传质吸收习题

1、吸收填空题：1、溶解平衡时液和中淋为气体在液体中的平衡溶解度;它是吸收过程的，并随温度的升高而随压力的升高而0 溶质的浓度，极限减小增大。2、压力温度将有利于解吸的进行。增人降低。3、山双膜理论可如为吸收过程主要的传质阻力;吸收中，吸收质以的方式通过气膜并在界血处再以的方式通过液膜。双膜.分子扩散.溶解.分子扩散。4、 填料塔中填料层的压降与及冇关，在填料塔的AP/Z与u的关系曲线中，可分为、及三个区域。液体喷淋屋.空塔气速.恒持液暈区.裁液区.液泛区。5、吸收操作的依据是以达到分离气体混合物的丨I的。混合物中各组分任同一溶剂小仃不同的溶解度。6、亨利定律的衣达式pEx,若某气体在水中的亨利系

2、数E值很人，说明该气体为气。难溶。7、对极稀溶液吸收平衡线在坐标图上是一条通过点的线。原.H。8、对接近常压的低溶质浓度的气液半衡条统，当总床增大时，亨利系数E相平衡常数加，溶解度系数H。不变.减小不变。9、由于吸收过程中，气柑屮的溶质组分分压总是溶质的平衡分压,因此吸收操作线总是在平衡线的大丁，I.方。10、吸收过程屮，是以为推动力的总吸收系数，它的爪位是。kmol/(m2.s)。11、若总吸收系数和分吸收系数间的关系可表示为丄=丄+旦，其中丄K. k kG kL表示,当项可忽略吋，表示该吸收过程为液膜控制。液膜阻力，H/kGo12、在I atm. 20f下某低浓度气体混合物被淸水吸收，若气

3、膜吸收系数kG =0.1 kmol/(m?.h.atm),MnQ吸收系数仿=0.25 kmoi/(n?.h.a【m),溶质的溶解度 系数片=150 kmol/(nr.atm),则该溶质为气体，气巾1吸收总系数Ky =kmoV(m2.h.AY)o易溶，0.0997。13、吸收操作中增加吸收剂用暈，操作线的斜率，吸收推动力增人，増人y用劝;最小用k时，完成一定的吸收任务所需坑料层高度将为。无限商。15、川吸收揀作分离气体混合物应解决下列三力血问題：与c溶剂的选择，溶剂的再生，吸收设备。16、在填料塔操作时，影响液泛气速的因索有、和 o填料的特性，流体的物性，液气比。17、在硏设计中，空塔气速-般取

4、气速的50%80%。若填料层校高，为了有效地润湿填料，塔内应设置装置。液泛，液体的再分布。18、填料塔操作中，气液两相在塔内互成流接触，两相的传质通常在的液体和气体间的界血上进行，逆，填料表面o19、吸收操作线是通过得来的，在Y-X图上吸收操作线通过（）、（）两点。物料衡算，（D:X2、Y2 ）、（E:XI、Y1 ）。20、在吸收操作中，总量和总量将随吸收过程的进行iftj改变，但和的虽则始终保持不变。气柑,液相，惰性气体，溶剂。二、判断选择题1、用水吸收二氧化碳屈于化学吸收。（X）2、吸收操作是双向传质过程。（ X）3、在吸收操作中，不被吸收的气体称为怡性组分，即吸收尾气。（X ）4、吸收操

5、作线总是在、F衡线的下方，解吸的操作线总是在平衡线的上方。（X ）5、一般情况卜，吸收塔应保持液体的喷淋密度在5I2 m/h以上，V ）6、气体的溶解度随温度的升髙而增人，随压力减小iftj増人。（X ）7、亨利系数小的气体溶解度大，溶解度系数小的气体溶解度也大。（X ）&亨利定律与拉乌尔定律都是适用于稀溶液的气液平衡。（V ）9、对于易溶气体为气膜控制，对于难溶气体为液膜控制。（V ）10、双膜理论将吸收过程简化为通过气液两膜的分了扩散过程。（V ）11、吸收既可以用板式塔，也可以用填料塔。（V ）12、根据双膜理论，吸收过程的主耍阳力集屮在两流体的戏膜内。（V ）13、亨利系数随温度的升高

6、而减小,由亨利定律可知,当温度升高时,表明气体的溶解度增人。（X ）14、吸收操作线方程是由物料衡算得岀的,因而它与吸收相平衡、吸收温度、 两相接触状况、塔的结构等都没冇关系。（V ）15、止常操作的逆流吸收塔，因故吸收剂入塔鼠减少，以致使液气比小于瓯定询最小液气比，则吸收过程无法进行。(X )16、吸收操作的14的是分离（C0令 A、液体均相混合物；B、气液混合物：C、气体混合物：D、部分互溶的液体混合物。17、难溶气体的吸收是受（B)aA、气膜控制：B、液膜控制;C、双膜控制D、相界面。18、在吸收塔的计算中，通常不为牛产任务所决定的是：（ I） ）。A、所处理的气体园：B、气体的初始和最

