第五章吸收一章習題及答案

1、吸收一章習題及答案一、填空題1、用氣相濃度y為推動力的傳質(zhì)速率方程有兩種，以傳質(zhì)分系數(shù)表達的速率方程為_，以傳質(zhì)總系數(shù)表達的速率方程為_。NA = ky (y-yi) NA = Ky (y-ye)2、吸收速度取決于_，因此，要提高氣液兩流體相對運動速率，可以_來增大吸收速率。 雙膜的擴散速率 減少氣膜、液膜厚度3、由于吸收過程氣相中的溶質(zhì)分壓總 _ 液相中溶質(zhì)的平衡分壓，所以吸收操作線總是在平衡線的_。增加吸收劑用量，操作線的斜率_，則操作線向_平衡線的方向偏移，吸收過程推動力（yye）_。 大于 上方 增大 遠離 增大4、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

2、濃度y = 0.06，要求出塔氣體濃度y2 = 0.006，則最小液氣比為_。 1.805、在氣體流量，氣相進出口組成和液相進口組成不變時，若減少吸收劑用量，則傳質(zhì)推動力將_，操作線將_平衡線。 減少 靠近6、某氣體用水吸收時，在一定濃度范圍內(nèi)，其氣液平衡線和操作線均為直線，其平衡線的斜率可用_常數(shù)表示，而操作線的斜率可用_表示。 相平衡 液氣比7、對一定操作條件下的填料吸收塔，如將塔料層增高一些，則塔的HOG將_，NOG將_ (增加，減少，不變)。 不變 增加8、吸收劑用量增加，操作線斜率_，吸收推動力_。（增大，減小，不變） 增大 增大9、計算吸收塔的填料層高度，必須運用如下三個方面的知識

3、關聯(lián)計算：_、_、_。平衡關系 物料衡算 傳質(zhì)速率。10、填料的種類很多，主要有_、_、_、 _、_、_。拉西環(huán) 鮑爾環(huán) 矩鞍環(huán) 階梯環(huán) 波紋填料 絲網(wǎng)填料11、填料選擇的原則是_。 表面積大、空隙大、機械強度高價廉，耐磨并耐溫。12、在選擇吸收劑時，首先要考慮的是所選用的吸收劑必須有_。良好的選擇性，即對吸收質(zhì)有較大的溶解度，而對惰性組分不溶解。13、填料塔的噴淋密度是指_。單位塔截面上單位時間內(nèi)下流的液體量（體積）。14、填料塔內(nèi)提供氣液兩相接觸的場所的是_。 填料的表面積及空隙15、填料應具有較_的_，以增大塔內(nèi)傳質(zhì)面積。 大 比表面積16、吸收塔內(nèi)填裝一定高度的料層，其作用是提供足夠的

4、氣液兩相_ 傳質(zhì)面積二、選擇題1、吸收速率主要決定于通過雙膜的擴散速度，要提高氣液兩流體的相對運動，提高吸收效果，則要_。BA. 增加氣膜厚度和減少液膜厚度 B. 減少氣膜和液膜厚度C. 增加氣膜和液膜厚度2、當吸收質(zhì)在液相中的溶解度甚大時，吸收過程主要受_控制，此時，總吸收系數(shù)Ky近似等于_。A、 DA. 氣膜； B. kx；C. 氣液膜同時；D. ky；E. 液膜；F. Kx3、雙膜理論認為吸收過程的阻力集中在_。AA. 兩膜層中； B. 界面上； C. 液膜之中； D. 氣膜之中；4、升溫會使氣體在液體中的溶解度_，對吸收操作_。C、 DA. 有利； B. 變大； C. 變小；D. 不利

