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___________________________。NA=ky(y-yi)NA=Ky(y-ye)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－ye）_________。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HOG将_________，NOG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Ky_________。A、DA.气膜；B.kx；C.气液膜同时；D.ky；E.液膜；F.Kx3、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；C.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ky=2kmol.m-2.h-1，气相总传质系数Ky=1.5kmol.m-2.h-1，则该处气液界面上气相浓度yi应为_______，平衡关系y=0.5x。BA.0.02B.0.01C.0.015D.0.005ye=0.5×0.01=0.005NA=Ky（y-ye）=ky（y-yi）1.5（0.025-0.005）=2（0.025-yi）∴yi=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Ky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0.5atm，操作压力0.95atm，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/GB=0.1×1000/18/(100/22.4)=1.244GB/A=(100/22.4)/(π/4×0.22)=142.1kmol.m-2.h-1X1=(Y1-Y2)/(Ls/GB)=(0.026-0.0026)/1.244=0.0188ΔY1=Y1–Y1e=0.026-0.526×0.0188=0.0161ΔY2=Y2–Y2e=0.0026ΔYm=(ΔY1-ΔY2)/ln(ΔY1/ΔY2)=0.00741NOG=(Y1-Y2)/ΔYm=3.16∴ＫYａ＝（（GB/A）/Z）×NOG=142.1/1.2×3.16=37.42kmol.m-3.h-1方法2：A=（Ls/GB）/m=1.244/0.526=2.365NOG=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＝37.42kmol.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NOG。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=0.0228③NOG=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Kya＝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%=0.0002x1e=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=0.00664Δy2=y2–mx2=0.0002-0.36×0.0002=0.000128Δym=(0.00664-0.000128)/ln(0.00664/0.000128)=0.00165NOG=(y1-y2)/Δym=(0.02-0.0002)/0.00165=12HOG=G/(Ｋyａ)=53/3600/(π/4×1.12)/0.015=1.033mZ=HOG×NOG=1.033×12=12.4m4、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。入塔气体量为100kmol.h-1，溶质浓度为0.01（摩尔分率），回收率要求达到90%，液气比为1.5，平衡关系y=x。试求：(1)液体出塔浓度；(2)测得气相总体积传质系数Kya=0.10kmol.m-3.s-1，问该塔填料层高度为多少？提示：NOG=1/(1-S)ln[(1-S)(y1-mx2)/(y2-mx2)+S]解：①y1=0.01y2=y1(1-η)=0.01(1-0.9)=0.001L/G=(y1-y2)/x1，x1=(y1-y2)/(L/G)=(0.01-0.001)/1.5=0.006②HOG=G/Kya=（100/(0.785×0.52×3600)）/0.1=1.415mNOG=1/(1-S)ln[(1-S)y1/y2+S]S=m/(L/G)=1/1.5=0.667NOG=4.16Z=HOG×NOG=1.415×4.16=5.88m。5、用清水吸收氨－空气混合气中的氨。混合气进塔时氨的浓度y1＝0.01（摩尔分率），吸收率90％，气－液平衡关系y=0.9x。试求：（1）溶液最大出口浓度；（2）最小液气比；（3）取吸收剂用量为最小吸收剂用量的2倍时，气相总传质单元数为多少？（4）气相总传质单元高度为0.5m时，填料层高为几米？解：已知y1＝0.01，η=90%，y2=y1(1-η)=0.01(1-0.9)=0.001x2=0，x1=y1/0.9=0.01/0.9=0.0111(L/G)min=(y1-y2)/(x1e-x2)=(0.01-0.001)/（0.01/0.9）=0.811L/G=2(L/G)min=2×0.811=1.62x1=(y1-y2)/(L/G)+x2=(0.01-0.001)/1.62=0.00556y1e=0.9×0.00556=0.005Δym=（(0.01-0.005)-(0.001-0)）/l