化工原理吸收習(xí)題及答案

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上吸收一章習(xí)題及答案一、填空題1、用氣相濃度y為推動(dòng)力的傳質(zhì)速率方程有兩種，以傳質(zhì)分系數(shù)表達(dá)的速率方程為_(kāi)，以傳質(zhì)總系數(shù)表達(dá)的速率方程為_(kāi)。 NA = ky (y-yi) NA = Ky (y-ye)2、吸收速度取決于_，因此，要提高氣液兩流體相對(duì)運(yùn)動(dòng)速率，可以_來(lái)增大吸收速率。 雙膜的擴(kuò)散速率 減少氣膜、液膜厚度3、由于吸收過(guò)程氣相中的溶質(zhì)分壓總 _ 液相中溶質(zhì)的平衡分壓，所以吸收操作線總是在平衡線的_。增加吸收劑用量，操作線的斜率_，則操作線向_平衡線的方向偏移，吸收過(guò)程推動(dòng)力（yye）_。 大于 上方 增大 遠(yuǎn)離 增大4、用清水吸收空氣與A的混合氣中的溶質(zhì)A，物系

2、的相平衡常數(shù)m=2，入塔氣體濃度y = 0.06，要求出塔氣體濃度y2 = 0.006，則最小液氣比為_(kāi)。 1.805、在氣體流量，氣相進(jìn)出口組成和液相進(jìn)口組成不變時(shí)，若減少吸收劑用量，則傳質(zhì)推動(dòng)力將_，操作線將_平衡線。減少 靠近6、某氣體用水吸收時(shí)，在一定濃度范圍內(nèi)，其氣液平衡線和操作線均為直線，其平衡線的斜率可用_常數(shù)表示，而操作線的斜率可用_表示。 相平衡 液氣比7、對(duì)一定操作條件下的填料吸收塔，如將塔料層增高一些，則塔的HOG將_，NOG將_ (增加，減少，不變)。 不變 增加8、吸收劑用量增加，操作線斜率_，吸收推動(dòng)力_。（增大，減小，不變） 增大 增大9、計(jì)算吸收塔的填料層高度，

3、必須運(yùn)用如下三個(gè)方面的知識(shí)關(guān)聯(lián)計(jì)算：_、_、_。 平衡關(guān)系 物料衡算 傳質(zhì)速率。10、填料的種類很多，主要有_、_、_、 _、_、_。 拉西環(huán) 鮑爾環(huán) 矩鞍環(huán) 階梯環(huán) 波紋填料 絲網(wǎng)填料11、填料選擇的原則是_。 . 表面積大、空隙大、機(jī)械強(qiáng)度高價(jià)廉，耐磨并耐溫。12、在選擇吸收劑時(shí)，首先要考慮的是所選用的吸收劑必須有_。良好的選擇性，即對(duì)吸收質(zhì)有較大的溶解度，而對(duì)惰性組分不溶解。13、填料塔的噴淋密度是指_。單位塔截面上單位時(shí)間內(nèi)下流的液體量（體積）。14、填料塔內(nèi)提供氣液兩相接觸的場(chǎng)所的是_。填料的表面積及空隙15、填料應(yīng)具有較_的_，以增大塔內(nèi)傳質(zhì)面積。 大 比表面積16、吸收塔內(nèi)填裝一

4、定高度的料層，其作用是提供足夠的氣液兩相_。傳質(zhì)面積17、菲克定律是對(duì)物質(zhì)分子擴(kuò)散現(xiàn)象基本規(guī)律的描述。18、以（Y-Y*）表示總推動(dòng)力的吸收速率方程式為NA=KY（YY）。19、吸收操作是依據(jù)混合氣體中各組分在溶劑中的溶解度不同而得以分離。20、某氣體用ABC三種不同的吸收劑進(jìn)行吸收操作，液氣比相同，吸收因數(shù)的大小關(guān)系為A1A2A3，則氣體溶解度的大小關(guān)系為 。21、實(shí)驗(yàn)室用水吸收氨測(cè)定填料塔的傳質(zhì)系數(shù)Ky，該系統(tǒng)為 控制，隨氣體流量的增加傳質(zhì)系數(shù)Ky 。氣膜；增加22、某低濃度氣體吸收過(guò)程 ，已知?dú)饽ず鸵耗んw積吸收系數(shù)分別為：Kya=0.0002Kmol/（m3.s），Kxa=0.4 Kmo

