化工原理第五章吸收题

六 吸 收

浓 度 换 算

2.1甲醇15%(质量)的水溶液, 其密度为970Kg/m3, 试计算该溶液中甲醇的: (1)摩 尔分率; (2)摩尔比; (3)质量比; (4)质量浓度; (5)摩尔浓度。

分 子 扩 散

2.2 估算1atm及293K下氯化氢气体(HCl)在(1)空气,(2)水(极稀盐酸)中的扩散系数。

2.3一小管充以丙酮,液面距管口1.1cm,20℃空气以一定速度吹过管口,经5 小时后液 面下降到离管口2.05cm,大气压为750[mmHg],丙酮的蒸汽压为180[mmHg] , 丙酮液密度为 7900[kg/m3],计算丙酮蒸汽在空气中的扩散系数。

2.4 浅盘内盛水。水深5mm,在1atm又298K下靠分子扩散逐渐蒸发到大气中。假定传质 阻力相当于3mm厚的静止气层,气层外的水蒸压可忽略,求蒸发完所需的时间。

2.5 一填料塔在常压和295K下操作，用水除去含氨混合气体中的氨。在塔内某处，氨 在气相中的组成ya=5%(摩尔百分率)。液相氨的平衡分压P=660Pa,物质通量NA = 10 - 4[kmol/m2·S],气相扩散系数DG=0.24[cm2/s],求气膜的当量厚度。

相 平 衡 与 亨 利 定 律

2.6 温度为10℃的常压空气与水接触，氧在空气中的体积百分率为21%， 求达到平衡 时氧在水中的最大浓度, （以[g/m3]、摩尔分率表示）及溶解度系数。以[g/m3·atm]及 [kmol/m3·Pa]表示。

2.7 当系统服从亨利定律时，对同一温度和液相浓度，如果总压增大一倍则与之平衡 的气相浓度(或分压) (A)Y增大一倍; (B)P增大一倍;(C)Y减小一倍; (D)P减小一倍。

2.8 25℃及1atm下,含CO220%,空气80%(体积%)的气体1m3，与1m3的清水在容积2m3的 密闭容器中接触进行传质,试问气液达到平衡后,

(1)CO2在水中的最终浓度及剩余气体的总压为多少?

(2)刚开始接触时的总传质推动力ΔP,Δx各为多少？气液达到平衡时的总传质推动 力又为多少？

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2.9 在填料塔中用清水吸收气体中所含的丙酮蒸气,操作温度20℃,压力1atm。若已知 气相与液相传质分系数（简称传质系数）kG＝3.5×10-4[kmol/(m2.s.atm)],kL=1.5×10-4 [m/s],平衡关系服从亨利定律,亨利系数E=32atm,求KG、Kx、Ky和气相阻力在总阻力中所 占的比例。

2.10 在一填料塔中用清水吸收混合气中的氨。吸收塔某一截面上的气相浓度y=0.1， 液相浓度x=0.05(均为摩尔分率)。气相传质系数ky=3.84×10-4[kmol/(m2.s.Δy)],液相传 质系数kx=1.02×10-2[kmol/(m2.s.Δx)],操作条件下的平衡关系为y=1.34x,求该截面上的: (1)总传质系数Ky,[kmol/(m2.s.Δy)]; (2)总推动力Δy;

(3)气相传质阻力占总阻力的比例; (4)气液介面的气相、液相浓度yi和xi。

操 作 线 作 法

2.11 根据以下双塔吸收的四个流程,分别作出每个流程的平衡线（设为一直线）和操 作线的示意图。

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2.12 示意画出下列吸收塔的操作线。（图中yb1>yb2，xa2>xa1；yb2气体和xa2液体均在塔内与其气、液相浓度相同的地方加入）

习题12附图

2.13 在填料塔中用纯水逆流吸收气体混合物中的SO2, 混合气中SO2初始浓度为5%(体 积),在操作条件下相平衡关系y=5.0x,试分别计算液气比为4和6时,气体的极限出口浓度( 即填料层为无限高时,塔气体出口浓度)及画出操作线。

2.14 在吸收过程中，一般按图1设计，有人建议按图2流程设计吸收塔，试写出两种情况下的操作线方程，画出其操作线，并用图示符号说明操作线斜率和塔顶、 底的操作状态点。

习题14附图

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设 计 型 计 算

2.15 用填料塔以清水吸收空气中的丙酮，入塔混合气量为1400[Nm3/h]，其中含丙酮4%(体积%),要求丙酮回收率为99%,吸收塔常压逆流操作，操作液气比取最小液气比的1.2倍,平衡关系为y=1.68x,气相总传质单元高度HOG=0.5m求:

