化工原理_吸收習(xí)題與答案

1、.專業(yè)整理.吸收一章習(xí)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N A = k y （y-y i） N a = Ky （y-y e）2、吸收速度取于 ,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

2、數(shù) m=2,入塔氣體濃度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，則塔的此目各, N3G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

3、個方面的知識關(guān)聯(lián)計算：、平衡關(guān)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(yīng)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氣液兩相 。 傳質(zhì)面積17、菲克定律是對物

4、質(zhì)分子擴散現(xiàn)象基本規(guī)律的描述。18、以（Y-Y*）表示總推動力的吸收速率方程式為Na水（Y- Y ）。19、吸收操作是依據(jù)混合氣體中各組分在溶劑中的溶解度丕回也得以分離。20、某氣體用ABC三種不同的吸收劑進行吸收操作，液氣比相同，吸收因數(shù)的大小關(guān)系為AlA2A3,則氣體溶解度的大小關(guān)系為 。21、實驗室用水吸收氨測定填料塔的傳質(zhì)系數(shù)Ky a ,該系統(tǒng)為 控制，隨氣體流量的增加傳質(zhì)系數(shù) Kya。氣膜；增加22、某低濃度氣體吸收麗一，已知氣膜和液膜體積吸收系數(shù)分別為：Kya=0.0002Kmol/(n3.s), Kxa=0.4 Kmol/ ( mts )。則該吸收過程為；該氣體為溶氣體。氣；易2

5、3、當填料塔操作氣速達到泛點氣速時， 充滿全而！隙，此現(xiàn)豪布為 ,這時 急劇上升。液體；液泛；塔板壓降24、在穩(wěn)態(tài)傳質(zhì)過程，若組分 A通過氣膜和液膜的推動力為(P-Pi) (Ci-C),則氣膜 阻力液膜阻力大于25、填料塔是連續(xù)接觸式氣液傳質(zhì)設(shè)備，塔內(nèi) 為分散相，為連續(xù)相。為保證操 作過程中兩相的良好接觸，故填料吸收塔的頂部要有良好的_裝置。 液體；氣體；液體分布裝置一26、吸收操作時，吸收塔總壓增加一倍， 相平衡常數(shù) 匚倍，增加壓力對吸收操作 吸收塔溫度增加，相平衡常數(shù)，增加溫度對吸收操作一 。27、假定吸收系統(tǒng)的相平衡常數(shù)m為零，填料高度及其他條件不變，若增加氣體流量,吸收率將。變小Yb=

6、8%平衡關(guān)系為單相擴散速率。小于；單相擴散28、逆流操作中用純?nèi)軇┪栈旌蠚庵蠥,若塔板為無窮多，入塔Y=2X問(1)若液氣比為2.5時，吸收率 125% 不成立(2)若液氣比為 2.5時，吸收率 75%29、在相同的溫度、壓力和混合物組成條件下，等分子反向擴散速率(一組分通過靜止氣膜的擴散速率)。其原因是 速率等于等分子反向擴散速率與該組分在總體流動中傳遞通量之和30、說明化工原理各單元操作是基于哪些傳遞原理？分別說明解釋三個傳遞現(xiàn)象的定律？解釋吸收和解吸現(xiàn)象用哪一個原理更合適?31、為什么在同一吸收塔內(nèi)，當操作條件相同時，大多采用逆流操作？答：一方面，在同等條件下，逆流方式可獲得較大的平均

7、推動力，因而能有效地提高過程速率；另一方面，逆流時降至塔底的液體恰與剛進塔的吸收劑接觸，有利于降低出塔氣體的濃度，從而提高溶質(zhì)的吸收率，所以，吸收塔通常都采用逆流操作。32、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,吸收就會繼續(xù)進行。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.