5、l/（m3.s）。則該吸收過(guò)程為 ；該氣體為 溶氣體。 氣；易23、當(dāng)填料塔操作氣速達(dá)到泛點(diǎn)氣速時(shí)， 充滿全塔空隙，此現(xiàn)象稱為 ，這時(shí) 急劇上升。液體；液泛；塔板壓降24、在穩(wěn)態(tài)傳質(zhì)過(guò)程，若組分A通過(guò)氣膜和液膜的推動(dòng)力為（P-Pi）（Ci-C），則氣膜阻力 液膜阻力 大于25、填料塔是連續(xù)接觸式氣液傳質(zhì)設(shè)備，塔內(nèi) 為分散相， 為連續(xù)相。為保證操作過(guò)程中兩相的良好接觸，故填料吸收塔的頂部要有良好的 裝置。 液體；氣體；液體分布裝置26、吸收操作時(shí)，吸收塔總壓增加一倍，相平衡常數(shù)m 倍，增加壓力對(duì)吸收操作 ；吸收塔溫度增加，相平衡常數(shù)，增加溫度對(duì)吸收操作 。27、假定吸收系統(tǒng)的相平衡常數(shù)m為零，填

6、料高度及其他條件不變，若增加氣體流量，吸收率將 。 變小28、逆流操作中用純?nèi)軇┪栈旌蠚庵蠥，若塔板為無(wú)窮多，入塔Yb=8%，平衡關(guān)系為Y=2X問(wèn)（1）若液氣比為2.5時(shí)，吸收率 125%不成立（2）若液氣比為2.5時(shí)，吸收率 75%29、在相同的溫度、壓力和混合物組成條件下，等分子反向擴(kuò)散速率 單相擴(kuò)散速率（一組分通過(guò)靜止氣膜的擴(kuò)散速率）。其原因是 。小于；單相擴(kuò)散速率等于等分子反向擴(kuò)散速率與該組分在總體流動(dòng)中傳遞通量之和30、說(shuō)明化工原理各單元操作是基于哪些傳遞原理？分別說(shuō)明解釋三個(gè)傳遞現(xiàn)象的定律？解釋吸收和解吸現(xiàn)象用哪一個(gè)原理更合適？31、為什么在同一吸收塔內(nèi)，當(dāng)操作條件相同時(shí)，大多采

7、用逆流操作？答：一方面，在同等條件下，逆流方式可獲得較大的平均推動(dòng)力，因而能有效地提高過(guò)程速率；另一方面，逆流時(shí)降至塔底的液體恰與剛進(jìn)塔的吸收劑接觸，有利于降低出塔氣體的濃度，從而提高溶質(zhì)的吸收率，所以，吸收塔通常都采用逆流操作。32、易溶氣體溶液上方的分壓 小 ，難溶氣體溶液上方的分壓 大 ，只要組份在氣相中的分壓 大于 液相中該組分的平衡分壓，吸收就會(huì)繼續(xù)進(jìn)行。二、選擇題1、吸收速率主要決定于通過(guò)雙膜的擴(kuò)散速度，要提高氣液兩流體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，提高吸收效果，則要_。B A. 增加氣膜厚度和減少液膜厚度 B. 減少氣膜和液膜厚度 C. 增加氣膜和液膜厚度2、當(dāng)吸收質(zhì)在液相中的溶解度甚大時(shí)，吸收過(guò)

8、程主要受_控制，此時(shí)，總吸收系數(shù)Ky近似等于_。A、 D A. 氣膜； B. kx；C. 氣液膜同時(shí)；D. ky；E. 液膜；F. Kx3、雙膜理論認(rèn)為吸收過(guò)程的阻力集中在_。A A. 兩膜層中； B. 界面上； C. 液膜之中； D. 氣膜之中；4、升溫會(huì)使氣體在液體中的溶解度_，對(duì)吸收操作_。C、 D A. 有利； B. 變大； C. 變??； D. 不利； E. 不變； F. 無(wú)影響；5、_，對(duì)吸收操作有利。A A.溫度低，氣體分壓大時(shí)； B.溫度低，氣體分壓小時(shí)； C.溫度高，氣體分壓大時(shí)； C.溫度高，氣體分壓小時(shí)；6、對(duì)處理易溶氣體的吸收，為較顯著地提高吸收速率，應(yīng)增大_的流速。AA