(1) 用水量及水溶液的出口浓度xb

(2) 填料层高度Z(用对数平均推动力法计算NOG)。

2.16 某工厂拟用清水吸收混合气体中的溶质A,清水用量为4500[kg/h],混合气体量为2240[Nm3/h],其中溶质A的含量为5%(体积%),要求吸收后气体中溶质含量为0.3%, 上述任务用填料塔来完成,已知体积总传质系数KYa为307[kmol/m3.h],平衡关系为y=2x,如塔径已确定为1m,求填料层高度为多少m?(NOG用吸收因数法)

2.17 用填料塔从一混合气体中吸收所含苯。进塔混合气体含苯5%(体积百分数),其余 为惰性气体。回收率为95%。吸收塔操作压强为780mmHg，温度为25℃,进入填料塔的混合气体为1000m3/h。吸收剂为不含苯的煤油。煤油的耗用量为最小用量的1.5倍。气液逆流流动。已知该系统的平衡关系为Y=0.14X(式中Y、X均为摩尔比)。已知气相体积总传质系数KYa=125kmol/m3.h。煤油的平均分子量为170Kg/Kmol。塔径为0.6m。试求:

(1) 煤油的耗用量为多少Kg/h? (2) 煤油出塔浓度X1为多少?

(3) 填料层高度为多少m? 习题 17 附图 (4) 吸收塔每小时回收多少Kg苯?

(5) 欲提高回收率可采用哪些措施?并说明理由。

2.18 在逆流操作的填料塔内,用纯溶剂吸收混合气体中的可溶解组分。已知: 吸收剂 用量为最小量的1.5倍,气相总传单元高度HOG=1.11m,(HOG=GB/KYa,其中GB---惰性气体的 流率，Kmol/m2.s；KYa---以气相摩尔比差为总推动力的气相体积总传质系数Kmol/m3.s. △Y),操作条件下的平衡关系为Y=mX(Y、X--摩尔比),要求A组分的回收率为90%,试求所须 填料层高度。

在上述填料塔内,若将混合气体的流率增加10%,而其它条件(气、液相入塔组成、吸 收剂用量、操作温度、压强)不变,试定性判断尾气中 A的含量及吸收液组成将如何变化? 已知KYa∝G0.7。

2.19 在常压填料逆流吸收塔中,用清水吸收混合气体中的氨,混合气量为2000m3/h,其 中氨的流量为160m3/h,出口气体中氨的流量为4m3/h，操作温度为20℃，平衡关系为Y=1.5X,传质系数KY=0.45Kmol/m2 h △Y(均按摩尔比表示),试求:

(1) 吸收率η为多少?若吸收剂量为最小用量的1.2倍时,求溶液的出口浓度。

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(2) 已知塔径为1.2m,内充25X25X3的乱堆填料拉西环,填料有效比面积约200m2/m3, 求填料层高度。

(3) 若使V、Y、η、X1 不变,而使吸收剂改为含氨0.1%(mlo%)的水溶液时, 填料层高度有何变化(KY可视为不变)。

2.20 在填料塔内稀硫酸吸收混合气体中的氨(低浓度),氨的平衡分压为零(即相平衡常数m=0),在下列三种情况下的操作条件基本相同, 试求所需填料高度的比例:

(1) 混合气体含氨1%,要求吸收率为90%; (2) 混合气体含氨1%,要求吸收率为99%;

(3) 混合气体含氨5%,要求吸收率为99%。对上述低浓度气体，吸收率可按η=(Yb-Ya)/Yb计算。 2.21用图示的A、B两个填料吸收塔,以清水吸收空气混合物中的SO2，已知系统的平衡常数m=1.4,塔的HOG =1.2[m],气体经两塔后总吸收率为0.91，两塔用水量相等，且均为最小用量的1/0.7倍，试求两塔的填料层高度。

操 作 型 计 算

2.22 含氨1.5%(体积%)的气体通过填料塔用清水吸收其中的氨。平衡关系y=0.8x, 液气摩尔比L/G=0.94,总传质单元高度HOG =0.4m,填料层高度ho=6m。 (1) 求出塔气体中氨的浓度(或吸收率);

(2) 可以采用哪些措施提高吸收率η?如欲达到吸收率为99.5%,对你所采取的措施作出估算。

2.23 空气中含丙酮2%(体积%)，在填料塔中用水吸收。填料层高度ho=10m，混合气体 摩尔流率G=0.024[kmol/m2.s]，水的摩尔流率L=0.065[kmol/m2.s]，气相传单元高度HG =0.76m，液相传质单元高度HL=0.43m，操作温度下的亨利常数E=177[KN/m2],操作压力为 100[KN/m2],求出口气体浓度。