8、k x； C.氣液膜同時；D. k y； E.液膜；F. K x3、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A.有利；B.變大；D.不利；E.不變；5、,對吸收操作有利。A.溫度低，氣體分壓大時；,對吸收操作C. 變小；F. 無影響；AB.溫度低，氣體分壓小時；C、DC.溫度高，氣體分壓大時;C.溫度高，氣體分壓小時;.學(xué)習(xí)幫手.6、對處理易溶氣體的吸收，為較顯著地提高吸收速率，應(yīng)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。

9、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yi應(yīng)為,平衡關(guān)系y = 0.5x 。 BA. 0.02 B. 0.01 C. 0.015 D. 0.005y e = 0.5 X 0.01 = 0.005N a = Ky (y-ye) = ky (y-yi)1.5(0.025-0.005 ) =2 (0.025-y i).yi = 0.019、通常所討論的吸收操作中，當吸收

10、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；D.吸收液濃度趨于最高。11、在常壓下用水逆流吸空氣中的CO,若將用水量增加則出口氣體中的CO量將氣相總傳質(zhì)系數(shù)Ky將,出塔液體中CO濃度將。B. A. B.A. 增加、 B. 減少、 C. 不變12、選擇吸收設(shè)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(yīng)選。AA.填料吸收塔B. 板式吸收塔 C.噴淋吸收塔13

11、、為使脫吸操作易于進行，通常可采用 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(yīng) 于液泛速度。BA. 大； B. ??；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；17、氣體在液體中的溶解度指氣體在液體中的濃度指一定條件下氣體在液體中的飽和濃度表明在一定條件下 吸收過程可能達到的極限程度18、吸收操作中，對于同樣濃度的溶液，易溶氣體溶液上方的分壓比難溶氣體的分壓大 小 相等19、某填

12、料塔用水吸收空氣中的氨氣，當液體流量和進塔氣體的濃度不變時，增大混合氣體的流量，此時仍能進行正常操作，則尾氣中氨氣的濃度 。增大 減少 不變 不確定20、在以下幾個吸收過程，哪個改為化學(xué)吸收將會最顯著地提高吸收速率 。A .水吸收氨； B .水吸收HCl氣體；C.水吸收 SO 2； D.水吸收 CO 222判斷下列命題是否正確，正確的是 。A.上升氣速過大會引起漏夜；B.上升氣速過小會引起液泛；C .上升氣速過大會造成過量的液沫夾帶；D.上升氣速過大會造成過量的氣泡夾帶;E.上升氣速過大會使板效率降低C23、在吸收操作中，若液氣比L/V等于平衡常數(shù) m時，則全塔的吸收推動力 。A .零；B .

13、不能計算；C.常數(shù)； D.無窮大 D24、用水吸收混合氣中的氨，其他條件不變，當氣體流率增加一倍，則總傳質(zhì)系數(shù)是原來的倍。A .1倍;B . 2倍；C. 20.5倍；D.不確定 A25、浮閥塔、泡罩塔及篩板塔三種板式塔的板效率比較A .浮閥塔泡罩塔篩板塔；B浮閥塔泡罩塔篩板塔.;C.浮閥塔泡罩塔=篩板塔；D浮閥塔篩板塔 泡罩塔. A五、計算題1、在吸收塔中用清水吸收混合氣中的 SO,氣體流量為5000m （標準）/h, 其中SO占10% （體積分率），要求SO的回收率為95%氣液逆流接觸，在塔 的操作條件下，SO在兩相間的平衡關(guān)系近似為 Y =26.7X,若用水量為最小用 水量的2倍，試求用水

14、量為多少Kg/h? （10分）解： 已知 y1=0.1（）a=0.95 V h=5000 m3 （標準）/h貝U Y1=0.1/ （1-0.1 ） =0.111 Y 2= Y1 （1-（f）A）=0.111 （1-0.95 ） =0.00555惰性氣體流量 V=5000 （1-0.1 ） /22.4=2000.88Kmol/hLmin=200.88 （0.111-0.00555 ） / （0.111/26.7 ） =5095.32 Kmol/hL=2 Lmin=2X 5095.32=10190.64 Kmol/h=10190.64 X 18=183431.52Kg/h即用水量為183431.5

15、2Kg/h2、在逆流操作的吸收塔中，于101.3KPa、25c下用清水吸U混合氣中的 HS, 將其濃度由2%降至0.1 % （體積）。該系統(tǒng)符合亨利定律。亨利系數(shù) E=5.52 X 104 KPa若取吸收劑用量為理論最小用量的 1.5倍，試計算操作液氣比L/V 及出口液相組成X10 （12分）解：已知 y1=0.02 y 2=0.001E=5.52X 104 KPa P=101.33 KPa則 Y=0.02/ (1-0.02 )=0.0204 Y 2=0.001/ (1-0.001 ) =0.001m=E/P =5.25 X 104/101.33=544.75(L/V) min= (Y-Y)

