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里回?cái)U(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X2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X2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0.02kmol/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%（體積）的氣體混合物與濃度c為0.02k

2、mol/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0.0676atm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/KL=l/kL+H/kG,其中l(wèi)/kL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/KL=l/kL+H/kG,當(dāng)氣膜阻力H/kG項(xiàng)可忽略時(shí)，表示該吸收過程為液膜控制。.一.*.一9 .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*=Ex,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

3、吸收中，已知平衡關(guān)系y=2x,kxa=0.2kmol/m3.s,kya=2l0-4kmol/m3.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，則回收率減小一。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可表示為L(zhǎng)/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 .

4、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022 .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)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

5、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（Y1-Y2）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，表表示傳質(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%bm，它反映由于總體流動(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，兩組份的等分子反相擴(kuò)散體現(xiàn)在精微單元操作中，而A組份通過B組份的單相擴(kuò)散體現(xiàn)在吸收

6、操作中。30 .板式塔的類型有泡罩塔、浮閥塔、篩板塔（說出三種）；板式塔從總體上看汽液兩相呈逆流接觸，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JaDab迫,氣相中的分子擴(kuò)dz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?。?。31 .易溶氣體溶液上方的分壓小,難溶氣體溶液上方的分壓大，只要組份在氣相中的分壓大于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

7、。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Ls/Vb,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，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

8、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，則氣體出塔濃度丫2將減小;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 .若某氣體在水中的包里面系數(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，出口氣體組成增如_,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

9、，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V2將減小,液體出塔組成Xi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yi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）。Ay2上升，下降By2下降，上升C）y2上升，不變D）y2上升，變化不確定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

10、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)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

11、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)A1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

12、過程，已知ky=410-1kmol/m2s,kx=810-4kmol/m2.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*-C=Ci-C,則該過程為一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.Xi-XD.X-Xi14 .、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（C）。A:物理吸收B:單組分吸收C:化學(xué)吸收D:非等溫吸收2、15.為使脫吸操作易于進(jìn)行，通常可采用（A:升溫，減壓B:升溫，加壓C:降溫，減

13、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、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

14、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yi=0.06,要求出塔氣體濃度y2=0.008，則最小液氣比為（A）.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 ： pA>pAB ： pA=pA24、吸收速率方程中，吸收系數(shù)為A ： Y-Y*B： y-y* C： p-p*25、常壓下用水逆流吸收空氣中的濃度將（ B ）A）*C ： pA<

15、 pA*D ：PA< PAKY 時(shí)，其對(duì)應(yīng)的傳質(zhì)推動(dòng)力為（ A ）D ： C-C*CO2 ，若增加水的用量，則出口氣體中CO2 的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

16、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J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D0A.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=0.011a

17、tmiE3=0.00625atm,貝UA。At1 <t2t3>t2Ct1>t2Dt3<t134、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 塔頂塔底C 塔中部D 不確定J,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Nog力守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37、料塔中用清水吸收混合氣中質(zhì)單元數(shù)NogA .A增加B減少三、判斷題1、吸收操作線方程的斜率是L/V2、

18、脫吸因數(shù)S的表達(dá)式為L(zhǎng)/mV3、用水吸收H2屬于液膜吸收。C不變D不能判斷NH3,當(dāng)水泵發(fā)生故障上水量減少時(shí)，氣相總傳C不變D不確定（V）（X）（V）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。（x）5、高溫有利于吸收操作。（X）6、高壓有利于解吸操作。（x）7、亨利定律中亨利系數(shù)E與m間的關(guān)系是EF。（“）8、費(fèi)克定律描述的是分子擴(kuò)散速率基本規(guī)律。（V）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。（X）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)Nog=1。（，）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

19、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。（X）13、漂流因數(shù)反映分子擴(kuò)散對(duì)傳質(zhì)速率的影響。（x）14、對(duì)流擴(kuò)散就是渦流擴(kuò)散。（x）15、計(jì)算填料吸收塔時(shí)，其Nog的含意是傳質(zhì)單元高度。（乂）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。（V）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。（V）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。（V）19、溶解度系數(shù)H值很大，為易溶氣體。（V）四、簡(jiǎn)答題1、吸收傳質(zhì)中雙膜理論的基本論點(diǎn)有哪