2.24 用不含溶质的吸收剂吸收某气体混合物中的可溶组分A,在操作条件下, 相平衡 关系为Y=mX。试证明：

(L/V)min=mη, 式中η为溶质A的吸收率。

综 合 计 算

2.25 在直径为0.8m的填料塔中, 用1200Kg/h的清水吸收空气和SO2混合气中的SO2,混 合气量为1000m3(标准)/h,混合气含SO21.3%(体积),要求回收率为99.5%,操作条件为20℃, 1atm,平衡关系为ye=0.75x,总体积传质系数Kya=0.055Kmol/m3.s.?y,求液体出口浓度和填料层高度。

140

2.26 在塔径为1.33m的逆流操作的填料吸收塔中，用清水吸收温度为20 ℃ , 压力为 1atm的某混合气体中的CO2,混合气体处理量为1000m3/h,CO2含量为13%(体积), 其余为惰 性气体,要求CO2的吸收率为90%,塔底的出口溶液浓度为0.2gCO2/1000gH2O,操作条件下的 气液平衡关系为Y=1420X(式中Y、X均为摩尔比),液相体积吸收总系数KXa=10695Kmol/m3 .h,CO2分子量为44,水分子量为18。试求:

(1) 吸收剂用量(Kg/h); (2) 所需填料层高度(m)。

2.27 某厂使用填料塔，以清水逆流吸收某混合气体中的有害组分A。已知填料层高度 为8m。操作中测得进塔混合气组成为0.06(组分A的摩尔分率,以下同),出塔尾气中组成为 0.008,出塔水溶液组成为0.02。操作条件下的平衡关系为y=2.5x。试求: (1) 该塔的气相总传质单元高度;

(2) 该厂为降低最终的尾气排放浓度,准备另加一个塔径与原塔相同的填料塔。若 两塔串联操作，气液流量和初始组成均不变,要求最终的尾气排放浓度降至0.005,求新加 塔的填料层高度。注:计算中可近似用摩尔分率代替摩尔比。

2.28 流率为0.04Kmol/m2.s的空气混合气中含氨2%(体积), 拟用逆流吸收以回收其中 95%的氨 。塔顶喷入浓度为0.0004(摩尔分率)的稀氨水溶液， 采用液气比为最小液气比 的1.5倍,操作范围的平衡关系为y=1.2x,所用填料的气相总传质系数Kya=0.052Kmol/m3.s. △y。试求: (1) 液体离开塔底时的浓度(摩尔分率); (2) 全塔平均推动力△ym; (3) 填料层高度。

2.29 在填料高度为5m的常压填料塔内,用纯水吸收气体混合物中少量的可溶组分。气液逆流接触，液气比为1.5，操作条件下的平衡关系为Y=1.2X，溶质的回收率为90%，若保持气液两相流量不变，欲将回收率提高到95%，求填料层高度应增加多少m?

2.30 用纯溶剂S吸收混合气体中溶质A。操作条件为P=1atm,t=27℃。已知: 惰性气体 的质量流速为5800Kg/(m2.h),惰性气体的分子量为29,气相总传质单元高度HOG =0.5m, 塔 内各截面上溶液上方溶质A的分压均为零(即相平衡常数m=0)。试计算: (1)下列三种情况所需填料层高度各为若干m; a A的入塔浓度y1=0.02,吸收率90%; b A的入塔浓度y1=0.02,吸收率99%; c A的入塔浓度y1=0.04,吸收率90%;

(2)填料层的气相体积吸收总系数KGa,Kmol/(m3.s.atm),指出气膜阻力占总阻力的 百分数; (3)在操作中发现,由于液体用量偏小,填料没有完全润湿而达不到预期收率, 且由 于溶剂回收塔能力所限,不能再加大溶剂供给量, 你有什么简单有效措施可保证设计吸收 率?

2.31 在逆流填料吸收塔中,用清水吸收含氨5%(体积)的空气--氨混合气中的氨 ,已知 混合气量为2826Nm3/h,气体空塔速度为1m/s(标准状况),平衡关系为Y=1.2X(摩尔比), 气 相体积总传质系数KYa为180Kmol/m3.h.(△Y),吸收剂用量为最小用量的1.4倍, 要求吸收 率为98%。试求:

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(1) 溶液的出口浓度X1(摩尔比);

(2) 气相总传质单元高度HOG 和气相总传质单元数NOG ;

(3) 若吸收剂改为含NH3为0.0015(摩尔比)的水溶液,问能否达到吸收率98%的要求? 为什么?

