吸收复习

气体的吸收
一、 气体吸收复习题
1．吸收分离操作的依据是什么？
2．掌握气、液相组成的表达方式和相互之间的换算。

3．掌握亨利定律的应用以及各亨利系数E 、H 、m 之间的换算。

4．说明物系、温度、压强对亨利系数E 、H 、m 的影响以及对溶解度的影响。

5．理解分子扩散、涡流扩散和对流传质的意义，写出费克定律的表达式。

6．简述双膜理论的要点。

7．吸收推动力和阻力有哪些表示方法？何谓气相阻力控制和液相阻力控制，如何判断？
8．说明吸收率的定义，吸收过程为什么常采用逆流操作？提高吸收速率的途径是什么？
9．掌握吸收塔的物料衡算和最小液气比的确定方法。

10．液气比的大小对吸收操作有什么影响？适宜液气比的确定原则是什么？
11．掌握填料层高度的计算方法。

熟悉传质单元高度和传质单元数的意义和影响因素。

12．掌握传质单元数的计算方法，当V
L m
时，传质单元高度又如何确定？ 13．写出脱吸因数或吸收因数的定义，并说明脱吸因数或吸收因数对吸收操作的影响。

14．当吸收实际操作液气比小于最小液气比时，该吸收塔是否无法操作？为什么？
15．当吸收塔的入塔液相浓度升高时，将对吸收操作有何影响？
16．简述填料的作用并简述填料的作用和特性；填料塔是由哪几部分组成？
17．填料的类型有哪些？填料塔的流体力学特性有哪些？
二、 题型示例
（一）填充题
1．吸收是分离 的单元操作，它是利用混合气体中各组分在吸收剂中的 差异，而达到分离目的。

2．亨利系数E 的数值大小表示气体溶于液体中的难易程度。

亨利系数越大，气体在液体中的溶解度 。

3．相平衡常数m 与压强和温度有关，压强升高，m 值 ，温度升高，m 值 。

4．吸收操作和解吸操作都与温度和压强有关。

较 的温度和较 的压强对吸收操作有利；而较 的温度和较 的压强对解吸操作有利。

5．双膜理论认为：吸收质是以 扩散方式通过气液两膜，传质阻力主要集中在气液两膜内，所以双膜理论又称为 理论。

6．要获得同样浓度的气体溶液，对易溶气体所需的压强 ，而对难溶气体所需的压强 。

7．对压强不太高的稀溶液，相平衡常数m 与亨利系数E 的关系是 ，亨利系数E 与溶解度系数H 的关系是 。

8．解吸因数的定义为 之比，其值越小，则吸收推动力 。

9．吸收操作能够进行的条件是Y Y *，解吸操作能够进行的条件是Y Y *，过程能够达到的最大限度是X X *。

10．当操作线位于平衡线上方时，塔内进行的是操作；而操作线位于平衡线下方时，塔内进行的是操作。

11．传质设备有两类常用的塔器，在塔内，气液两相组成沿塔高呈连续变化；在塔内，气液两相组成沿塔高呈阶跃式变化。

12．吸收操作线方程式为Y=2.5X+0.3，平衡线方程为Y*=1.5X，其解吸因数为，若吸收剂用量为1320kmol/h，则惰性气流量为kmol/h。

13．混合气体中吸收质为易溶气体时，溶解度系数，若有k G≈k L，则该吸收过程为控制。

14．对一定的吸收过程，液气比越大，所需的传质单元数，压强越高，所需的传质单元数。

15．平衡关系为p*=0.5C A kPa，气膜吸收系数k G=3.2⨯10-6[kmol/（m2⋅s⋅kPa）]，液膜吸收系数k L=1.79⨯10-4m/s，则此吸收过程为控制。

