第十四章 吸收习题集

1、第十四章 吸收习题集一、选择题：1、低浓度液膜控制的逆流吸收，在塔操作中，若其它操作条件不变，而入口敢量有所增加，则液相传质单元数NOL C ，气相传质单高度HOG A ，操作线斜率 B 。A. 增加， B. 减少， C. 基本不变， D. 不变。2、Y为吸收质在气相主体中的浓度，Y*为吸收质在气相主体中与液相主体浓度X成平衡的气相浓度，则当 时发生吸收过程 。AY>Y* B. YY* C. YY* D.YY*3、 对填料塔操作性能影响不大。A.填料的比表面积 B.填料的空隙率C.单位堆积体积内的填料数目 D.填料的密度4、已知常压、20时稀氨水的相平衡关系为Y*=0.94X，今使含氨6

2、%（摩尔分率）的混合气体与X=0.05的氨水接触，则将发生：（ ）A：解吸过程 B：吸收过程C：已达平衡无过程发生 D：无法判断5、已知某吸收过程物系服从亨利定律Y*=1.20X，气相吸收分系数Ky=5*10-4Kmol/m2·s，液相吸收分系数Kx=5.5*10-3Kmol/m2·s，则该吸收过程为：（ ）A：气膜控制过程 B；液膜控制过程C：双膜控制过程 D：不一定6、填料塔以清水逆流吸收空气、氨混合气体中的氨。当操作条件一定时（Y1、L、V都一定时），若塔内填料层高度Z增加，而其它操作条件不变，出口气体的浓度Y2将（ ）A：上升 B：下降C：不变 D：无法判断二、填空

3、题：1、吸收是分离 混合物的单元操作，它是利用混合物中各组分在吸收剂中的 差异，而进行操作的；为此所选择的吸收剂应具有良好的 ，物理吸收操作的极限取决于 。吸收时，溶质由 向 传递；压力 ，温度 将有利于吸收过程的进行。吸收有利的条件是 温 压。2、含NH3 3%（体积）的混合气体在填料塔中被水吸收，则氨溶液的最大浓度为 。已知：操作压力为202.6Kpa，其气液平衡关系为p = 267x。2(1)、亨利系数的单位是 ，易溶气体的亨利系数值 。对于同一种气体，当温度升高时，亨利系数值 ，气体的溶解度 ，所以吸收常在较 温度下进行。2(2)、气液两相达到平衡时，易溶气体溶液上方的气体的平衡分压

4、。3(1)、物质发生在流体中的扩散有 和 这两种形式。前者是凭藉 来传递物质的，它主要发生在 ，后者是凭藉 来传递物质的，它主要发生在 。3(2)在流体内部的扩散形式有 和 两种，其中在静止 流体内部或层流流体中相邻两流体层间的传质是以 形式进行的。3(2)、在吸收这种相际传质过程的诸多理论中应用最广泛的为 ，该理论把整个相际传质过程简化为吸收质经由气、液两膜层的 过程。该理论认为：在相界面处气、液两相处于 状态，这样整个相际传质过程的 全部集中在两有效膜层内。因此该理论又称为 理论。 DEOXYY图14(1)、吸收过程进行的条件是Y Y*，解吸过程进行的条件是Y Y*，过程的极限是Y Y*。

5、4(2)、如图，D（X，Y）为吸收操作过程中吸收塔任意一截面的状态点，OE为吸收平衡线（Y*=mX），与总吸收系数KY相对应的吸收速率方程式为 ，其吸收推动力为 ，并请在图1上示意出此推动力。5(1)在吸收速率方程式：NA=KG(pA-pA*)中，p是 ，pA*是 ，总系数KG和膜系数kG，kL之间的关系为 ；其中 是气膜阻力， 是液膜阻力。对于气膜控制的吸收过程，KG 。 5(2)、假设气液界面上没有传质阻力，故pi与Ci的关系为 。如果液膜阻力远小于气膜阻力，则KG与kG的关系为 ，在填料塔中气速越大，KG越 ，扩散系数D越 ，KG越 。6、填料塔是化工生产中常用的气液传质设备之一，从其构

6、造上来看，它主要由 、 、 这四部分组成。 其中 会直接影响填料塔的操作性能。7、在吸收塔中，为使填料层有良好的液体初始分布，必须在填料层上方设置 其常用的装置形式有 、 、 ，此外，为了改善液体在填料层的壁流效应，填料通常是分段安装，在段与段之间必须设置一个 ，将沿塔壁流下的液体导向填料层内，其常用的形式为 。8、对吸收操作影响较大的填料特性有比表面积和空隙率，比表面积是指 ，空隙率是指 。为增大塔内传质面积，填料的比表面积应 ，为提高气、液通过能力和减小气流阻力，填料的空隙率应 ，为兼顾这两方面的影响，适宜的填料尺寸不应小于塔径的 。常见的填料有 、 、 等。9、试写出吸收过程的总阻力1/

7、KY和分阻力之间的关系式： 。若已知某吸收过程为气膜控制过程，则总吸收系数KY和分系数之间的关系可简化为 。10(1)、吸收操作线的 称为液气比，当液气比提高时，液相出口浓度 ，吸收推动力 ，吸收速率 。完成一定任务所需的填料层高度 ，设备费用 ；但由于吸收剂用量的增大，吸收剂回收和再生费用及输送能耗将 ，所以正常操作费用 。当液气比减小时情况正好相反，因此吸收操作中应该选择一个适宜的液气比。适宜的液气比通常是最小液气比的 倍10(2)、在气体流量、气体的进出口组成和液相进口组成不变时，减少吸收剂用量，则传质推动力将 ，操作线将 平衡线，设备费用将 。10(3)、在吸收操作中，当Y1、Y1、X