16、/ (Y/m) = (0.0204- -0.001 ) / (0.0204/544.75 ) =517.5L/V=1.5(L/V) min=1.5 X 517.5=776.25又據(jù)全塔物料衡算L (X1X2) =V (Y-Y2)X1= (V/L) / (Y1-Y2) +X2= (1/776.25 )/ (0.0204 0.001 )=2.5X10-5即操作液氣比L/V為776.25出口液相組成X1為2.5 X 10-53、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,

17、吸收過程中亨利系數(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-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:Y i = 0.026, Y 2 = 0.0026 , m = E/P = 0.5/0.95 = 0.526Ls /G b = 0.1 X 1000/18/(100/22.4) = 1.244G b /A = (100/22.4)/( Tt/4X0.2j = 142.1 kmol.m -2.h-1X 1 = ( Y 1 - Y 2)/(Ls

18、 / Gb) = (0.026-0.0026)/1.244=0.0188AY = Y1 - Ye = 0.026-0.526 X 0.0188 = 0.0161A Y2 = Y 2 - Y2e = 0.0026A Ym = ( A Y1- A Y)/ln( A Y1/ A Y2) = 0.00741Nog = (Y 1-Y2)/ A Ym = 3.16Ky=(G/A) /Z) X Nog= 142.1/1.2 X 3.16=374. 2 kmol.m-3.h-1方法2：A =( Ls /G b) /m = 1.244/0.526 = 2.365Nog= A/(A-1)X ln(1-1/A)(Y

19、1-mX2)/(Y 2-mX)+1/A=2.365/1.365 X ln(1-1/2.365)(0.026/0.0026) +1/2.365 = 3.16Ky= 37.42 kmol.m -3.h-14、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0.03 ,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(wù)所需的氣相總傳質(zhì)單元數(shù)砧令解： y 1 = 0.03 , x 1e = 0

20、.03,所以 m = 1(L/G) min = (y 1-y 2)/(y 1/m) = m 刀=0.95 S = m/(L/G), L/G = m/S = 1/0.8 = 1.25(L/G)/(L/G) min = 1.25/0.95 = 1.316 x 1 = (y 1-y 2)/(L/G) = (0.03-0.03(1-0.95)/1.25 = 0.0228 Nog = 1/(1-S)ln(1-S)Y1/Y2+S = 7.843 。5、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%?；旌蠚饬繛?3kmol.h -1。入塔氣中含苯2% (比摩爾以下同)，入塔煤油中含苯 0.02

21、%。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：y 1 = 0.02 , y2 = 0.02 x 1%=0.0002x 1e = y 1e/m = 0.02/0.36 = 0.0556, X2 = 0.0002(L/G) min = (y 1-y2)/(x 1e-x 2)=(0.02-0.0002)/(0.0556-0.0002) = 0.3574L/G = 1.5(L/G)min = 1.5 X 0.3574 = 0.536 x 1 = x 2 + (y

22、 1- y 2)/(L/G)=0.0002+(0.02-0.0002)/0.536 = 0.0371A y1 = y 1 - mx = 0.02-0.36 X 0.0371 = 0.00664A y2 = y 2 - mx = 0.0002-0.36 X 0.0002 = 0.000128Ay m = (0.00664-0.000128)/ln(0.00664/0.000128) =0.00165N og = (y 1-y 2)/ A ym = (0.02-0.0002)/0.00165 = 12H og= G/( Kya) = 53/3600/( 兀/4 X 1.1 2 )/0.015 =

23、1.033 mZ = H 。漢 Nog= 1.033 X 12 = 12.4 m6、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(guān)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 = 0.10 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)(yi-mx2)/(y 2-mx2)+S解： y i = 0.01y 2 = y 1(1- 刀)=0.01(1-0.9) = 0.001 L/G=(

