG1ln(1Y1mX2S1SS)mX2Y21ln(10.749)0.0300.74910.0020.74906.004故H OGZ/NOG9/6 1.5（3） ZZ？由題意知Y2 =0.0015其它條件不變，則H OG 1.5 不變新情況下的傳質(zhì)單元數(shù)為：N OG1Y1mX 2Sln(1S)mX 21 SY210.749)0.0301ln(10.001

37、50.7490.74906.98ZH OGNOG1.5 6.98 10.47m故Z 10.47/Z9 1.47m7、某廠吸收塔填料層高度為4m，用水吸收尾氣中的有害組分A ，已知平衡關(guān)系為 Y=1.5X ，塔頂 X 2=0， Y2=0.004，塔底 X 1=0.008，Y 1=0.02，求：（ 1）氣相總傳質(zhì)單元高度；（ 2）操作液氣比為最小液氣比的多少倍；（ 3）由于法定排放濃度 Y 2 必須小于 0.002，所以擬將填料層加高，若液氣流量不變，傳質(zhì)單元高度的變化亦可忽略不計(jì)，問填料層應(yīng)加高多少？解 :（1）氣相總傳質(zhì)單元高度Y11.5X 11.50.0080.012Y20(Y1 Y1 )(

38、Y2Y2 )(0.020.012) 0.004Ym0.00577ln Y1Y1ln 0.02 0.012Y2Y20.004N OGY1Y20.02 0.004Ym2.770.00577H OGZ/NOG4/ 2.771.44m（ 2）操作液氣比為最小液氣比的多少倍因?yàn)?X2，故L/VY1Y20.020.0042=0X1X 20.008( L /V ) minY1Y2Y1Y20.020.004X1X 2Y1 / m1.20.02 1.5則(L/V)21.21.67( L / V ) min（3） ZZ？Y20.002Y1 0.02X 20則Y1Y20.020.0042L /VX 2X1X 1X10.009所以Y1 1.5X 1 1.5 0.009 0.0135(Y1Y1 )(Y2Y2 )(0.02 0.0135)0.002Ym0.00382Y1Y1ln 0.02 0.0135lnY20.002Y2Y1Y20.020.0024.71N OGYm0.00382ZH OGN OG1.444.716.78m所以Z Z6.784 2