2.32 在填料塔中用纯吸收剂逆流吸收某气体混合物中的可溶组分A, 已知气体混合物 中溶质A的初始组成为0.05,通过吸收后气体出口组成为 0. 02,吸收后溶液出口组成为0 .098(均为摩尔分率), 操作条件下气液平衡关系为y=0.5x,并已知此吸收过程为气相阻力 控制。求: (1) 气相总传质单元数NOG ;

(2) 当液体流量增加一倍时, 在气量和气液进口组成不变情况下,溶质A 的被吸收 量变为原来的多少倍?

填 料 塔 的 校 核 计 算

2.33 一填料吸收塔,填料层高度ho=5m，塔截面积为0.1m2，入塔混合气体中溶质含量 yb为0.05 (摩尔分率,以下同)，用某种纯溶剂吸收，逆流操作, 溶剂量L为0.013 kmol/s， 出塔溶液中溶质含量xb=0.04，出塔气体中溶质含量 ya为0.0005,平衡关系为y=0.8x, 求总体积传质系数Kya[kmol/m3.s]。

2.34 在逆流填料吸收塔中,用清水吸收含SO2的气体混合物,入塔SO2浓度为3.5%(体积 %),其余为惰性气体。出塔气体SO2的分压为1.14[KN/m2]。液相出塔浓度为0.00115(摩尔 分率)。吸收操作在101.3[KN/m2]总压，温度20℃下进行。已知水的流量为27800[kg/h], 塔截面积为1.35[m2], 填料层高度为5[m],试求液相体积吸收总系数KXa[kmol/m3.s]。已 知液相出口平衡浓度为1.4×10-3摩尔分率，且平衡关系为一直线。

2.35 有一填料层高度为3m的吸收塔,可从含氨6%(体积%)的空气混合物中回收99%的氨。 混合气体流率为620[kg/m2.h],吸收剂为清水,其流率为900[kg/m2.h],生产条件有下例两 种改变,试问该填料层高度是否满足要求。 (1) 气体流量增加一倍; (2) 液体流量增加一倍。

在操作范围内氨水平衡关系y=0.9x,总传质系数Kya与气体流率G的0.8 次方成正比而 与液体流率的影响很小。

2.36 在常压逆流操作的填料吸收塔中用清水吸收空气中某溶质A,进塔气体中溶质A的 含量为8%(体积%),吸收率为98%,操作条件下的平衡关系为y=2.5x,取吸收剂用量为最小用 量的1.2倍,试求:

(1) 水溶液的出塔浓度;

(2) 若气相总传质单元高度为0.6m,现有一填料层高度为6m的塔, 问塔是否合用? 注: 计算中可用摩尔分率代替摩尔比, 用混合气体量代替惰性气体量, 用溶液量代替溶剂量。

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部 分 溶 剂 循 环 吸 收

2.37 在填料塔内用纯水吸收某气体混合物中的可溶组分，气体入塔浓度为0.07(摩尔 分率)，当两相逆流操作，液气摩尔比为1.5时，气体的吸收率为0.95， 而气液平衡常数 m=0.5。若保持新鲜吸收剂用量不变,而将塔底排出液的10%送至塔顶与新鲜吸收剂相混合 加入塔内,试求此时气体出口浓度为多少?计算时假定吸收过程为气相阻力控制(或气膜控 制)。

两 股 溶 剂 或 两 股 气 体 同 时 吸 收

2.38 一逆流吸收塔填料层高度为8m,用两股溶剂回收混合气体中的溶质。两股溶剂量 各占一半。一股溶剂为纯溶剂从塔顶加入，另一股溶剂其中溶质含量为0.004(摩尔分率) 从离填料塔顶层以下2米处加入塔内。塔下段的液气摩尔比L/G=4,入塔气体含溶质0. 05, 操作条件下气液平衡关系y=3x, 传质单元高度HOG =1.14米,求出塔气体中溶质的摩尔分率。

2.39 某厂吸收塔的填料层高度为8m,用水洗去尾气中有害组分A。在此情况下，测得的浓度数据如图(a)所示。已知在操作条件下平衡关系为y=1.5x, 试求气相传质单元高度。由于法定的排放浓度规定,出

塔气体浓度必须小于0.002(摩尔分率), 所以拟定将该塔的填料层加高,如液气摩尔比保持下变,试问填料层应加高若干米?

若加高部分改为图(b)放置,构成(a)与(b)串联操作,同时在(b)中另加水吸收,其用水量与(a)相同,试问气体排放浓度ya'是否合格?

2.40 某生产过程产生的两股混合气体, 一股流量G1'=0.015Kmol/s, 溶质浓度yb1=0.1, 另一股流量G2'=0.015Kmol/s, 溶质浓度yb2=0.04,今用一个吸收塔回收两股气体中溶质, 总回收率不低于85%,所用的吸收剂为20℃纯水, 在常压、20℃下操作,此时亨利系数为E =2090mmHg,求:

(1) 将两股物料混合后由塔底入塔,最小吸收剂用量为多少?