20、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：Na=Ky（Y-Y"）=Ky（y-y*）=Kx（X*-X）=K/x7=Kg（p-p"）=Kl（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(chǎng)合。

21、答：亨利定律白表達(dá)式為：pAEx>ymxH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，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)、8網(wǎng)環(huán)、弧鞍形、矩鞍形、波紋填料、8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)

22、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。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。

23、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)（p>p）,發(fā)生吸收過程，反之,當(dāng)p<p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、何謂氣膜控制吸收吸口何提高吸收總系數(shù)？答：當(dāng)溶質(zhì)氣體A為易溶氣體時(shí)，m值較小，1/K=1/k+

24、m/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)ko增大湍動(dòng)程度，提高氣液接觸面積，可提高ko13、何謂液膜控制吸收女口何提高吸收總系數(shù)？答：當(dāng)氣體為又t溶氣體時(shí)，m值較大，1/K=1/k+1/k,1/K1/k,此時(shí)為液膜控制吸收。因?yàn)镵,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：

25、(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)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(rùn)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)kya64.6kmol/(hm3),Ja16.6kmol/(hm3),相平衡關(guān)系為Pa4.62Ca(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)

26、系數(shù)Kya及傳質(zhì)單元高度H°g;解：由亨利定律PExHcHCmxymx,4.62-mHcM/PcM0.0456cMmkxa0.0456 cM16.6cm332.75 10 h m /kmol101.31Kyakya kxa 64.6133一2.7510 kxa LacM 16.6cm kmol / h m0.0182hm3/kmol3Kya54.9kmol/hmV16Hog一一0.291(m)Kya54.9(1) 液相阻力占總阻力的百分?jǐn)?shù)為:m/kxa1/ Kya2.75 100.01820.15115.1%2、低含量氣體逆流吸收，試證:N OGmVlny丫2力。式中y1vy1e為塔

27、底的吸收推動(dòng)力;y yy2e為塔頂?shù)奈胀苿?dòng)證明：由物料衡算得:x2低濃度吸收yemxyemx2mV , T(yy2)N OGy1 dyy2 y yey1y mx2mVdy丁(y y2)y1y2(1dymV、,mV)y (- V2mx2)L(x11(1ln mVLx2) V(y1mVTy1mVVy2NOGln坐y2y2)mx2m%y2 mx2mV-j y2 mx2mx2mx11. Vi工 ln 一1 mV y2L3、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，采用液氣比L/V=3,氣體人口質(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

28、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?解:（2）液相出塔摩爾分?jǐn)?shù)xi升高至多少?(1)y2y1(i)0.01(i0.9)0.0011 mA L/V2 0.6673一 1NOG 11 Aln(1 f1A y2 mx2A0.01 0.0002 215.38ln(1 0.667)1 0.6670.01 0.00035 2 c”力0.667Y2 0.00035 2ln(10.667)0.6675.3810.6670.0010.00022當(dāng)x2上升時(shí)，由于H不變，Hog不變NOGH/Hog也不變，即y20.0013y y20.01Yi0.00130.010

29、.87（3）物料衡算V(y1y2)L(Xix2)V,0.00035 0.003254、Xi(YiYz)X2解：(1)Y10.050.05263Y20.00040.000410.0510.0004惰性氣體流量V-200絲(10.05)7.69kmol/h22.4301、，Y10.05263八cc”X110.0376X10.80X10.0301m1.4L V(Y 丫2)X1 X213.34kmol /h7.69(0.052630.0004)0.03010Y1Y1mX10.052631.40.03010.01046Y2Y20.0004YmYY2,Y lnY20.00308ZV(Y1Y2)型(0.05

