第八章气体吸收习题集

第8章气体吸收

—. 填空题

1.亨利定律表达式p e=Ex, 若某气体在水中的亨利系数E很小, 说明气体为

_______ 气体.

2.在吸收过程中, K y、k y是以___________和____________为推动力的吸收系数.

3.若总吸收系数和吸收分系数间的关系可表示为: 1/K G=1/k G+H/k L, 其中1/k g表

示_______________, 当__________项忽略的, 表示该吸收过程为气膜控制.

4.双膜理论的要点是____________________, ____________________________,

_________________________, _______________________________________.

5.吸收塔的操作线方程和操作线是通过___________________________得到的,

它们与______________, ___________________等无关.

6.在气体流量及气相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____________, 操作线将_______________.

7.压力_________, 温度_________, 将有利于解吸的进行. 吸收因数A表示___

与_______之比.

8.当代表体系组成的点A中落在气液平衡曲线____________________时, 说明

溶质组份在气相的分压___________平衡分压, 溶质组分由______________________相转入_____________相, 这种过程称为吸收.

二. 选择题

1. 在双组分理想气体混合物中, 组分A的扩散系数是( ).

A.组分A的物性参数

B.组分B的物性参数

C.系统的物性参数

D.仅取决于系统的状态

2. 在吸收操作中, 吸收塔某一截面上的总推动力(以气相组成表示)为( ).

A.Y-Y e

B.Y e-Y

C.Y i-Y

D.Y-Y i

3. 含低浓度溶质的气液平衡系统中, 溶质在气相中的摩尔组成与其在液相中的摩尔组成的差值为( ).

A.负值

B.正值

C.零

D.不确定

4. 某吸收过程, 己知气膜吸收系数k y=2kmol/m2h, 液膜传质系数为k x=4kmol/m2h, 由此可判断该过程为( ).

A.气膜控制

B.液膜控制

C.不能确定

D.双膜控制

5. 在逆流操作的填料塔中, 当吸收因数A小于1时, 且填料层为无限高时, 则气

液相平衡出现在( ).

A.塔顶

B.塔上部

C.塔底

D.塔下部

6. 在逆流吸收塔中, 用纯溶剂吸收混合气中的溶质组分, 其液气比为2.85, 平衡关系为y=1.5x, 回收率为95%, 则液气比与最小液气比之比为( ).

A.3

B.2

C.1.8

D.1.5

7. 在逆流吸收塔中, 用纯溶剂吸收混合气中的溶质, 平衡关系符合亨利定律, 当进塔气体组成增大时, 其它条件假设不变, 则出塔气体组成( ).

A. 增大

B.变小

C.不变

D.不确定

三. 计算题

1.在盛水的鼓泡吸收器中通入纯CO2, 经长期接触后测得水中CO2的平衡浓度

为 2.857×10-2mol/L. 鼓泡器中的总压为101.3kPa, 水温30℃, 溶液密度为1000kg/m3, 求亨利系数, 并将此实验值与文献值1.414×106mmHg作比较.

2.某逆流吸收塔, 塔底排出液中含溶质摩尔分数为2×10-4, 进口气体中含溶质

体积分数为2.5%, 操作压力为101.3kPa, 气液平衡关系为y=50x. 问塔底推动力(y-y e)及(x e-x)各为多少？

3.某填料塔用水吸收混合气中的丙酮蒸气. 混合气流率为16kmol/hm2, 操作压

力为101.3kPa, 己知容积传质系数k y a为64.6kmol/hm3, k l a为16.6kmol/(hm3) (kmol/m3), 相平衡关系为p A=0.0456C A, 式中气相分压p A的单位为atm, 平衡浓度单位为kmol/m3. 试求:

(1)容积总传质系数及传质单元高度H OG.

(2)液相阻力占总传质阻力的百分数.

4.在设计某降膜吸收器时, 规定塔底气相中溶质的摩尔分数为0.05, 液相中溶

质的摩尔分数为0.01. 两相的传质系数分别为k x=8×10-4kmol/sm2, k y=5×10-4kmol/sm2. 操作压力为101.3kPa时的相平衡关系为y=2x, 试求: 该处的传质速率N, 单位为kmol/sm2.

5.对低含量气体逆流吸收, 试证;

N OG=[1/(1-mG/L)]lnΔy1/Δy2

6.含硫化氢摩尔分数为2.5×10-5的水与空气逆流接触以使水中的硫化氢脱除,

操作在101.3kPa, 25℃下进行, 物系的平衡关系为y=545x, 水的流率为5000kg/m2h.试求:

(1)为使水中硫化氢的摩尔分数降至0.1×10-5所需的最少的空气用量.

(2)当空气用量G=0.40kmol/hm2, 设计时塔高不受限制, 可以规定离开解吸

塔的水中硫化氢最低摩尔分数是多少？

7.某吸收塔用25×25的瓷环作填料, 充填高度5m, 塔径1m, 用清水逆流吸收

流量为2250m3/h的混合气. 混合气中含丙酮的体积分数为5%, 塔顶逸出废气中含丙酮的体积分数为0.26%, 塔底液体中每千克水带有60克丙酮, 操作在101.3kPa、25℃下进行, 物系的平衡关系为y=2x. 试求:

(1)该塔的传质单元高度H

OG 及容积传质系数K

y

a.

(2)每小时回收的丙酮量.

8. 某填料吸收塔高 2.7m, 在常压下用清水逆流吸收混合气体中的氨. 混合气入塔的摩尔流率为0.03kmol/m2s, 清水喷淋密度为0.018kmol/m2s. 进口气体中含氨体积分数为2%, 己知气相总传质系数为K

y

a=0.1kmol/m3s,操作条件下的亨利系数为60kPa, 试求排出气体中氨的浓度.

9.在一逆流操作的吸收塔中用清水吸收氨一空气混合气中的氨，混合气体流量为0.025kmol/s，混合气入塔含氨摩尔分率为0.02，出塔含氨摩尔分率为0.001，

气液平衡关系y=1.2x，总传质系数为K

y

a=0.0522kmol/sm3，若塔径为1m，实际液气比为最小液气比的1.2倍，求所需塔高为多少米.

10.在填料塔内用硫酸吸收废气中的氨，操作条件下的气液平衡关系为y=0，在下列情况下传质单元高度H OG皆为0.5m，试比较所需要的填料层高度：(1)废气中含氨1%，要求吸收率为90%；(2)废气中含氨1%(mol)，要求吸收率为99%.

11.用清水逆流吸收有机合成残气中的甲醇，处理量为1m3/s，入塔气体中含甲

醇1.78%(mol),要求吸收率为90%，操作液气比为最小液气比的130%,当时条件下气液平衡关系为y=1.15x，试求吸收所需的气相传质单元数.

12.在直径为1m的填料吸收塔中，用清水作吸收剂逆流吸收，入塔混合气体的流