(2) 若空塔气速为0.5m/s,并已测得此气速下Kya=8×10-3Kmol/s.m3,实际液气比 为最小液

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气比的1.2倍,求混合进料所需塔高为多少?

(3) 定性分析:若将第二股气流在适当位置单角加入 ,最小吸收剂用量如何变化? 若实际液气比与（2）相同，则塔高将如何变化?进料位置应在何处为最好?

脱吸、吸收联合操作

2.41如图所示的吸收─脱吸系统,两塔填料层高度均为7米,经测定,吸收塔气体量G=1000kmol/h, 脱吸(解吸)塔气体流量 习题41附图 G'=300[kmol/h],吸收剂循环量为L'=150[kmol/h]。并已知:

yb=0.015,xa=0.005=xb',ya'=0.045,yb'=0,平衡系统y=0.15x(吸收塔); y=0.6x(脱吸塔), 试求:

(1) 吸收塔气体出口浓度ya;

(3) 吸收塔和脱吸塔传质单元高度HOG 。

2.42 一逆流吸收--解吸系统,两塔填料层高相同。操作条件下吸收系统平衡关系为Y=0.125X,液气比L/G=0.16,气

相总传质单元高度HOG =0.5m; 解吸系统

用过热蒸汽吹脱,其平衡关系为y=3.16x,气液比G'/L=0.365。 已知吸收塔入塔的气体组成为0.02(摩尔分率,下同),要求入塔液体组成为0.0075， 回收率为95%。

试求: (1)吸收塔出塔液体组成; (2)吸收塔填料层高度;

(3)解吸塔的气相总传质单元高度。

脱 吸 理 论 板 等 板 高 度 等 计 算

2.43 要用一解吸塔处理清水，使其中CO2含量(以质量计)从200ppm降到5ppm。塔的操 作温度为25℃,总压为0.1[MN/m2],塔底送入空气中含CO20.1%(体积%),操作温度下亨利常 数E=1.64×162[MN/m2],每小时处理水量为50吨,实际使用空气量为理论上最小值的50倍, 求所需理论塔板数?

2.44 用一逆流操作的解吸塔,处理含CO2的水溶液,每小时处理水量为40吨, 要求水中 的CO2含量由8×10-5降至2×10-6(均为摩尔比)。塔内水的喷淋密度为8000Kg/m2.h, 塔底送入空气中含CO20.1%(体积%),实际使用空气量为最小用量的20倍，塔的 操作温度为25℃,压力为100KN/m2,该操作条件下的亨利系数E=1.6×10-5KN/m2,液相体积 总传质系数Kxa为800Kmol/m3.h(按摩尔分率计算)。试求:

(1) 入塔空气用量(m3/h,以25℃计); (2) 填料层高度。

2.45 在填料层高度为3m的常压逆流操作的吸收塔内,用清水吸收空气中的氨 ,混合气 含氨5%(体积,以下同),塔顶尾气含氨0.5%,吸收因数为1,已知在该塔操作条件下氨 -- 水 系统平衡关

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系可用y*=mx表示(m为常数),且测得与含氨1.77%的混合气充分接触后的水中, 氨的浓度为18.89g/1000g(水)。试求:

(1) 吸收液的出口浓度;

(2) 该填料塔的气相总传质单元高度，m; (3) 等板高度，m。

计 算 传 质 系 数 及 传 质 单 元 高 度

2.46 填料塔中用弧鞍陶瓷填料(at=193[m2/m3]),以清水吸收空气中的低浓度SO2。温 度为303k,压强为100KPa。气体、液体的质量流率分别为0.62和6.7[kg/m2.s],试用半经验 公式计算KLa、KGa、HG、HL。

综 合 思 考 题

2.47填空与选择

1. 物理吸收操作属于 过程,是一组分通过另一静止组分的 扩散。 当平衡线在所涉及的范围内是斜率为m的直线时,则1/Ky=1/ky+ /kx。

2. 含SO2为10％(体积)的气体混合物与浓度C为0.020Kmol/m3 的SO2水溶液在一个大 气压下相接触。操作条件下两相的平衡关系为P*=1.62C(大气压),则SO2将从 相向_______ 相

转移,以气相组成表示的传质总推动力为 大气压,以液相组成表示的传质总 推动力为 Kmol/m3。

3. 总传质系数与分传质系数之间的关系可以表示为1/K=1/kL+H/kG其中1/kL表示 , 当 项可忽略时,表示该吸收过程为液膜控制。 是非题

享利定律的表达式之一为P=Ex,若某气体在水中的享利系数E 值很大说明该气体为易 溶气体。( )