16．解吸因数的数值越大，吸收推动力则，所需的传质单元数就。

17．由于塔壁面处的填料层空隙率大，阻力小，而使得液体在下降的过程中，有朝塔壁面处汇集的趋向称为。

18．常见的短管形（环形）有环、环、环（至少写三种）。

（二）选择题
1．混合气中的吸收质浓度很低，而吸收剂用量很大时，吸收过程可认为是。

A、化学吸收；
B、物理吸收；
C、等温吸收；
D、非等温吸收。

2．在吸收塔内，混合气体中的惰性气体浓度从塔进口到塔出口逐渐，其摩尔流量。

A、降低，增高；
B、增高，降低；
C、降低，不变；
D、增高，不变。

3．亨利系数值越大，气体的溶解度。

A、越大；
B、越小；
C、不变；B、无关。

4．对低浓度吸收，K ya≈。

A、k Ga⋅P；
B、K Ga⋅P；
C、K La⋅C总；
D、k La⋅ C总。

5．当吸收阻力用1/k G表示时，其对应的吸收推动力为。

A、p-p*；
B、p-p i；
C、p*-p；
D、p i-p。

6．气体混合物中的溶质组成Y1=0.02，平衡关系为Y*=2.0X，入塔吸收剂中不含吸收质，液气比为0.8，吸收质的吸收率最大为。

A、100%；
B、80%；
C、60%；
D、40%；
7．填料塔的正常操作空塔气速应在载点气速之上，在泛点气速的倍之下。

A、0.8；
B、0.5；
C、1.0；
D、0.9。

（三）是非题
1．吸收操作中所指的惰性气体是不与任何气体发生化学反应的气体。

（）
2．吸收操作计算中采用了比摩尔分率，就是为了简化吸收计算。

（）
3．体系达平衡时的液相浓度是在操作条件下的最大浓度。

（）
4．气体在液体中溶解时的亨利系数E大，气体属难溶气体。

（）
5．当系统的液相浓度低于平衡浓度时，X<X*，该系统进行的的是解吸操作。

（）
6．吸收操作能够进行的条件是溶质在气相的分压必须满足p<p*。

（）
7．实际吸收剂用量小于最小用量时，吸收塔内可能会进行解吸操作。

（）
8．解吸因数的大小反映了吸收推动力的大小，其值越大，吸收推动力就越大，所需传质单元数就越少。

（）
9．难溶气体的吸收属气膜控制。

（）
10．操作线位于平衡线下方时，塔内进行的是解吸操作。

（）
11．混合气体中各组分的比摩尔分率之和等于1。

（）
12．填料塔内安装液体再分布器主要是为了减小“塔壁效应”对吸收操作的影响。

（）（四）计算题
1．某混合气体中含有CO2为2%（体积），其余为空气。

操作压强为506.5kPa，操作温度为30o C，在操作条件下，气液平衡关系为p*=1.88⨯105x kPa。

试求：（1）相平衡常数m；（2）在100kg 水中最多可溶解多少kgCO2？
2．在逆流吸收塔内用纯水吸收混合气中的甲醇。

混合气体入塔气量为3600m3/h（标准状态），在标准状态下每m3混合气中含有甲醇25g。

要求吸收率不低于95%，用水量为最小用量的1.3倍。

在操作条件下平衡关系为Y*=1.15X。

试求：（1）塔底溶液浓度（以kgCH3OH/m3H2O单位表示）；（2）实际用水量m3/h。

3．在逆流填料塔内用清水吸收混合气中的甲醇。

在压强为1atm，温度为27o C的操作条件下，混合气流量为1200m3/h，入塔混合气中甲醇的摩尔分率为0.0769。

现工艺要求甲醇的吸收率不低于95%，塔底溶液中甲醇浓度不大于0.03（kmolCH3OH/kmolH2O）。

操作条件下的平衡关系为Y*=1.1X，空塔气速为0.4m/s。

试求所需的填料层高度m。

4．在一逆流填料塔中用清水吸收空气与SO2混合气中的SO2。

填料塔的操作温度为293K，压强为101.3kPa，在该操作条件下混合气的流量为500m3/h，平衡关系为Y*=30.94X。

已知进塔
气体中SO2的体积分率为9%，要求吸收率不低于98%，实际用水量为15000kg/h，吸收系数K Y=0.79
（kmol/m2⋅h），塔径为0.6m，填料的有效比表面积a=93 （1/m）。

试求：（1）每小时可以吸收的SO2量kmol/h；（2）所需的填料层高度m。

5．某气体混合物中含吸收质氨2%（体积），送入逆流吸收塔用纯水吸收。

要求吸收率为90%，操作液气比取最小液气比的1.25倍，平衡关系为Y*=2X。

试求：（1）出塔溶液中的溶质浓度X1；（2）若H OG=0.5m，求填料层高度m；（3）若其它条件不变，仅将吸收率增加到99%，此时所需的填料层要比原来高多少m？
6．在一直径为0.8m，操作压强为101.3kPa的逆流填料吸收塔内，用清水吸收分压为1330Pa 的空气和氨混合液中的氨。

经过吸收后，混合气中的氨99.5%被水吸收。

已知入塔的混合气体的质量流量为1400kg/h，水的流量为最小流量的1.44倍。

混合气体总压为101.3kPa，温度为20o C，气液平衡关系为Y*=0.755X，气相体积吸收系数K Ya=314（kmol/m3⋅h）。

试求：（1）传质单元高度m；（2）传质单元数；（3）吸收操作所需的填料层高度m。

（空气的摩尔质量为29kg/kmol）。