9、. 氣相； B. 液相； C. 氣液兩相；7、若享利系數(shù)E值很大，依據(jù)雙膜理論，則可判斷過(guò)程的吸收速率為_(kāi)控制。B A. 氣膜； B. 液膜； C. 雙膜8、在吸收塔某處， 氣相主體濃度y = 0.025，液相主體濃度x = 0.01，氣相傳質(zhì)分系數(shù)ky = 2 kmol.m-2.h-1，氣相總傳質(zhì)系數(shù)Ky = 1.5kmol.m-2.h-1，則該處氣液界面上氣相濃度yi 應(yīng)為_(kāi)，平衡關(guān)系y = 0.5x。B A. 0.02 B. 0.01 C. 0.015 D. 0.005 ye = 0.5×0.01 = 0.005 NA = Ky（y-ye）= ky（y-yi） 1.5（0.02

10、5-0.005）=2（0.025-yi） yi = 0.019、通常所討論的吸收操作中，當(dāng)吸收劑用量趨于最小用量時(shí)，完成一定的分率_。D A. 回收率趨向最高； B. 吸收推動(dòng)力趨向最大； C. 操作最為經(jīng)濟(jì)； D. 填料層高度趨向無(wú)窮大。10、對(duì)于逆流操作的吸收塔，其它條件不變，當(dāng)吸收劑用量趨于最小用量時(shí)，則_。D A. 吸收推動(dòng)力最大； B. 吸收率最高； C. 出塔氣濃度最低； D. 吸收液濃度趨于最高。11、在常壓下用水逆流吸空氣中的CO2，若將用水量增加則出口氣體中的CO2量將_氣相總傳質(zhì)系數(shù)Ky 將_，出塔液體中CO2濃度將_。B. A. B. A. 增加、 B. 減少、 C. 不

11、變12、選擇吸收設(shè)備時(shí)，綜合考慮吸收率大，阻力小，穩(wěn)定性好結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單造價(jià)小，一般應(yīng)選_。A A. 填料吸收塔 B. 板式吸收塔 C. 噴淋吸收塔13、為使脫吸操作易于進(jìn)行，通常可采用_或_。A、 C A. 升溫； B. 加壓； C. 減壓； D. 降溫；14、對(duì)于脫吸操作，其溶質(zhì)在液體中的實(shí)際濃度_與氣相平衡的濃度。B A. 小于； B. 大于； C. 等于；15、填料吸收塔空塔的速度應(yīng)_于液泛速度。B A. 大； B. 小 ； C. 等16、對(duì)吸收操作影響較大的填料特性是_。A A. 比表面積和自由體積； B. 機(jī)械強(qiáng)度； C. 對(duì)氣體阻力要小；17、氣體在液體中的溶解度指氣體在液體中的濃度指

12、一定條件下氣體在液體中的飽和濃度表明在一定條件下吸收過(guò)程可能達(dá)到的極限程度18、吸收操作中，對(duì)于同樣濃度的溶液，易溶氣體溶液上方的分壓比難溶氣體的分壓 大 小 相等19、某填料塔用水吸收空氣中的氨氣，當(dāng)液體流量和進(jìn)塔氣體的濃度不變時(shí)，增大混合氣體的流量，此時(shí)仍能進(jìn)行正常操作，則尾氣中氨氣的濃度_。 增大 減少 不變 不確定20、在以下幾個(gè)吸收過(guò)程，哪個(gè)改為化學(xué)吸收將會(huì)最顯著地提高吸收速率 。 A水吸收氨； B水吸收HCl氣體；水吸收S；水吸收C22判斷下列命題是否正確,正確的是 。A上升氣速過(guò)大會(huì)引起漏夜；上升氣速過(guò)小會(huì)引起液泛；上升氣速過(guò)大會(huì)造成過(guò)量的液沫夾帶；D上升氣速過(guò)大會(huì)造成過(guò)量的氣泡

13、夾帶；E上升氣速過(guò)大會(huì)使板效率降低 23、在吸收操作中，若液氣比L/V等于平衡常數(shù)m時(shí)，則全塔的吸收推動(dòng)力 。 A零； B不能計(jì)算；常數(shù)；無(wú)窮大 24、用水吸收混合氣中的氨，其他條件不變，當(dāng)氣體流率增加一倍，則總傳質(zhì)系數(shù)是原來(lái)的 倍。 A1倍； B2倍；20.5倍；不確定 A25、浮閥塔、泡罩塔及篩板塔三種板式塔的板效率比較 A浮閥塔泡罩塔篩板塔； B浮閥塔泡罩塔篩板塔；浮閥塔泡罩塔=篩板塔；浮閥塔篩板塔泡罩塔 A五、計(jì)算題1、在吸收塔中用清水吸收混合氣中的SO2，氣體流量為5000m3（標(biāo)準(zhǔn)）/h，其中SO2占10%（體積分率），要求SO2的回收率為95%。氣液逆流接觸，在塔的操作條件下，S

