第三章 吸收习题讲解
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k I* ,DAl和CAt ，而与Kl,S1无关，所以增加液相扰动对
其吸收速率无影响，增加气相扰动提高 A的浓度 可提高吸收速率。(133)
2-8：
2-9：
2-10 ：某气体混合物含甲烷 95 ％，正丁烷 5 ％，现采 用不挥发的烃油进行吸收，油气比为 1 ∶ 1 ，进塔温 度均为37℃，吸收在3atm（绝压）下操作, 现从气体 中吸收80％的丁烷，求所需理论板数。（p168,169） 解：查P-T-K图，得正丁烷 K=0.95 由吸收因子A=L/KG 得 L/G=AK=0.95A=1 解得A=1.053 由题知，η= 0.8 Φ=1-η=1-0.8=0.2 根据公式（3-295）
4，对一级不可逆化学反应： 。在什么情况下 可看做物理吸收？在什么情况下可看做气膜控制？ （p130）
M tan h M
• 答: • (1)当液相中总反应量远小于扩散传递总量，即 1》k1*t时，可看做物理吸收。 • (2)当反应在液膜中某个面瞬间完成，即M趋向 于无穷大时，可看做气膜控制。
5, 归纳教材中讨论的三类不可逆反应化学吸收速率 式，并画出相应的溶质在气液两相中的浓度分布线 。（p133,134）
1 P =0.05atm kg=8.33x10-3kmol/(m2 • 解：（1）已知： b A 2
、· atm · s) kl=3x10-3m/s
DH 2 SO 4 d 1 DNH 3
• 此吸收剂的临界浓度为： bkg c 1/28.33103 Cbl PA 0.05 0.069 kmol 3 1310 dkl c 3 • 由不等式 Cbl Cbl 0.069kmol / m
/ m
3
• 要使其为气膜控制则吸收剂的浓度至少为0.069kmol/m3
c • （2）当Cbl=0.08kmol/m3 时有 Cbl Cbl 其过程为气
膜 控 制 ， 吸 收 速 率 为 NA=kgpA=8.33x10-3 x0.05=4.165x10-4 kmol/(m2· s) • 此时的反应为快速反应，其吸收速率仅取决于
6，对于瞬时反应和慢反应的化学吸收，应分别用何 种塔型？ 答： 填料塔反应器主要用于气液相反应，由 于液体沿填料表面下流，在填料表面形成液 膜而气相接触进行反应，故液相主体量较少， 适用于快速和瞬间反应过程，能获得较大的 液相转化率。所以瞬时反应用填料塔。 鼓泡塔反应器适用于液相也参与反应的 中速、慢速反应和放热量大的反应，所以慢 反应用鼓泡塔。
• 2-7:用硫酸吸收混合气中氨气，反应式如下 NH3 + ½H2SO4 → ½(NH4)2SO4 已 知 ： 氨 的 分 压 为 0.05atm 。 气 相 传 质 分 系 数 kg=8.33x10-3 kmol/(m2· atm· s), 液 相 传 质 分 系 数 kl=3x10-3 m/s，D H2SO4 =D NH3 ，问： （1）为使吸收过程以较快的速度进行，不受液膜中 液膜扩散的限制，过程为气膜控制时吸收剂硫酸 的浓度至少应为多少？（p140） （2）当吸收剂硫酸浓度为0.08kmol/m3时，吸收速率 为多少？分别增加气液相扰动对吸收速率有何影 响？
2 ，何谓传质模型？试述双模论、渗透论、和表面更 新论等传质模型的优缺点并加以比较。（p116~119， 137） • 答：传质模型是指表示物质进行传递的机理的模 型。
3，化学吸收增强因子 β的意义是什么？提高它的目 的是什么？(p122) • 答： • （1）化学吸收增强因子是指：在推动力相同时， 化学吸收速率比纯物理吸收速率所增加的倍数。 • （2）提高它的目的是降低液膜阻力，提高吸收速 率。
1 1 1 1 ln 1 A ln 1 0.2 A A 1.053 1.053 N 3.6 ln A ln 1.053
取整数wk.baidu.com理论板数为4.
