1、吸收一章習(xí)題及答案一、填空題1、用氣相濃度 y為推動(dòng)力的傳質(zhì)速率方程有兩種,以傳質(zhì)分系數(shù)表達(dá)的速率方程為,以傳質(zhì)總系數(shù)表達(dá)的速率方程為Na = kyy-yi Na = K y y-y e2、吸收速度取決于 2因此,要提升氣-液兩流體相對(duì)運(yùn)動(dòng)速率,可以來(lái)增大吸收速率.雙膜的擴(kuò)散速率 減少氣膜、液膜厚度3、由于吸收過(guò)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,那么操作線向 平衡線的方向偏移,吸收過(guò)程推動(dòng)力y ye. 大于上方增大遠(yuǎn)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 體濃度y = 0.06,要

2、求出塔氣體濃度y2= 0.006,那么最小液氣比為. 1.80 5、在氣體流量,氣相進(jìn)出口組成和液相進(jìn)口組成不變時(shí),假設(shè)減少吸收劑用量, 那么傳質(zhì)推動(dòng)力將,操作線將平衡線.減少靠近6、某氣體用水吸收時(shí),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,而操彳線的斜率可用 表示.相平衡液氣比7、對(duì)一定操作條件下的填料吸收塔,如將塔料層增高一些,那么塔的 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 ,吸收寸t動(dòng)力 .增大, 減小,不變 增大增大9、計(jì)算吸收塔的填料層高度,必須運(yùn)用如下三個(gè)方面的知識(shí)關(guān)聯(lián)計(jì)算：>>O平衡關(guān)

3、系物料衡算傳質(zhì)正10、填料的種類很多,主要有 ? 、> O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、填料選擇的原那么是 外表 積大、空隙大、機(jī)械強(qiáng)度高價(jià)廉,耐磨并耐溫.12、在選擇吸收劑時(shí),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(duì)吸收質(zhì)有較大的溶解度,而對(duì)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(shí)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(chǎng)所的是 填料的表 面積及空隙15、填料應(yīng)具有較 白,以增大塔內(nèi)傳質(zhì)面積.大比外表1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(guò)雙膜的擴(kuò)散速

4、度,要提升氣液兩流體的相對(duì)運(yùn)動(dòng),提升吸收效果,那么要. 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(dāng)吸收質(zhì)在液相中的溶解度甚大時(shí),吸收過(guò)程主要受 限制,此時(shí),總吸收系數(shù)Ky暗近似等于.A、 DA,氣膜；B. kx； C.氣液膜同時(shí)；D. ky； E.液膜；F. KxW3、雙膜理論認(rèn)為吸收過(guò)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(huì)使氣體在液體中的溶解度 ,對(duì)吸U操作.C、DA.有利；B.變大;C.變小；D.不利；E.不變；F.無(wú)影響；5、,對(duì)吸收操作有利.AA.溫度低,氣體分壓大時(shí) B.溫度低,氣體分壓小時(shí)；C.

5、溫度高,氣體分壓大時(shí)；D.溫度高,氣體分壓小時(shí)；6、對(duì)處理易溶氣體的吸收,為較顯著地提升吸收速率,應(yīng)增大 的流速.AA.氣相；B.液相；C.氣液兩相；7、假設(shè)享利系數(shù)E值很大,依據(jù)雙膜理論,那么可判斷過(guò)程的吸收速率為 限制.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,那么該處氣液界 面上氣相濃度yi應(yīng)為,平衡關(guān)系y = 0.5x.BA. 0.02 B. 0.01 C. 0.015 D. 0.005ye= 0.5X0

6、.01 = 0.005Na = Ky (y-ye) = ky (y-y.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(dāng)吸收劑用量趨于最小用量時(shí),完成一定的分率o DA.回收率趨向最高；B.吸收推動(dòng)力趨向最大；C.操作最為經(jīng)濟(jì)；D.填料層 高度趨向無(wú)窮大.10、對(duì)于逆流操作的吸收塔,其它條件不變,當(dāng)吸收劑用量趨于最小用量時(shí),那么. DA.吸收推動(dòng)力最大；B.吸收率最高；C.出塔氣濃度最低；D.吸收液濃度趨2于最局.11、在常壓下用水逆流吸空氣中的 CO2,假設(shè)將用水量增加那么出口氣體中的 CO2 量將氣相總傳質(zhì)系數(shù)Ky將,出塔?體