5、； E. 不變； F. 無影響；5、_，對吸收操作有利。AA.溫度低，氣體分壓大時 B.溫度低，氣體分壓小時；C.溫度高，氣體分壓大時；D.溫度高，氣體分壓小時；6、對處理易溶氣體的吸收，為較顯著地提高吸收速率，應增大_的流速。AA. 氣相； B. 液相； C. 氣液兩相；7、若享利系數(shù)E值很大，依據(jù)雙膜理論，則可判斷過程的吸收速率為_控制。BA. 氣膜； B. 液膜； C. 雙膜8、在吸收塔某處， 氣相主體濃度y = 0.025，液相主體濃度x = 0.01，氣相傳質(zhì)分系數(shù)ky = 2 kmol.m-2.h-1，氣相總傳質(zhì)系數(shù)Ky = 1.5kmol.m-2.h-1，則該處氣液界面上氣相濃度

6、yi 應為_，平衡關系y = 0.5x。BA. 0.02 B. 0.01 C. 0.015 D. 0.005ye = 0.5×0.01 = 0.005NA = Ky（y-ye）= ky（y-yi）1.5（0.025-0.005）=2（0.025-yi）yi = 0.019、通常所討論的吸收操作中，當吸收劑用量趨于最小用量時，完成一定的分率_。DA. 回收率趨向最高； B. 吸收推動力趨向最大；C. 操作最為經(jīng)濟； D. 填料層高度趨向無窮大。10、對于逆流操作的吸收塔，其它條件不變，當吸收劑用量趨于最小用量時，則_。DA. 吸收推動力最大； B. 吸收率最高；C. 出塔氣濃度最低；

7、D. 吸收液濃度趨于最高。11、在常壓下用水逆流吸空氣中的CO2，若將用水量增加則出口氣體中的CO2量將_氣相總傳質(zhì)系數(shù)Ky 將_，出塔液體中CO2濃度將_。B. A. B.A. 增加、 B. 減少、 C. 不變12、選擇吸收設備時，綜合考慮吸收率大，阻力小，穩(wěn)定性好結(jié)構(gòu)簡單造價小，一般應選_。AA. 填料吸收塔 B. 板式吸收塔 C. 噴淋吸收塔13、為使脫吸操作易于進行，通?？刹捎胈或_。A、 CA. 升溫； B. 加壓； C. 減壓； D. 降溫；14、對于脫吸操作，其溶質(zhì)在液體中的實際濃度_與氣相平衡的濃度。BA. 小于； B. 大于； C. 等于；15、填料吸收塔空塔的速度應_于液泛

8、速度。BA. 大； B. 小 ； C. 等16、對吸收操作影響較大的填料特性是_。AA. 比表面積和自由體積； B. 機械強度； C. 對氣體阻力要小；五、計算題1、某一逆流操作的填料塔中，用水吸收空氣中的氨氣。已知塔底氣體進氣濃度為 0.026（摩爾比）（下同），塔頂氣相濃度為0.0026，填料層高度為1.2m，塔內(nèi)徑為0.2m，吸收過程中亨利系數(shù)為0.5 atm，操作壓力0.95 atm，平衡關系和操作關系（以摩爾比濃度表示）均為直線關系。水用量為0.1m3.h-1，混合氣中空氣量為100m3.h-1（標準狀態(tài)下）。試求此條件下，吸收塔的氣相總體積傳質(zhì)系數(shù)。解：方法1：Y1 = 0.026

9、, Y2 = 0.0026，m = E/P = 0.5/0.95 = 0.526Ls /GB = 0.1×1000/18/(100/22.4) = 1.244GB /A = (100/22.4)/(/4×0.22) = 142.1 kmol.m-2.h-1X1 = ( Y1 - Y2)/(Ls / GB) = (0.026-0.0026)/1.244= 0.0188Y1 = Y1 Y1e = 0.026-0.526×0.0188 = 0.0161Y2 = Y2 Y2e = 0.0026Ym = (Y1-Y2)/ln(Y1/Y2) = 0.00741NOG = (Y