30、26320.0004)6.74mKYaYm38.50.7850.820.00308該塔現(xiàn)有填料層高度Z3-6m一一一一20.7850.82因?yàn)閆Z所以該塔不適合(2)吸收劑用量增大10%時(shí)1.113.3414.67kmol/hV(Y1Y2)7.69(0.052630.0004)L14.67kmol/hX1X2X10X10.0274Y1Y1mX10.052631.40.02740.01424Y2Y20.0004Ym0.014240.00040.00387,0.01424ln0.0004V(Y1Y2)KYaYm7.69(0.052630.0004)2-5.36m38.50.7850.820.003

31、87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Ao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？Yi004 0.0417X11 0.040.00128Y20.00530.005331 0.0053L/V1 0.001280.01297丫1丫2X1 X

32、20.0417 0.00533 2.8040.01297 0(L/V)minY1 Y2Y Y20.0417 0.00533 c2.18X1X2 Y/m0.0417/2.5(L/V)2.8041286(L/V)min2.181.286（2）所需填料層高度?Z H OG N OGmV/L 2.5/2.804 0.892NOGln(1S) Y mX2Y2 mX2S1 0.8925.11ln(10.892)0.0417 00.00533 00.892故ZHOGNOG1.55.117.67m（3）此條件下的填料層高度。丫20.00331 0.00330.00331Nogln(1S)Y1mX2S1SY2m

33、X210.04170ln(10.892)0.89210.8920.0033107.52ZH0GN0G1.57.5211.28m6、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Yi=0.03,丫2=0.002,液體出口濃度X1=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丫2=0.0015,為此擬增加填料層高度，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;L/V工0.030.0021.87X1X20.0150(2)氣相總傳質(zhì)單元高度H

34、og,因ZHogNogSmV/L1.4/1.870.749Nogln(1S)丫mX2S1SY2mX210.030ln(10.749)0.74910.7490.00206.004故HogZ/Nog9/61.5(3)ZZ?由題意知Y2=0.0015其它條件不變，則Hog1.5不變新情況下的傳質(zhì)單元數(shù)為：Nogln(1S)丫mX2S1SY2mX210.030ln(10.749)-0.74910.7490.001506.98'ZHogNog1.56.9810.47m,/ZZ10.4791.47m7、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X2=0

35、,丫2=0.004,塔底X1=0.008,丫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)由于法定排放濃度丫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Y11.5X11.50.0080.012Y20Ym(YY)(Y丫2) Y YlnY2Y2(0.02 0.012) 0.004, 0.02 0.012 In0.0040.00577N OGY1Y2Ym0.02 0.0040.005772.77HogZ/Nog4/2.771.44m(2)操作液氣比為最小液氣比的多少

36、倍因?yàn)閄2=0,故L/V4X1X20.008(L/V)minY1Y2Y1 Y2X1 X2Y1/m0.02 0.004. c 1.20.02 1.5則(3) Z Z(L/V)(L/V*21.21.67丫2 0.002Y10.02X20L/VY1 Y20.02 0.004X1 X2X1X10.009所以 Y 1.5X1 1.5 0.009 0.0135Ym(Yi Yi )(Y2 Y2)lnY2Y2(0.02 0.0135) 0.002 0.02 0.0135In0.0020.00382YiY20.020.002Nog一4.71Ym0.00382HOGNOG1.444.716.78m所以Z Z 6.

37、78 4 2.78m8、在總壓P=500kN/m2、溫度t=27C下使含CO23.0%（體積分率）的氣體與含CO2370g/m3的水相接觸，試判斷是發(fā)生吸收還是解吸？并計(jì)算以CO2的分壓差表示的總傳質(zhì)推動(dòng)力。已知：在操作條件下，亨利系數(shù)E=1.73M05kN/m2,水溶液的密度可取1000kg/m3,CO2的相對(duì)分子質(zhì)量為44.【解】此題是考查對(duì)亨利定律是否能靈活應(yīng)用。主要是應(yīng)用亨利定律，計(jì)算出與溶減相平衡的氣相分壓Pa,再與氣相王體中CO2的分壓Pa進(jìn)行比較。若Pa_ 5_4_Pa Ex a 1.73 105 1.514 10 4 26.19kPa而氣相主體中CO2的分壓pA P 3.0%