7、中CO2濃度將.B. A. B.A.增加、B.減少、C.不變12、選擇吸收設(shè)備時(shí),綜合考慮吸收率大,阻力小,穩(wěn)定性好結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單造價(jià)小, 一般應(yīng)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(jìn)行,通常可采用 或.A、CA.升溫；B.加壓；C.減壓；D.降溫；14、對(duì)于脫吸操作,具溶質(zhì)在液體中的實(shí)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(yīng)于液泛速度.BA.大；B.小；C.等16、對(duì)吸收操作影響較大的填料特性是 .AA.比外表積和自由體積；B.機(jī)械強(qiáng)度；C.對(duì)氣體阻力要小；五、計(jì)算題1、某一逆流操作的填料塔中,用水吸收空氣中的氨氣.

8、塔底氣體進(jìn)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(guò)程中亨利系數(shù)為0.5 atm,操作壓力0.95 atm,平衡關(guān)系和 操作關(guān)系(以摩爾比濃度表示)均為直線關(guān)系.水用量為 0.1m3.h混合氣中空 氣量為100m3.h-1 (標(biāo)準(zhǔn)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:丫1 = 0.026, 丫2 = 0.0026, m = E/P = 0.5/0.95 = 0.526Ls /Gb = 0.1 X 1000/18/(100/22.4) = 1.244Gb /A = (100/22.4)/(兀 /4

9、 X 0.22) = 142.1 kmol.m-2.h-1 薇X1 = ( Y1- Y2)/(Ls / Gb) = (0.026-0.0026)/1.244=0.0188 Y1 = 丫1 -Y1e= 0.026-0.526X0.0188 = 0.0161 丫2 = Y2 - Y2e= 0.0026 Ym = (A Y1-AY2)/ln( AY1/A Y2) = 0.00741Nog = (Y1-Y2)/AYm = 3.16Ky a =(Gb/A) /Z) X Nog = 142.1/1.2X 3.16=37.42 kmol.m-3.h-1 酸方法2:A = (Ls /Gb) /m = 1.24

10、4/0.526 = 2.365Nog = A/(A-1) X ln(1-1/A)(Y 1-mX2)/(Y2-mX2)+1/A=2.365/1.365 ln(1-1/2.365)(0.026/0.0026) +1/2.365 = 3.16 Ky a = 37.42 kmol.m-3.h-1 薇2、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.3入塔氣體中A的摩爾分率為0.03,要求吸收率為95%.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(jì)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

11、述別離任務(wù)所需的氣相總傳質(zhì)單元數(shù)Nog.解： yi = 0.03 , xie= 0.03 ,所以 m = 1(L/G) min = (yi-y2)/(yi/m) = m 刀=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 = (yy2)/(L/G) = (0.03-0.03(1-0.95)/1.25 = 0.0228 Nog =1/(1-S)ln(1-S)Y 1/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-

12、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50c下,相平衡關(guān)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 = 0.02X 1%=0.0002X1e= 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) = 0.3574L/G = 1.5(L/G)min = 1.5 0.3574

13、= 0.536X1 = X2 + (yy2)/(L/G)=0.0002+(0.02-0.0002)/0.536 = 0.0371Ay1 = y1 -mx1 = 0.02-0.36X0.0371 = 0.00664 by = y -mx2 = 0.0002-0.36X 0.0002 = 0.000128 % = (0.00664-0.000128)/ln(0.00664/0.000128)=0.00165Nog= (y1-y2)/Aym = (0.02-0.0002)/0.00165 = 12Hog = G/(Kya) = 53/3600/(兀/4X 1.12 )/0.015 = 1.033 m