10、1-Y2)/Ym = 3.16 Y （GB/A）/Z）×NOG = 142.1/1.2×3.16= 37.42 kmol.m-3.h-1方法2：A = （Ls /GB）/m = 1.244/0.526 = 2.365NOG = 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 Y 37.42 kmol.m-3.h-12、在常壓逆流操作的填料塔內(nèi)，用純?nèi)軇㏒ 吸收混合氣體中的可溶組分A 。入塔氣體中A 的摩爾分率為0

11、.03，要求吸收率為95%。 已知操作條件下的解吸因數(shù)為0.8 ，物系服從亨利定律，與入塔氣體成平衡的液相濃度為0.03（摩爾分率）。 試計算：(1) 操作液氣比為最小液氣比的倍數(shù)； (2) 出塔液體的濃度；(3) 完成上述分離任務所需的氣相總傳質(zhì)單元數(shù)NOG。解： y1 = 0.03 , x1e = 0.03 ，所以m = 1(L/G)min = (y1-y2)/(y1/m) = m = 0.95S = m/(L/G)， L/G = m/S = 1/0.8 = 1.25 (L/G)/(L/G)min = 1.25/0.95 = 1.316 x1 = (y1-y2)/(L/G) = (0.03

12、-0.03(1-0.95)/1.25 = 0.0228 NOG = 1/(1-S)ln(1-S)Y1/Y2+S = 7.843。3、常壓下，用煤油從苯蒸汽與空氣混合物中吸收苯，吸收率為99。混合氣量為53kmol.h-1。入塔氣中含苯2（體積），入塔煤油中含苯0.02（摩爾分率）。溶劑用量為最小用量的1.5倍。在操作溫度50下，相平衡關系為y = 0.36x，總傳質(zhì)系數(shù)Kya 0.015kmol.m-3.s-1。塔徑為1.1米。試求所需填料層高度。解：y1 = 0.02，y2 = 0.02×1%=0.0002 x1e = y1e/m = 0.02/0.36 = 0.0556，x2 =

13、 0.0002(L/G)min = (y1-y2)/(x1e-x2)= (0.02-0.0002)/(0.0556-0.0002) = 0.3574L/G = 1.5(L/G)min = 1.5×0.3574 = 0.536x1 = x2 + (y1- y2)/(L/G)=0.0002+(0.02-0.0002)/0.536 = 0.0371y1 = y1 mx1 = 0.02-0.36×0.0371 = 0.00664 y2 = y2 mx2 = 0.0002-0.36×0.0002 = 0.000128ym = (0.00664-0.000128)/ln(0.

14、00664/0.000128)= 0.00165NOG = (y1-y2)/ym = (0.02-0.0002)/0.00165 = 12 HOG = G/(y) = 53/3600/(/4×1.12 )/0.015 = 1.033 mZ = HOG×NOG = 1.033×12 = 12.4 m4、有一逆流填料吸收塔, 塔徑為0.5m，用純?nèi)軇┪栈旌蠚庵械娜苜|(zhì)。入塔氣體量為100kmol.h-1，溶質(zhì)濃度為0.01（摩爾分率），回收率要求達到90%，液氣比為1.5 ，平衡關系y = x。試求：(1) 液體出塔濃度；(2) 測得氣相總體積傳質(zhì)系數(shù)Kya = 0.

15、10 kmol.m-3.s-1，問該塔填料層高度為 多少？提示：NOG = 1/(1-S)ln(1-S)(y1-mx2)/(y2-mx2)+S解： y1 = 0.01y2 = y1(1-) = 0.01(1-0.9) = 0.001L/G=(y1-y2)/x1，x1 = (y1-y2)/(L/G) = (0.01-0.001)/1.5 = 0.006 HOG = G/Kya = （100/(0.785×0.52×3600)）/0.1=1.415 mNOG = 1/(1-S)ln(1-S) y1/ y2+SS = m/(L/G) = 1/1.5 = 0.667NOG = 4.