7、终组成；C、吸收剂的初始浓度：D、吸收剂的用量和吸收液的浓度。19、亨利定律适用的条件是（CA、气相总压-定，稀溶液；B、常压下，稀溶液；pC、气柑总压不超过5O6.5kpa,溶解后的溶液是稀溶液：D、气柑总压不小于506.5kpa,溶解后的溶液是稀溶液。20、对于低浓度溶质的气液传质系统A、B,点同样条件下，A系统屮的 溶质的溶解度较B系统的溶质的溶解度高，则它们的溶解度系数H Z间的关系 为：( A ).A、HaHr： B、Har,吸收过程;Y-厂，平衡状态：Yvy，脱吸过程。（2）指明过程的极限在淀的操作条件下.当气液两相达到平衡时，过程即行停止,可见平術是 过程的极限.因此在工业生产的

8、逆流填料吸收塔中，即使填料层很高，吸收剂用 城很少的怙况下，离开吸收塔的吸收液组成也不会无眼増人，苴极限是进塔气相组成X成T衡的液柑组成X；,即Inm = Lmin 前提卜，若L煎人，塔高川降低，设备费川攸底，们操仕戏用较高；反Z，若L愈小,则操作费用减低,而设备费用増高。故应选择适宜的吸收剂用量,使两 者Z和最底。为此需通过经济衡算确定适口吸收剂用暈和适口液气比。但是-般 计算中可取经验值,即”12.0）札|丨吸收操作的全塔物料衡算有何应用？何谓回收率？n：对逆流操作的填料吸收塔.作全塔溶质组成的物料衡算.可得V（Y|YJ = L（X|XJ吸收塔的分离效果通常川溶质的回收率來衡暈。回收率（又

9、称吸收率）定义为被吸收的溶质址混合气中溶质总暈Y - Y xlOO%通曲，进塔混合气流址和组成是吸收仃务规定的，若吸收剂的流宦.和组成被选定.则V. L. YP儿均为已知；又根据吸收任务规定的溶质回收率孤，可求得出塔气体的组成X；然肩求得出塔的吸收液组成X-12. HiB传质小兀髙度和传质单兀数？它们的物理怠义如何？答：通常将填料空高度早木计算式的右端分为两部分來处理，该式右端的数组 V/心曲是山过程条件所决定的，具仃高度的氓位，以Hg农示,称为气相总传 质单尤髙度。式中积分项内的分了与分母具冇郴同的单位，整个枳分为个无因 次的数值，以表示，称为气柑总传质巾元数。于是填料层裔度基木汁算式可 以

10、表示为z = HgNg厶其中山此可见 il 算填料层裔度的通式为：填料层高度二传质单元高度X传质单元数传质单元高度反映传质阻力及填料性能。若吸收阻力愈人，坑料的冇效衣血积愈 小，则每个传质单元所相当的填料层高度愈高。传质单元数反映吸收过程的难易程度。若任务所耍求的气体浓度变化愈大，过程 胎郴幼力命小.mill冊讨超俞血.册雷胎仕航皿云数俞咲.若等于1,即气体经段填料以高度的纠成变化（片一I 恰等于此段料以内推动力的平均创（厂）那么这段填料高度就是一个气相传质单尤高故力。2或丄占2 空2,则相应的对数平均推动力可用算数平均推动力进13. 如何用平均推动力法计算传质单元数?使用条件是什么?n：在吸

11、收过程中，若t衡线和操作线均为ri线时，则町仿照传热中对数平均温 度差推导方法。根据吸收塔塔顶基塔底两个端面上的吸收推动力來计算全塔的平 均推动力,以心为例，即Ay =（r.-y；）-x=1.98xiom 1.638故CO. llj气柑传递到液相，进行吸收。 由气相分析:y=mx = 1.638X1.98X 10 5 = 0.0324/(m h)V.=54k/nol/(in2 h)则鎂旦少3一。0003)沙加96.260.001439、填料吸收塔某截面上气、液相组成分别为Y=0. 05. X=0.01 (皆为摩尔比), 气液平衡关系为Y=2.0X,若气膜吸收系数K)为0.03乃加/(,八s),

12、液膜吸收系数Kv为2灯曲/(岸，试求两相间吸收总推动力、总阻力、吸收速率及外 相阻力的分布。解：吸收推动K为以气相组成表示Ar = r - wX = 0.25 - 2 X0.01 = 0.03以液郴组成表示2kY=-X= -0.01=0.015m2吸收总阻力为 = + = + = 133.3(/w2-5)/0/ Ky kY kx 003 0.02吸收速率为N = K.(Y-Y)=- = 2.25x 104 hnol/(in2 s)A Y133.3气膜Bl力山总阻力的分数为1/0.03133.3x 1()0% = 25%计算结果表明，当相平衡常数m为2.0时,气膜阻力占总阻力的1/4,即相应的