低浓度气体吸收中,已知平衡关系y=2x,Kxa=0.2Kmol/m3·s,Kya=2×10-4Kmol/m3.s, 则此体系属 (A气膜;B液膜;C气、液双膜)控制,总传质系数近似为Kya=_______Kmol/m3·s。 (A) 2, (b) 0.1, (C) 0.2, (D) 2×10-4

通常所讨论的吸收操作中,当吸收剂用量趋于最小用量时 。 (A)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。

4. (1) G=KG F; (2) G= (x*-x)F 式中: G-----传质量Kmol/hr; F----传质面积m2; KG----传质总系数 Kmol/m2·hr (KN/m2) x----液相摩尔分率。

某操作中的吸收塔,用清水逆流吸收气体混合物中A组分。若y1下降, L、G、P、T 等不变; 则回收率有何变化 ;若L增加, 其余操作条件不变, 则出塔液体x1有何变化?_______ 5. 气相中:温度升高则物质的扩散系数 ; 压强升高则物质的扩散系数

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在液相中: 液相粘度增加，则物质的扩散系数 。

易溶气体溶液上方的分压 ,难溶气体溶液上方的分压 ,只要组分在气相中的分压 液相中该组分的平衡分压,吸收就会继续进行, 直至达到一个新的_______为止。

6. 图所示为同一温度下A、B、C三种气体在水中的溶解度曲线。由图可知, 它们溶解度大小的次序是 ;因为 。

吸收中，温度不变，压力增大, 可使相平衡常数 (增大,减小,不变), 传质推动力 习题6附图 (增大,减小,不变)。

7. 在1atm，20℃下某低浓度气体被清水吸收, 气膜吸收分系数（气相传质分系数） KG=0.1Kmol/(m2·h·atm),液膜吸收分系数

KL=0.25Kmol/(m2·h·Kmol/m3),溶质的溶解 度系数H=150Kmol/(m3·atm),则该溶质为 溶气体,气相总传质系数Ky=_______ Kmol/(m2·h·△y),液相总传质系数Kx= Kmol/(m2·h·△x)。 8. 实验室用水逆流吸收空气中的CO2,当水量和空气量一定时,增加CO2, 则入塔气体浓度 ,出塔气体浓度 ,出塔液体浓度 吸收总推动力用气相浓度差表示时,应等于______和 之差。

9. 对非液膜控制的系统,气体流量越大,则气相总传质系数Ky , 气相总传质单元高度HOG 。

对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统A.B在同样条件下,A系统中的溶质的溶解度 较B系统中的溶质为高,则A系统的溶解度系数HA HB,享利系数EA EB,相平衡常数mA_____mB。(>,=<)

10. 在常压下,测定水中溶质A的摩尔浓度为0.56Kmol/m3,此时气相中A的平衡摩尔 分率为0.02,则此物系的相平衡常数m= 。当其他条件不变,而总压增加一倍时,相 平衡常数m= ,若测得总压值为2atm,则此时的享利系数E= atm,而溶解度 系数H≈_______Kmol/m3atm。

一般地,在相同温度、压力下,气体在水中的扩散系数比在气相中的扩散系数 。 11. 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,设备费用将

当一温度增高时,溶质在气相中的分子扩散系数将 ,在液相中的分子扩散系数将 。

对一定操作条件下的填料吸收塔,如将塔填料层增高一些,则塔的HOG 将 ,NOG将_______(增加,减少,不变)。

12. 对一定的逆流吸收操作体系,若其解吸因数S<1,则其理论板必 气相总传质单元

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数NOG 。如S=1,则理论板数 NOG 。

计算吸收塔的填料层高度需要应用 、 、 三个方面的关系 联合求解。

13. 某逆流吸收塔,用纯溶剂吸收混合气中易溶组分,设备高为无穷大, 入塔Y1= 8％(体积),平衡关系Y=2x。试问:

(1) 若液气比(摩尔比,下同)为2.5时,吸收率= ％ (2) 若液气比为1.5时,吸收率= ％

14. 在逆流操作的吸收塔中,其操作线及平衡线如图, 若其他操作条件不变而系统温度增加(设温度对Sc的影响可略)则塔的气相总传质单元高度HOG 将 。气体出口浓度ya将 ,液体出口浓度xb将 。请在y-x图上示意画出新条件下的操作线及平衡线。______

15. 在低浓度难溶气体的逆流吸收塔中,若其他条件不变,而入口液体量增加,则此塔 的液相传质单元数NL将 ,而系统的气相总传质单元数NOG 将 ,气体出口浓 度ya将 。

16. 用逆流操作的吸收塔处理低浓度易溶溶质的气体混合物, 如其他操作条件不变, 而入口气体的浓度yb增加,则此塔的液相总传质单元数NOL将 ,出口气体组成ya将 ,出口液相组成xb将 ,(提示:塔内平均推动力可按算术平均计算)