38、500 3.0% 15kPa可見，p a Pa,故將發(fā)生解吸現(xiàn)象。以分壓表示的總傳質(zhì)推動(dòng)力* _ _ _ _ . . . . _ . _ p Pa Pa 26.18 15 11.18kPa9、一逆流操作的常壓填料吸收塔，擬用清水吸收混合氣所含的少量溶質(zhì)。入塔氣體中含溶質(zhì)1% （體積分率），經(jīng)吸收后要求溶質(zhì)被回收 80%,此時(shí)水的用量<Pa,則發(fā)生吸收現(xiàn)象；Pa*=Pa,則兩相平衡；Pa*>Pa,則發(fā)生解吸現(xiàn)象。由題意可知，cA絲78.409103kmol/m344對(duì)稀水溶液，C1000/1855.56kmol/m3xcAxA C8.409 10 341.514 1055.56于是為

39、最小用量的1.5倍，平衡線的關(guān)系為y=x,氣相總傳質(zhì)單元高度為1.2m,試求所需填料層高度。【解】 此題為典型的吸收設(shè)計(jì)型問題，涉及有關(guān)吸收計(jì)算的最基本的解題方法。由最小液氣比入手，通過計(jì)算出實(shí)際的液氣比，找到脫吸因數(shù)，計(jì)算出傳質(zhì)單元數(shù)，最后確定整個(gè)塔高。屬于低濃氣體吸收。ya yb(1) 0.01 (1 80%) 0.002ybya y ya0.01 0.002min *%xaybxa m0.01 八 010.81.5(L)min 1.5 0.8 1.2G(1)平均推動(dòng)力法首先需要求出吸收劑出塔時(shí)的濃度 xb,由全塔物料衡算得x yb ya xxbL/G xa0.01 0.002 0 0.0

40、06671.2ybybmxb0.0110.006670.00333塔圖yaymNOGya mxa 0.002 1 0 0.002ybya 0.00333 0.002lnb yayb yaymln也幽0.0020.002610.00261h Hog?Nog 1.2 3.065 3.7m3.06(2)吸收因數(shù)法mG1S0.833L1.2NOGybmxaln(1S)-aS0.01 0yamxaln(10.833)0.83310.8330.0020此時(shí)塔高h(yuǎn) Hog?Nog1.2 3.06 3.7m10、在常壓逆流操作的填料吸收塔中用清水吸收空氣中某溶質(zhì)，進(jìn)塔氣體中溶質(zhì)的含量為8% (體積分率)，吸收

41、率為98%,操作條件下的平衡關(guān)系為y=2.5x,取吸收劑用量為最小用量的1.2倍，試求:(1)水溶液的出塔濃度;(2)若氣體總傳質(zhì)單元高度為0.8m,現(xiàn)有一填料層高度為9m的塔，問該塔是否合用?【解】(1)屬于低濃度氣體吸收ya yb(1) 0.08 (1 98%)0.0016L(G) min% ya yb ya0.08 0.00162.450.08 - 0 2.5*xbxa _ybmXa水溶液出塔濃度Xb1.哈yb yaL/Gminxa1.2 2.45 2.940.08 0.0016 0 0.02672.94ybyaymybya 0.0133 0.0016yaln*0.00160.00552

42、N OGyb ya ym0.08 0.00160.0055214.20塔圖H og ? Nog0.814.20 11.4m(2)要核算一個(gè)塔是否合用，較簡(jiǎn)單的方法是采用設(shè)計(jì)型的解題思路。即求出完成吸收任務(wù)所需要的填料層高度h需，若h需小于等于現(xiàn)有的填料層高度h,則可以完成吸收任務(wù)，塔合用；否則，就不能完成吸收任務(wù)，塔不合用。仍可采用平均推動(dòng)力法和吸收因數(shù)法。平均推動(dòng)力法由于水溶液的出塔濃度已經(jīng)算數(shù)，即氣液兩相的4個(gè)濃度都已得到，則ybmxb0.082.50.02670.0133yamxa0.00162.500.0016©吸收因數(shù)法mG2.52.940.85Nog7-ln(1S)ybm