13、总推动力的1/4用于气相传质,克服气膜阻力。10、在逆流操作的填料吸收塔屮，川循环溶剂吸收混合气屮的溶质。进塔气 相组成为0.091 （摩尔分数），入塔液相组成为21.74g溶质/kg溶液。操作条件下 气液半衡关系为y = 0.86.x （y、x为靡尔分数）。若液气比L/V为0.9,试求最 人吸收率和吸收液的组成。已知溶质摩尔质暈为40kg/mol,溶剂摩尔质暈为 18kg/kmoL解：先将已知的气液相组成换算为摩尔比，即 1-0.091 一521.74/4021.741000-21.7440180.00990.091=0.0099X2 =I 一丰 1 - 0.00990.01当逆流操作时，因

14、L/Vm,平衡线和操作线交点的位置在塔顶，即= 086兀2 = 0.86x0.0099 = 0.0085140,0085141-0.008514=0.008587最人吸收率为X YrY . 0001-0.008587 隘 y, o.iooi= 0.914 = 91.4%吸收液组成为X. = -(Yr y)+ %2 = ( 1001 - 0.008587) + 0.01 =0.112 L0911、在逆流操作的填料塔中，用淸水吸收焦炉气中氮，氨的浓度为隗/标准亦， 混合气处理暈为4500标准亦/h氨的回收率为95%,吸收剂川暈为最小川暈的1.5倍。操作压强为IO1.33kPa,温度为3（2,气液T

15、衡关系可表示为Y*-12X（Y、X为摩尔比）。气相总体积吸收系数心。为0.06幻加/（亦/）,空塔气速为1.2m/sr 试求：（1）用水暈厶，kg/h；（2）塔径和塔髙，m解：（1）用水暈厶先求最小用水量,即其中L-/mmX；-z=8/(17x1000)1/22.4-rd= 0.0105y、= y I (1 - 0()= 00106 X (1 - 0.95 ) = 0.00053X 0.0106TT 1.2=0.00883八號x 士知0.01052 0.0552诚川故 JN)552x().()1 ()6-().()()()530.00883=0.063kmolZ = 1.5 =1.5X0. 0

16、63=0. 0945kmol/s=6120kg/h(2)塔径和塔高塔径D可用下式计算:14x1387V /rxl.2= 1.21m填料层高度Z川下式计算:其中一評詣X 4病VAyoQ 0.05520.06x1,149= 0.8/wr = 1500x(1- 0766)=1235“”i(u（儿“乂）0 055x(0.0106-0.00053) + 0 = 0.0)588Y 一 加X严 0.0106 1.2x0.00588 = 0.00354Y2-mX2 = Y2=0.00053 V 0.00354 - 0.00053w t 0.00354InO.OOO53= 0.00159n v (0.0106-

17、0.00053)U8x0.00159=5.07m12、某吸收塔的操作压强为110kP血 温度为25C 处理依炉气1800亦/h焦炉气中含苯156kg/h, K他为怡性组分。试求焦炉气屮苯的摩尔分数和摩尔比。 解：苯的摩尔质屋为78kg/kmol o处理假炉气小苯的物质的暈为= L = = 2hnoUh M 78苯的分压为迥/心14x(25十273)辺.75仪V1800苯的摩尔分数为p 7 7S y=- = = 0.025P 100苯的摩尔比为1-0.0250.025= 0.0256有计算可知，当混合物中某组分的摩尔分数很小时，摩尔分数和摩尔比近似相等。13、在293K和1013Kpa下，川活水

18、分离氮和空气的混合物，混合物屮氮 的分爪为15.2Kpa,处理后分压降至O.OO56Kpa,混合气处理邛为1500人加%,已知,Y*=0.5Xo试计算:（I）最小吸收剂耗用:B;（2）若适宜吸收剂用量为最 小用屋的3倍，求实际耗用暈；（3）若塔径为1.2m,吸收总系数为 K0血%.J求所需填料层高度？解：ri=rr=0J7660.00561013-0.0056=0.000056一 =J235x(0.766-0.000056) = 598X21m0.17660.5厶= 3x* = 3x598 = 1794 K%1794x(yt -0)=1235x(0766一0.000056)X, =0.1177耳=片一片=片_加云=0.1766-0.5x0.1177 = 0J 177AX. = r.- = K- fnX. = 0.000056 - 0.5 x 0 = 0.000056占&In 011770.000056“ =Ar.-Ar2 J)J177O.OO