17. 提高吸收剂用量对吸收是有利的。当系统为气膜控制时,Kya值有何变化?_______; 系统为液膜控制时,Kya值有何变化? 。设计中采用液气比(L/G)=(L/G)min时,△ym= ,塔高H= 。

18. 概括地说,传质单元高度是下列三个方面的函数,即 、 、 。 吸收过程的传质速率式:_____________。

19. 在低浓度溶质系统逆流吸收操作中,其平衡线与操作线如下图, 若气液摩尔流量 和入口组成(摩尔分率)不变,但操作压力降低。

(1) 请在y-x图上示意画出操

作线和平衡线 的变动情况;

(2)此时气相出口组成ya将 而液相出口组成xb将 。

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20. (1)如图: 请在Y-X图上绘出两塔操作线。

(2)双膜理论的要点是:(i)______ ;(ii)____ _ (iii) 。

21. (1)在填料塔中用清水吸收混合气中NH3,当水泵发生故障,上水量减少时,气相总 传质单元数NOG_______ (A)增加; (B)减少; (C)不变。

(2)根据双膜理论,当被吸收组分在液体中溶解度很小时,以液相浓度表示的总传质系 数_______

(A) 大于液相传质分系数; (B) 近似等于液相传质分系数; (C) 小于气相传质分系数; (D) 近似等于气相传质分系数。

(3)气体吸收计算中表示设备(填料)效能高低的一个量是 , 而表示传质任务 难易程度的一个量是 。

22. 选择题:(在正确答案下划一横道)

(1)双组分理想气体混合物中,组分A的扩散系数是(A 系统的物质属性,B 组分A 的物 质属性, C只取决于系统的状态)

当系统总浓度增加时,此扩散系数将(A 增加 , B 减少, C 不变, D 不定)。当系统中 组分B的分子量增加时,此扩散系数将(A 增加, B 减少, C 不变, D 不定)

(2)对含低浓度溶质的气体与溶液的平衡系统, 溶质在气相中的摩尔浓度与其在液相 中摩尔浓度的差值是(A 正值, B 负值, C等于零, D 不定) 23. 请将你认为最确切的答案填在( )内:

(1) 用纯溶剂吸收混合气中的溶质。在操作范围内,平衡关系满足享利定律,逆流操作。 当入

塔气体浓度y1上升, 而其它入塔条件不变, 则气体出塔浓度y2和吸收率η的变化为 :( )

(A) y2上升,η下降; (B)y2降,η上升; (C)y2升,η不变; (D)y2升, η变 化不确定。 (2) 某吸收过程,已知其气相传质分系数Ky=4×10-4Kmol/m2·s,液相传质分系数Kx=8

×10-4Kmol/m2·s,由此可知该过程为:( )

(A)液膜控制; (B)气膜控制; (C)判断 依据不足; (D)气膜阻力和液膜阻力相差不大。 24. 选择题:(在正确答案下划一横道)

在填料塔中,低浓度难溶气体逆流吸收时,若其他操作条件不变,但入口气量增加,则: 气相总传质单元数NOG 将(A 增加, B 减少, C 不变) 出口气体组成ya将(A 增加, B 减少, C 不变) 出口液体组成xb将(A 增加, B 减少, C 不变) 25. 选择题:(在正确答案下方划一划横线)

低浓度的气膜控制系统,在逆流吸收操作中,若其他操作条件不变,而入口液体组成xa增高时,则气相总传质单元数NOG 将(A 增加, B减少, C 不变, D 不定)

气相总传质单元高度HOG 将(A 增加, B 减少, C 不变, D 不定) 气相出口组成ya将(A 增加, B 减少, C 不变, D 不定) 液相出口组成xb将(A 增加, B 减少, C 不变, D 不定) 26. 选择题:(在正确答案下方划一横道)

(1)双组分气体(A,B)在进行定常分子扩散,JA及NA分别表示在传质方向上某截面处溶 质A的分子扩散速率与传质速率,当整个系统为单向扩散时: ｜JA｜(A 大于,B 等于,C 小于)｜JB｜

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｜NA｜(A 大于,B 等于,C 小于)｜NB｜

(2)气膜控制系统的逆流解吸塔操作中,如气量与液量同比例减少,则气体出口组成ya(A 增加,B 减少, C 不变),而液体出口组成xb(A 增加,B 减少, C不变) 27. 选择题:(在正确答案下方划一横道)

(1)正常操作下的逆流吸收塔, 若因某种原因使液体量减少以致液气比小于原定的最 小液气比时,下列哪些情况将发生?