其吸收速率无影响，增加气相扰动提高 A的浓度 可提高吸收速率。(133)
2-8：
2-9：
2-10 ：某气体混合物含甲烷 95 ％，正丁烷 5 ％，现采 用不挥发的烃油进行吸收，油气比为 1 ∶ 1 ，进塔温 度均为37℃，吸收在3atm（绝压）下操作, 现从气体 中吸收80％的丁烷，求所需理论板数。（p168,169） 解：查P-T-K图，得正丁烷 K=0.95 由吸收因子A=L/KG 得 L/G=AK=0.95A=1 解得A=1.053 由题知，η= 0.8 Φ=1-η=1-0.8=0.2 根据公式（3-295）
4，对一级不可逆化学反应： 。在什么情况下 可看做物理吸收？在什么情况下可看做气膜控制？ （p130）
M tan h M
• 答: • (1)当液相中总反应量远小于扩散传递总量，即 1》k1*t时，可看做物理吸收。 • (2)当反应在液膜中某个面瞬间完成，即M趋向 于无穷大时，可看做气膜控制。
5, 归纳教材中讨论的三类不可逆反应化学吸收速率 式，并画出相应的溶质在气液两相中的浓度分布线 。（p133,134）
1 P =0.05atm kg=8.33x10-3kmol/(m2 • 解：（1）已知： b A 2
、· atm · s) kl=3x10-3m/s
DH 2 SO 4 d 1 DNH 3
• 此吸收剂的临界浓度为： bkg c 1/28.33103 Cbl PA 0.05 0.069 kmol 3 1310 dkl c 3 • 由不等式 Cbl Cbl 0.069kmol / m
/ m
3
• 要使其为气膜控制则吸收剂的浓度至少为0.069kmol/m3
c • （2）当Cbl=0.08kmol/m3 时有 Cbl Cbl 其过程为气
膜 控 制 ， 吸 收 速 率 为 NA=kgpA=8.33x10-3 x0.05=4.165x10-4 kmol/(m2· s) • 此时的反应为快速反应，其吸收速率仅取决于
6，对于瞬时反应和慢反应的化学吸收，应分别用何 种塔型？ 答： 填料塔反应器主要用于气液相反应，由 于液体沿填料表面下流，在填料表面形成液 膜而气相接触进行反应，故液相主体量较少， 适用于快速和瞬间反应过程，能获得较大的 液相转化率。所以瞬时反应用填料塔。 鼓泡塔反应器适用于液相也参与反应的 中速、慢速反应和放热量大的反应，所以慢 反应用鼓泡塔。
• 2-7:用硫酸吸收混合气中氨气，反应式如下 NH3 + ½H2SO4 → ½(NH4)2SO4 已 知 ： 氨 的 分 压 为 0.05atm 。 气 相 传 质 分 系 数 kg=8.33x10-3 kmol/(m2· atm· s), 液 相 传 质 分 系 数 kl=3x10-3 m/s，D H2SO4 =D NH3 ，问： （1）为使吸收过程以较快的速度进行，不受液膜中 液膜扩散的限制，过程为气膜控制时吸收剂硫酸 的浓度至少应为多少？（p140） （2）当吸收剂硫酸浓度为0.08kmol/m3时，吸收速率 为多少？分别增加气液相扰动对吸收速率有何影 响？
2 ，何谓传质模型？试述双模论、渗透论、和表面更 新论等传质模型的优缺点并加以比较。（p116~119， 137） • 答：传质模型是指表示物质进行传递的机理的模 型。
3，化学吸收增强因子 β的意义是什么？提高它的目 的是什么？(p122) • 答： • （1）化学吸收增强因子是指：在推动力相同时， 化学吸收速率比纯物理吸收速率所增加的倍数。 • （2）提高它的目的是降低液膜阻力，提高吸收速 率。
1 1 1 1 ln 1 A ln 1 0.2 A A 1.053 1.053 N 3.6 ln A ln 1.053
取整数wk.baidu.com理论板数为4.