14、Z = HogX Nog = 1.033X12 = 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),回收率要求到達(dá)90%,液氣 比為1.5 ,平衡關(guān)系y = x.試求：(1)液體出塔濃度；(2)測(cè)與氣相總體積傳質(zhì)系數(shù) Kya = 0.10 kmol.m-3.s-1,問(wèn)該 塔填料層高度為 多少提示：Nog = 1/(1-S)ln(1-S)(y 1-mx2)/(y2-mx2)+S解： y1 = 0.01y2 = y1(1-i) = 0.01(1-0.9) = 0.001L/G=(y 1-y2)/

15、x1,X1 = (yy2)/(L/G) = (0.01-0.001)/1.5 = 0.006 Hog = G/Kya = (100/(0.785X 0.52X3600) /0.1=1.415 m Nog= 1/(1-S)ln(1-S) y1/ y2+SS = m/(L/G) = 1/1.5 = 0.667 Nog = 4.16Z = HogxNog = 1.415X 4.16 = 5.88 m.5、用清水吸收氨空氣混合氣中的氨.混合氣進(jìn)塔時(shí)氨的濃度y1 = 0.01 (摩爾分率),吸收率90%,氣液平衡關(guān)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

16、最小吸收劑用量的 2倍時(shí),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(shí),填料層高為幾米解：y1 = 0.01,刀=90%, y2 = y1(1-r ) = 0.01(1-0.9) = 0.001x2 = 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) = 0.811L/G = 2 (L/G) min = 2 困.811 = 1.62Xi = (yy2)/(L/G)+x 2= (0.01-0.001)/1.62 = 0.00556y1e= 0.9X0

17、.00556=0.005 ym = (0.01-0.005)-(0.001-0) /ln(0.01-0.005)/0.001= 0.0025Nog= (y1-y2)/Aym = (0.01-0.001)/0.0025 = 3.6Z = 0.5X3.6 = 1.8m6、在逆流操作的吸收塔內(nèi),用清水吸收氨-空氣混合氣中的氨,混合氣進(jìn)塔時(shí)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(guān)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(dāng)吸收劑用量為最小 用

18、量的2倍時(shí),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(shí),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(L /G )min = (yy2)/x1e= (y1-y2)/(y1/m)=m y = 0.9 x 0.9=0.81(L /G ) = 2(Ls /G )min = 2 區(qū)81 = 1.62S = mG/L =0.9/1.62=0.556y1/ y2 = 1/(1- y ) = 10Nog= 1/(1-S)xin(1-S) y1/ y2+S=1/(1-0

19、.556) ln(1-0.556) 10+0.556 = 3.62(4) Z = HogXNog=0.5 X3.62 = 1.81 m7、在直徑為0.8m的填料塔中,用1200kg.h1的清水吸收空氣和SO2混合氣中 的SO2,混合氣量為1000m3 (標(biāo)準(zhǔn))h-1,混合氣含SO21.3% (體積),要求回 收率99.5%.操作條件為20C、1atm,平衡關(guān)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：D = 0.8m Ls =1200kg.h-1, G = 1000Nm3h-1 薇y1 = 0.013, 0 = 0.9

20、95, X2= 0, y = 0.75xKya = 0.05kmol m-3 s-1,Ls = 1200/(3600 18)=0.0185 kmol/sG = 1000/(22.4 3600)=0.0124 kmol/s.為低濃度吸收 :(L/G) = 0.0185/0.0124 = 1.49y2 = y1(1- 6 ) = 0.013(1-0.995) = 0.000065X1 = (G/L)(y 1-y2)+X2= (0.013-0.000065)/1.49 = 0.00 868 Z = Hog X Nog,而 Nog = (y1-y2)/ Aym y1 = y1-y2e= 0.013-0.75X 0.00868 = 0.006490 y2 = y2-y2e= 0.000065-0 =0.000065 ym = (Ay1-Ay2)/ln( Ay1/Ay2)=(0.006490-0.000065)/ln(0.006490/0.000065)= 0.001396 . Nog = (0.013-0.000065)/0.001396 = 9.266Hog= G/ (KyaA) = 0.0124/(0.78