16、16Z = HOG×NOG = 1.415×4.16 = 5.88 m。5、用清水吸收氨空氣混合氣中的氨?；旌蠚膺M塔時氨的濃度y1 0.01（摩爾分率），吸收率90，氣液平衡關系y = 0.9x。試求：（1）溶液最大出口濃度；（2）最小液氣比；（3）取吸收劑用量為最小吸收劑用量的2倍時，氣相總傳質(zhì)單元數(shù)為多少？（4）氣相總傳質(zhì)單元高度為0.5m時，填料層高為幾米？解：已知y1 0.01，=90%，y2 = y1(1-) = 0.01(1-0.9) = 0.001x2 = 0，x1 = y1/0.9 = 0.01/0.9 = 0.0111(L/G)min = (y1-y2)/

17、(x1e-x2)= (0.01-0.001)/（0.01/0.9）= 0.811L/G = 2 (L/G)min = 2×0.811 = 1.62x1 = (y1-y2)/(L/G)+x2 = (0.01-0.001)/1.62 = 0.00556y1e = 0.9×0.00556=0.005ym =（(0.01-0.005)-(0.001-0)）/ln(0.01-0.005)/0.001= 0.0025NOG = (y1-y2)/ym = (0.01-0.001)/0.0025 = 3.6Z 0.5×3.6 = 1.8m6、在逆流操作的吸收塔內(nèi)，用清水吸收氨空氣

18、混合氣中的氨，混合氣進塔時氨的濃度y1 = 0.01(摩爾分率) ，吸收率90%，操作壓力為760 mmHg，溶液為稀溶液，系統(tǒng)平衡關系服從拉烏爾定律，操作溫度下，氨在水溶液中的飽和蒸汽壓力為684 mmHg試求：（1）溶液最大出口濃度；（2）最小單位吸收劑用量；（3）當吸收劑用量為最小用量的2倍時，氣相總傳質(zhì)單元數(shù)為多少？（4）氣相總傳質(zhì)單元高度為0.5m時，填料層高為多少米?解：系統(tǒng)服從拉烏爾定律(1) y = (P°/P)x = 685/760X = 0.9Xx1e = y1/m = 0.01/0.9 = 0.011(2) (L /G )min = (y1-y2)/x1e =

19、(y1-y2)/(y1/m)= m = 0.9×0.9=0.81(3) (L /G ) = 2(Ls /G )min = 2×0.81 = 1.62S = mG/L =0.9/1.62=0.556y1/ y2 = 1/(1-) = 10NOG = 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 = 1.81 m7、在直徑為0.8m的填料塔中，用1200kg·.h-1的清水吸收空氣

20、和SO2混合氣中的SO2，混合氣量為1000m3（標準）·h-1，混合氣含SO21.3（體積），要求回收率99.5。操作條件為20、1atm，平衡關系為y = 0.75x，總體積傳質(zhì)系數(shù)Kya = 0.05kmol·m-3·s-1，求液體出口濃度和填料層高度。解：已知：D = 0.8m Ls =1200kg.h-1，G = 1000Nm3·h-1y1 = 0.013， = 0.995，x2 = 0，y = 0.75xKya = 0.05kmol·m-3·s-1，Ls = 1200/(3600×18)=0.0185 kmol/

21、s G = 1000/(22.4×3600)=0.0124 kmol/s為低濃度吸收 (L/G) = 0.0185/0.0124 = 1.49y2 = y1(1-) = 0.013(1-0.995) = 0.000065x1 = (G/L)(y1-y2)+x2 = (0.013-0.000065)/1.49 = 0.00 868 Z = HOG×NOG，而NOG = (y1-y2)/ymy1 = y1-y2e = 0.013-0.75×0.00868 = 0.006490 y2 = y2-y2e = 0.000065-0 = 0.000065ym = (y1-y2)/ln(y1/y2)= (0.006490-0.000065)/ln(0.006490/0.000065)= 0.001396NOG = (0.013-0.000065)/0.001396 = 9.266HOG = /（yA）= 0.0124/(0.785×0.8×0.8×