第五章.吸收一章习题及答案

吸收一章习题及答案一、填空题1、用气相浓度△y为推动力的传质速率方程有两种，以传质分系数表达的速率方程为____________________，以传质总系数表达的速率方程为___________________________。

N A = k y (y-y i) N A = K y (y-y e)2、吸收速度取决于_______________，因此，要提高气－液两流体相对运动速率，可以_______________来增大吸收速率。

双膜的扩散速率减少气膜、液膜厚度3、由于吸收过程气相中的溶质分压总_________ 液相中溶质的平衡分压，所以吸收操作线总是在平衡线的_________。

增加吸收剂用量，操作线的斜率_________，则操作线向_________平衡线的方向偏移，吸收过程推动力（y－y e）_________。

大于上方增大远离增大4、用清水吸收空气与A的混合气中的溶质A，物系的相平衡常数m=2，入塔气体浓度y = 0.06，要求出塔气体浓度y2 = 0.006，则最小液气比为_________。

1.805、在气体流量，气相进出口组成和液相进口组成不变时，若减少吸收剂用量，则传质推动力将_________，操作线将_________平衡线。

减少靠近6、某气体用水吸收时，在一定浓度范围内，其气液平衡线和操作线均为直线，其平衡线的斜率可用_________常数表示，而操作线的斜率可用_________表示。

相平衡液气比7、对一定操作条件下的填料吸收塔，如将塔料层增高一些，则塔的H OG将_________，N OG将_________ (增加，减少，不变)。

不变增加8、吸收剂用量增加，操作线斜率_________，吸收推动力_________。

（增大，减小，不变）增大增大9、计算吸收塔的填料层高度，必须运用如下三个方面的知识关联计算：_________、_________、_________。

平衡关系物料衡算传质速率。

10、填料的种类很多，主要有________、_________、_________、________、___________、______________。

拉西环鲍尔环矩鞍环阶梯环波纹填料丝网填料11、填料选择的原则是_________________________________________。

表面积大、空隙大、机械强度高价廉，耐磨并耐温。

12、在选择吸收剂时，首先要考虑的是所选用的吸收剂必须有__________________。

良好的选择性，即对吸收质有较大的溶解度，而对惰性组分不溶解。

13、填料塔的喷淋密度是指_____________________________。

单位塔截面上单位时间内下流的液体量（体积）。

14、填料塔内提供气液两相接触的场所的是__________________。

填料的表面积及空隙15、填料应具有较_____的__________，以增大塔内传质面积。

大比表面积16、吸收塔内填装一定高度的料层，其作用是提供足够的气液两相_________ 传质面积二、选择题1、吸收速率主要决定于通过双膜的扩散速度，要提高气液两流体的相对运动，提高吸收效果，则要_________。

BA. 增加气膜厚度和减少液膜厚度B. 减少气膜和液膜厚度C. 增加气膜和液膜厚度2、当吸收质在液相中的溶解度甚大时，吸收过程主要受_________控制，此时，总吸收系数K y近似等于_________。

A、DA. 气膜；B. k x；C. 气液膜同时；D. k y；E. 液膜；F. K x3、双膜理论认为吸收过程的阻力集中在_________。

AA. 两膜层中；B. 界面上；C. 液膜之中；D. 气膜之中；4、升温会使气体在液体中的溶解度_________，对吸收操作_________。

C、DA. 有利；B. 变大；C. 变小；D. 不利；E. 不变；F. 无影响；5、_________，对吸收操作有利。

AA.温度低，气体分压大时B.温度低，气体分压小时；C.温度高，气体分压大时；D.温度高，气体分压小时；6、对处理易溶气体的吸收，为较显著地提高吸收速率，应增大_________的流速。

AA. 气相；B. 液相；C. 气液两相；7、若享利系数E值很大，依据双膜理论，则可判断过程的吸收速率为_________控制。

BA. 气膜；B. 液膜；C. 双膜8、在吸收塔某处，气相主体浓度y = 0.025，液相主体浓度x = 0.01，气相传质分系数k y = 2 kmol.m-2.h-1，气相总传质系数K y = 1.5kmol.m-2.h-1，则该处气液界面上气相浓度y i 应为_______，平衡关系y = 0.5x。

BA. 0.02B. 0.01C. 0.015D. 0.005y e = 0.5×0.01 = 0.005N A = K y（y-y e）= k y（y-y i）1.5（0.025-0.005）=2（0.025-y i）∴y i = 0.019、通常所讨论的吸收操作中，当吸收剂用量趋于最小用量时，完成一定的分率_______。