A 出塔液体浓度xb增加,回收率增加; B 出塔气体浓度增加,但xb不变; C 出塔气体浓度与出塔液体浓度均增加; D 在塔下部将发生解吸现象。 28. 选择题:(在正确答案下划一横道)

(1)实验室用水吸收空气中的CO2,基本上属于(A 气膜控制, B 液膜控制, C 两相扩 散控制)。其气膜中的浓度梯度(A大于,B等于, C小于)液膜中的浓度梯度( 均换算为对应 的液相组成表示)。气膜阻力(A大于,B小于,C等于)液膜阻力。

(2)吸收塔操作时,若脱吸因数mG/L增加,而气液进口组成不变,则溶质回收率将(A 增 加,B减少,C不变,D不定),而出塔液体浓度将(A增加,B减少,C不变,D不定) 29. 最大吸收率ηmax与 无关。

(A)液气比 (B)液体入塔浓度x2 (C) 相平衡常数m (D) 吸收塔型式 单向扩散中的漂流因子 。 (A) >1 (B) <1 (C) =1 (D) 不一定

已知SO2水溶液在三种温度t1,t2,t3下的亨利系数分别为E1=0.0035atm, E2=0.011atm, E3=0.00652atm,则

(A) t1t2 (C) t1>t2 (D) t3

(1)扩散通量式JA=-D(dCA/dZ)=-JB (可以用于多组分系统,只能用于双组分系统, 只 能用于稀溶液,只能用于理想气体,只能用于液相,可以同时用于液相或气相系统)。

(2)逆流操作的填料吸收塔,当吸收因数A<1且填料为无穷高时,气液两相将在:(A塔顶, B塔底, C塔中部)达到平衡。

31. 选择题:(按a增加,b减少,c不变填入括号内)

含低浓度溶质的气体在逆流吸收塔中进行吸收操作,若其他操作条件不变, 而入口气 体量增加,则对于气膜控制系统:

其出口气体组成ya将( ); 出口液体组成xb将( ); 溶质回收率将( )。 32. 选择题:(按a增加,b减少,c不变填入括号内)

(1)双组分理想气体进行定常单向扩散,如维持气相各部分PA不变 ,则在下述情况下, 气相中的传质通量NA将如何变化?

①总压增加,NA( ) ②温度增加,NA( ) ③气相中惰性组分的摩尔分率减少, 则NA( ) (2)随温度增加,气体的溶解度( ),享利系数E( )。 33. 选择题((按a增加,b减少,c不变填入括号内)

(1)对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统,当温度和压力不变,而液相总浓度增加 时其溶解度系数H将( ),享利系数E将( )。

(2)在常压下用水逆流吸收空气中的CO2,若将用水量增加则出口气体中的CO2含量将 ( ), 气相总传质系数KG将( ),出塔液体中CO2浓度将( )。

34. 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Ky

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=2Kmol/m2·h, 气相总传质系数Ky=0.5Kmol/m2·h, 则该处气液界面上气相浓度yi应为 ( ),平衡关系y=0.5x。

(A) 0.02, (B)0.01, (C) 0.015, (D) 0.005 35. 选择题(请在正确答案下方划一横道)

(1)在一个低浓度液膜控制的逆流吸收塔中,若其他操作条件不变,而液量与气量成比 例同时增加,则:

气体出口组成ya为(A增加 B减少 C不变 D不定) 液体出口组成xb为(A增加 B减少 C不变 D不定) 回收率将(A增加 B减少 C不变 D 不定) (2)传质速率NA等于分子扩散速率JA的条件是:

A 单向扩散, B 双向扩散, C 湍流流动, D 定常过程 36. 选择题(在正确答案下方划一横道)

低浓度液膜控制系统的逆流吸收,在塔操作中,若其他操作条件不变,而入口气量有所 增加,则:

液相总传质单元数NOL(A增加, B减少, C 基本不变, D不定) 液相总传质单元高度HOL(A增加, B减少, C基本不变, D不定) 气相总传质单元高度HOG (A增加, B减少, C基本不变, D不定) 操作线斜率将(A增加, B减少, C基本不变, D不定) 37. 选择题(在正确答案下方划一横道)

(1) 对解吸因数S=0.5的系统进行逆流吸收,y*=mx,当塔高为无穷大时, ①yb将(A 大 于,B小

于,C 等于)yb*,塔顶气相出口浓度ya将(A大于,B小于,C等于)ya*。

(2) 若系统压力 减少一倍,而气液摩尔流量与进口组成均不变,则此时气体入口组成yb将(A

大于,B小于 ,C 等于)yb*。

(3) 采用化学吸收可使原来的物理吸收系统的液膜阻力(A增加,B减少,B不变), 气膜 阻力(A增加,B减少,C不变)。

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