24、y1-y2)/x 1,X1 = (y 1-y 2)/(L/G) = (0.01-0.001)/1.5 = 0.006 Hog = G/Kya =(100/(0.785 X 0.5 2X3600) /0.1=1.415 mN og = 1/(1-S)ln(1-S) y 1/ y 2+SS = m/(L/G) = 1/1.5 = 0.667N og = 4.16Z = HogX Ndg= 1.415 X4.16 = 5.88 m 。7、用清水吸收氨空氣混合氣中的氨。混合氣進塔時氨的濃度y1 = 0.01 (摩爾分率)，吸收率90%,氣液平衡關(guān)系 y = 0.9x。試求：(1)溶液最大出口濃度；(2

25、)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y 1 = 0.01 ,刀=90%, y2= y 1(1- 刀)=0.01(1-0.9) = 0.001x 2 = 0 , x1 = y 1/0.9 = 0.01/0.9 = 0.0111(L/G) min = (y 1-y2)/(x 1e-x 2)=(0.01-0.001)/(0.01/0.9 ) = 0.811L/G = 2 (L/G)min = 2 X 0.811 = 1.62x 1 = (y 1-y 2)/(L/G)+x 2 = (0.

26、01-0.001)/1.62 = 0.00556y 1e = 0.9 X 0.00556=0.005Aym = (0.01-0.005)-(0.001-0) /ln(0.01-0.005)/0.001=0.0025N og = (y 1-y 2)/ Aym = (0.01-0.001)/0.0025 = 3.6 Z = 0.5 x 3.6 = 1.8m8、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(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

27、i式求：(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 = 0.9Xx 1e = y 1/m = 0.01/0.9 = 0.011(2) (L /G ) min = (y 1-y 2)/x 1e = (y 1-y 2)/(y 1/m)=mr = 0.9 x 0.9=0.81(3) (L /G ) = 2(Ls /G )min = 2 X 0.81 = 1.62S = mG/L =0.9/1.62=0

28、.556y1/ y 2 = 1/(1- r1 ) = 10N og = 1/(1-S) X ln(1-S) y1/ y 2+S=1/(1-0.556) Xln(1 -0.556) X 10+0.556 = 3.62(4) Z = HogX Nog= 0.5 X3.62 = 1.81 m9、在直徑為0.8m的填料塔中，用1200kg .h-1的清水吸收空氣和 SO混合氣中的SO, 混合氣量為1000m3 (標準)h -1,混合氣含SO1.3% (體積)，要求回收率99.5%。操 作條件為20 C、1atm,平衡關(guān)系為y = 0.75x，總體積傳質(zhì)系數(shù) Kya = 0.05kmol - m -3

29、- 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-1y i = 0.013 , ()= 0.995 , X2 = 0 , y = 0.75x Kya = 0.05kmol - m -3 - s-1,Ls = 1200/(3600 x 18)=0.0185 kmol/sG = 1000/(22.4 X 3600)=0.0124 kmol/s.為低濃度吸收，(L/G) = 0.0185/0.0124 = 1.49y 2 = y 1(1-() = 0.013(1-0.995) = 0.000065X1 = (G/L)(y

30、 1-y 2)+x 2 = (0.013-0.000065)/1.49 = 0.00 868 Z = H O( Ndg,而 Nog= (y 1-y 2)/ A ymA y1 = y 1-y 2e = 0.013-0.75 X 0.00868 = 0.006490A y2 = y 2-y 2e = 0.000065-0 = 0.000065A ym = ( Ay1-Ay2)/ln( AyAy2)=(0.006490-0.000065)/ln(0.006490/0.000065)=0.001396Ndg= (0.013-0.000065)/0.001396 = 9.266 Hog= G / (K y a A)=0.0124/(0.785X 0.8 X 0.8 X 0.05)= 0.494(m)Z = 9.266 X 0.494 = 4.58m10、某廠準備采用一個填料吸收塔用清水逆流吸收含有10%(體積。%的SO的混合氣體。已知塔內(nèi)的操作壓力102.63kN m 2和溫度25 C。要求處理的混合氣體量為1000(標準)m3-h-1,實際吸收劑單位耗用量比最小吸收劑單位耗用量大50%吸收率要達到9