8、2一定时，液气比增大，则将使 X1 ，过程的平均推动力 ，完成一定吸收任务所需的传质单元数NOG将 ，从而所需填料层高度将 ，但不利的是溶液再生费用将 。图211、用清水作吸收剂的填料塔，气液平衡关系符合亨利定律，其操作流程如图2所示，试在Y-X图上绘出与此流程相对应的平衡线和操作线的位置。12、填料层高度Z=HOG·NOG中，式中 反映吸收过程的难易程度，称为 。 反映设备效能的高低，称为 。13、，式中反映了 对传质单元数的影响， 反映了吸收率的高低对传质单元数的影响。14、某吸收过程的操作线方程为Y=3.3X+0.2，平衡线方程为Y*=1.65X，则该吸收操作的解吸因数为 ，若

9、吸收剂用量为1320Kmol/h，则惰性气体的流量为 。15、反映填料性能好坏的特性参数有 、 、 、 。填料的填料因子增大，流体力学性能 。填料塔操作时的空塔气速，通常取为泛点气速的 倍。三、判断题：1、由溶解度曲线知：对于同样浓度的气体溶液，易溶气体溶液的上方平衡压力大，难溶气体溶液上方平衡压力小。 （ ）2、E值愈大，表示气体溶解度越小，即愈难溶。E值随温度的升高而增大。 （ ）3、对于易溶气体，H值很大，则1/HkL<< 1/KG，此时吸收过程的绝大部分阻力存在于气膜之中，吸收总推动力主要用于克服气膜阻力，此种情况称为“气膜控制”。( ）4、在吸收操作中，减小液气比，会使得

10、出口液浓度提高而吸收推动力下降，从而使得传质单元数NOG增大。 （ ） 5、在吸收操作中，其他条件不变的情况下，提高吸收率，则尾气浓度下降，从而使得传质单元数NOG增大。 （ ）6、填料支承装置只要有足够的机械强度，以支承上面填料及操作中填料所含液体之重量即可采用，而不必考虑其它因素。 （ ）7、 在吸收操作中，只有气液两相处于不平衡状态时，才能进行吸收。 （ ）四、计算题：1、在常压及10时溶液中含环氧乙烷的最大浓度为3%（摩尔），其平衡关系符合亨利定律y*=5.4x，求亨利定律不同表达式中H、E值及气相中环氧乙烷的平衡分压。（吸收液的密度等于水的密度）。2、小型合成氨厂变换气中含CO229

11、%（体积），经碳化主塔后CO2浓度降为8%（体积），变换气流量为4300m3/h（标准），平均操作温度为37，操作压力为4atm，操作条件下的气速为0.5m/s，求（1）碳化主塔吸收的CO2量（2）吸收率（3）塔径 3、1atm、25条件下，用清水吸收空气丙酮混合气体中的丙酮，混合气体的流量为2000m3/h，含丙酮5%（摩尔），经吸收后降为0.263%（摩尔）。该塔逆流操作，塔径为800mm，操作条件下平衡关系为Y*=2X，气相体积吸收系数为210Kmol/m3·h，当吸收剂用量为最小用量的1.2倍时，（1）吸收剂用量为多少？（2）填料层高度为多少？4、连续式逆流操作的填料吸收塔中

12、，用清水吸收原料气中的甲醇蒸汽，已知处理混合气量1000m3（标准）/h，原料气中含甲醇100g/m3（标准），要求甲醇的吸收率达98%，吸收后水中含甲醇量等于最大浓度的67%，操作条件为常压、25，在此条件下汽液平衡关系为Y*=1.15X，气相体积吸收总系数Ky=120Kmol/m3·h，气体的空塔气速为0.5m/s，填料为25*25*2.5瓷质拉西环、乱堆，试求（1）水的用量（2）塔径 （3）填料层高度5、某填料吸收塔用清水吸收混合气体中的SO2，进塔气体中SO2的含量为8%（质量分率），已知混合气的平均分子量为28，操作条件下的气液平衡关系为Y*=26.7 X，吸收剂用量为最小

13、用量的1.5倍，要求每小时从混合气体中吸收100Kg的SO2。求每小时的吸收剂用量。6、某逆流操作的吸收塔，其填料层高度为3.0 m，用清水吸收混合气体中的公害组分A，已知相平衡关系Y*=1.15X，气相进出塔的浓度分别为y1=0.02、y2=0.004。液相出塔浓度为x1=0.008（均指含A的摩尔分率）试求该操作条件下气相的传质单元高度HOG的值。7、在逆流操作的填料吸收塔中，用纯吸收剂吸收某气体混合物中的微量吸收质，已知在操作条件下、平衡线与操作线均为直线，且前者、后者的斜率之比为0.8，NOG=12，试计算此吸收塔的吸收率。8、在一直径为0.8m的填料塔中，在20，1atm的条件下，用清水吸收空气中的氨气，混合气体处理量为1500m3/h，进塔 气体中氨的分压为12mmHg，吸收率为99%，水的用量为最小用量的1.5倍，操作条件下的平衡关系为：Y=0.75X*，塔内气液两相呈逆流流动。气相体积吸收总系数KYa=320kmol/m3.h。试求填料层高度。9、某气体混合物中，含吸收质氨2%(体积)，送入吸收塔中用纯水吸收。要求吸收率为90%，操作液气比为最小液气比的1.25倍，操作条件下平衡关系为Y*=2X(式中X、Y为氨的比摩尔分率)。试求：(1)溶