DA. 回收率趋向最高；B. 吸收推动力趋向最大；C. 操作最为经济；D. 填料层高度趋向无穷大。

10、对于逆流操作的吸收塔，其它条件不变，当吸收剂用量趋于最小用量时，则_____。

DA. 吸收推动力最大；B. 吸收率最高；C. 出塔气浓度最低；D. 吸收液浓度趋于最高。

11、在常压下用水逆流吸空气中的CO2，若将用水量增加则出口气体中的CO2量将_____气相总传质系数K y 将_____，出塔液体中CO2浓度将_____。

B. A. B.A. 增加、B. 减少、C. 不变12、选择吸收设备时，综合考虑吸收率大，阻力小，稳定性好结构简单造价小，一般应选_____。

AA. 填料吸收塔B. 板式吸收塔C. 喷淋吸收塔13、为使脱吸操作易于进行，通常可采用_____或_____。

A、CA. 升温；B. 加压；C. 减压；D. 降温；14、对于脱吸操作，其溶质在液体中的实际浓度_____与气相平衡的浓度。

BA. 小于；B. 大于；C. 等于；15、填料吸收塔空塔的速度应_____于液泛速度。

BA. 大；B. 小；C. 等16、对吸收操作影响较大的填料特性是_____。

AA. 比表面积和自由体积；B. 机械强度；C. 对气体阻力要小；五、计算题1、某一逆流操作的填料塔中，用水吸收空气中的氨气。

已知塔底气体进气浓度为0.026（摩尔比）（下同），塔顶气相浓度为0.0026，填料层高度为1.2m，塔内径为0.2m，吸收过程中亨利系数为0.5 atm，操作压力0.95 atm，平衡关系和操作关系（以摩尔比浓度表示）均为直线关系。

水用量为0.1m3.h-1，混合气中空气量为100m3.h-1（标准状态下）。

试求此条件下，吸收塔的气相总体积传质系数。

解：方法1：Y1 = 0.026, Y2 = 0.0026，m = E/P = 0.5/0.95 = 0.526Ls /G B = 0.1×1000/18/(100/22.4) = 1.244G B /A = (100/22.4)/(π/4×0.22) = 142.1 kmol.m-2.h-1X1 = ( Y1 - Y2)/(Ls / G B) = (0.026-0.0026)/1.244= 0.0188ΔY1 = Y1 –Y1e = 0.026-0.526×0.0188 = 0.0161ΔY2 = Y2 – Y2e = 0.0026ΔY m = (ΔY1-ΔY2)/ln(ΔY1/ΔY2) = 0.00741N OG = (Y1-Y2)/ΔYm = 3.16∴ＫYａ＝（（G B/A）/Z）×N OG = 142.1/1.2×3.16= 37.42 kmol.m-3.h-1方法2：A = （Ls /G B）/m = 1.244/0.526 = 2.365N OG = A/(A-1)×ln[(1-1/A)(Y1-mX2)/(Y2-mX2)+1/A]= 2.365/1.365×ln[(1-1/2.365)(0.026/0.0026) +1/2.365] = 3.16∴ＫYａ＝37.42 kmol.m-3.h-12、在常压逆流操作的填料塔内，用纯溶剂S 吸收混合气体中的可溶组分A 。

入塔气体中A 的摩尔分率为0.03，要求吸收率为95%。

已知操作条件下的解吸因数为0.8 ，物系服从亨利定律，与入塔气体成平衡的液相浓度为0.03（摩尔分率）。

试计算：(1) 操作液气比为最小液气比的倍数；(2) 出塔液体的浓度；(3) 完成上述分离任务所需的气相总传质单元数N OG。

解：①y1 = 0.03 , x1e = 0.03 ，所以m = 1(L/G)min = (y1-y2)/(y1/m) = mη= 0.95S = m/(L/G)，L/G = m/S = 1/0.8 = 1.25∴(L/G)/(L/G)min = 1.25/0.95 = 1.316②x1 = (y1-y2)/(L/G) = (0.03-0.03(1-0.95))/1.25 = 0.0228 ③N OG = 1/(1-S)ln[(1-S)Y1/Y2+S] = 7.843。

3、常压下，用煤油从苯蒸汽与空气混合物中吸收苯，吸收率为99％。

混合气量为53kmol.h-1。

入塔气中含苯2％（体积），入塔煤油中含苯0.02％（摩尔分率）。

溶剂用量为最小用量的1.5倍。

在操作温度50℃下，相平衡关系为y = 0.36x，总传质系数K y a ＝0.015kmol.m-3.s-1。

塔径为1.1米。

试求所需填料层高度。

解：y1 = 0.02，y2 = 0.02×1%=0.0002 x1e = 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 = 0.536x1 = x2 + (y1- y2)/(L/G)=0.0002+(0.02-0.0002)/0.536 = 0.0371Δy1 = y1 –mx1 = 0.02-0.36×0.0371 = 0.00664 Δy2 = y2 –mx2 = 0.0002-0.36×0.0002 = 0.000128Δy m = (0.00664-0.000128)/ln(0.00664/0.000128)= 0.00165N OG = (y1-y2)/Δy m = (0.02-0.0002)/0.00165 = 12 H OG = G/(Ｋyａ) = 53/3600/(π/4×1.12 )/0.015 = 1.033 mZ = H OG×N OG = 1.033×12 = 12.4 m4、有一逆流填料吸收塔, 塔径为0.5m，用纯溶剂吸收混合气中的溶质。