43、xaS1Syamxa11 0.85ln(10.85)0.08 00.0016 00.85此時(shí)14.15hHog?Nog0.814.1511.3m即所需填料層高度11.4m,大于9m,故該塔不合用。11、某填料吸收塔，用清水除去氣體混合物中有害物質(zhì)，若進(jìn)塔氣中含有害物質(zhì)5%(體積分率)，要求吸收率為90%,氣體流率32kmol/(m2h),液體流率為24kmol/(m2h),此液體流率為最小流率的1.5倍。如果物系服從亨利定律，并已知液相傳質(zhì)單元高度Hl為0.44m,氣相體積分傳質(zhì)系數(shù)kya=0.06kmol/(m3sAy),該塔在常溫下逆流等溫操作。試求：(1)塔底排出液的組成；(2)所需填料

44、層高度?！窘狻繉儆诘蜐鈿怏w吸收。(1) yayb(1)0.05 (1 90%) 0.005出塔液相組成xb(2)ybyaxL/Gxa1.5(L)minG0.05 0.005 八0 0.0624/321.5y連ybXam24321.50.05 0.0050.05 八0m所以NOGmG 0.556 32 0.7424ln(1 S)1b Syam0.556由于題中并未給出氣相總體積傳質(zhì)系數(shù)kYa,而是給出了氣相分體積傳質(zhì)系數(shù)kya,所以不能直接求出總傳質(zhì)單元高度Hog,要先求出分傳質(zhì)單元高度Hg。H _G_ 32/3600G 函 0.060.148Hog Hg SHl0.148 0.74 0.44

45、0.47mh Hog ?Nog0.47 4.64 2.2m12、已知某填料吸收塔直徑為1m,填料層高度4m。用清水逆流吸收空氣混合物中某可溶組分，該組分進(jìn)口濃度為8%,出口為1%(均為摩爾分率)，混合氣流率30kmol/h,操作液氣比為2,相平衡關(guān)系為y=2x。試求:(1)氣相總體積傳質(zhì)系數(shù)Kya;(2)塔高為2m處氣相濃度;(3)若塔高不受限制，最大吸收率為多少？【解】(1)先求出單位塔截面積上混合氣體的流率38.22kmol /(m2?h)G金124SL/G根據(jù)例題9-4的結(jié)論，有Nogybya8%1 7則傳質(zhì)單元高度為H oghN OG4 一 , 0.571m7氣相總體積傳質(zhì)系數(shù)G 38

46、.22Kya y Hog 0.5713 _66.9kmol /(m ?h)(2)2m塔高所對(duì)應(yīng)的傳質(zhì)單元數(shù)Nog為22Nog3.50Hog0.571設(shè)2m處氣液相濃度分別為v、x,則N OG即3.5又由物料衡算可知ya1%y聯(lián)合求解方程(1)、(2)得y mx 1 y mx02L2X i(i)y 2xy 卷(Xa x)y 2(0 x)2x 0.01(2)y 0.045x 0.0175(3)若塔高不受限制，又S=1,則操作線落在平衡線上，當(dāng)xa=0時(shí)，ya必等于00故吸收率1以100%yb13、擬在常壓吸收塔中用清水吸收空氣中的氨，已知入塔空氣中氨氣含量1.3%(體積分?jǐn)?shù))，要求氨的回收率為99

47、%,已知塔內(nèi)操作氣流密度為180kmol/(m2h),實(shí)際用量為最小用水量的1.5倍，操作條件下的氣液平衡關(guān)系為y=1.2x,氣體體積總傳質(zhì)系數(shù)Kya為360kmol/(m3h)。因?yàn)闅庖合酀舛榷己苄。山普J(rèn)為氣液流密度均為常數(shù)，且X=x,Y=y,計(jì)算填料層高度?！窘狻坑深}知，xa0,yb1.3%YaYb(1)0.013(199%)0.00013最小液氣比：Lq-0.0130.000131.188GminXbXa0.013/1.20實(shí)際液氣比：-1.5-1.51.1881.782GGmin0.6734L 1.782解吸因素：SNog1KmXacln(1s)_baS1SYamXa11.3%In

48、(10.6734)0.673410.7210.67340.00013Hog告Kya180 (1 0.013) 0.494m360h0H0GN0G0.49410.745.31m14、在填料層高度為4m的常壓逆流吸收塔內(nèi)。用清水吸收空氣中的氨，已知入塔空氣含氨5%（體積分?jǐn)?shù)），要求按回收率為90%,實(shí)際液氣比為0.98,又已知在該塔操作條件下，氨水系統(tǒng)的平衡關(guān)系為y=mx（m為常數(shù)；x,y分別為液氣相中的摩爾分?jǐn)?shù)）且測(cè)得與含氨1.77%（體積分?jǐn)?shù)）的混合氣充分接觸后的水中氨的濃度為18.89g氨/1000g水。求：（1）該填料塔的氣相總傳質(zhì)單元高度，m0（2）先水溫上升，其他操作條件不變，試分析氣

49、、液相出塔濃度如何變化?（1）y=0.0177時(shí)，使其平衡的液相濃度為不變，即操作線斜率不變，那么相平衡線與操作線的間距減小，傳質(zhì)推動(dòng)力減小，而由于其他條件不變，所以Hog不變，則Nog也不變，而A減小，所以使得全塔的傳質(zhì)效果變差，因此出塔氣體濃度ya增大。有根據(jù)物料衡算，Xb=Xa+G(Yb-Ya)/L,所以xb減小。18.89 /1718.89/17 1000 /180.0196y 1.77%*m mG0.9030.01960.9030.9210.98Ybyb1yb0.050.05260.05所以YaNogYb(10.0526 (1 99%) 0.00526(1 S)Yb mXaYamXa

50、rln(1 0.921)0.05260.9216.790.0052640.5896.79（2）水溫上升時(shí)，m增大，即平衡線斜率增大，由于氣液流量不變，所以 L/G因此，水溫上升時(shí)，ya增大，xb減小。15、現(xiàn)有一逆流操作的填料吸收塔，塔徑為1.2m,用清水脫除原料氣中的甲醇，已知原料氣處理量為2000m3/h,(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下)，原料氣中含甲醇的摩爾分?jǐn)?shù)為0.08,現(xiàn)在塔A、B兩點(diǎn)分別采出氣液兩相的進(jìn)樣分析得：A點(diǎn)：xa=0.0216yA=0.05B點(diǎn)：xb=0.0104yB=0.02484取樣點(diǎn)AB間填料層高度z=1.14m,并已知Az填料層高度相當(dāng)一塊理論板，若果全塔性能近似相同。試求：(1)

51、塔操作氣液比及水的用量；(2)塔內(nèi)氣液間總的體積傳質(zhì)系數(shù)Kya；(3)如現(xiàn)在操作條件下，使甲醇脫除率達(dá)98%加Ya七年50-526yB0.02484YB3一0.02551yB10.02484XaXa1 Xa0.02161 0.02160.0221XbXb1 Xb0.01041 0.01040.0105在A、B兩截面間做物料衡算得LYAYb0.05260.0255A-2.336GXAXB0.02210.0105-2000(10.08)L2.336G2.336-191.9kmol/h3454.2kg/h22.4(2)設(shè)Nog為AB間傳質(zhì)單元數(shù)，有NOGzHog利用平均推動(dòng)力法求Nog,低濃度氣體吸收過程，所以可認(rèn)為滿足Y=mX,已知Az填料層高度相當(dāng)于一塊理論塔板，所以Yb mXA,mYb0.02550.02211.154YAYamXA0.05261.1540.02210.0271YBYBmXB0.02551.1540.01050.0103YmYa YblnAYB0.0271 0.0134,0.0271In0.01340.0194所以nogYA-b0.05260.02551.397Ym0.0194z1.14Hog-0.816mNog1.397KyaH ogGV/22.42000/22.4(10.08)2.x2-272.67kmol/(m2h)D2/41.22/4所以kyaG-7