14、O2在兩相間的平衡關(guān)系近似為Y*=26.7X，若用水量為最小用水量的2倍，試求用水量為多少Kg/h？（10分）解： 已知y1=0.1 A=0.95 Vh=5000 m3（標(biāo)準(zhǔn)）/h 則 Y1=0.1/（1-0.1）=0.111 Y2= Y1（1-A）=0.111（1-0.95）=0.00555 惰性氣體流量V=5000（1-0.1）/22.4=2000.88Kmol/h Lmin=200.88（0.111-0.00555）/（0.111/26.7）=5095.32 Kmol/h L=2 Lmin=2×5095.32=10190.64 Kmol/h=10190.64×18=.

15、52Kg/h 即用水量為.52Kg/h2、在逆流操作的吸收塔中，于101.3KPa、25下用清水吸收混合氣中的H2S，將其濃度由2降至0.1（體積）。該系統(tǒng)符合亨利定律。亨利系數(shù)E=5.52×104 KPa。若取吸收劑用量為理論最小用量的1.5倍，試計(jì)算操作液氣比L/V及出口液相組成X1。（12分）解：已知y1=0.02 y2=0.001 E=5.52×104 KPa P=101.33 KPa 則Y1=0.02/（1-0.02）=0.0204 Y2=0.001/（1-0.001）=0.001 m=E/P =5.25×104/101.33=544.75 （L/V）m

16、in=（Y1Y2）/（Y1/m）=（0.0204-0.001）/（0.0204/544.75） =517.5 L/V=1.5 （L/V）min=1.5×517.5=776.25又據(jù)全塔物料衡算 L（X1X2）=V（Y1Y2） X1=（V/L）/（Y1Y2）X2=（1/776.25）/（0.02040.001） =2.5×10-5即操作液氣比L/V為776.25 出口液相組成X1為2.5×10-53、某一逆流操作的填料塔中，用水吸收空氣中的氨氣。已知塔底氣體進(jìn)氣濃度為 0.026（摩爾比）（下同），塔頂氣相濃度為0.0026，填料層高度為1.2m，塔內(nèi)徑為0.2m，

17、吸收過(guò)程中亨利系數(shù)為0.5 atm，操作壓力0.95 atm，平衡關(guān)系和操作關(guān)系（以摩爾比濃度表示）均為直線關(guān)系。水用量為0.1m3.h-1，混合氣中空氣量為100m3.h-1（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）。試求此條件下，吸收塔的氣相總體積傳質(zhì)系數(shù)。解：方法1： Y1 = 0.026, Y2 = 0.0026，m = E/P = 0.5/0.95 = 0.526 Ls /GB = 0.1×1000/18/(100/22.4) = 1.244 GB /A = (100/22.4)/(/4×0.22) = 142.1 kmol.m-2.h-1 X1 = ( Y1 - Y2)/(Ls / GB)

18、 = (0.026-0.0026)/1.244 = 0.0188 Y1 = Y1 Y1e = 0.026-0.526×0.0188 = 0.0161 Y2 = Y2 Y2e = 0.0026 Ym = (Y1-Y2)/ln(Y1/Y2) = 0.00741 NOG = (Y1-Y2)/Ym = 3.16 Y （GB/A）/Z）×NOG = 142.1/1.2×3.16 = 374. 2 kmol.m-3.h-1方法2： A = （Ls /GB）/m = 1.244/0.526 = 2.365 NOG = A/(A-1)×ln(1-1/A)(Y1-mX2)

19、/(Y2-mX2)+1/A = 2.365/1.365×ln(1-1/2.365)(0.026/0.0026) +1/2.365 = 3.16 Y 37.42 kmol.m-3.h-14、在常壓逆流操作的填料塔內(nèi)，用純?nèi)軇㏒ 吸收混合氣體中的可溶組分A 。入塔氣體中A 的摩爾分率為0.03，要求吸收率為95%。 已知操作條件下的解吸因數(shù)為0.8 ，物系服從亨利定律，與入塔氣體成平衡的液相濃度為0.03（摩爾分率）。 試計(jì)算： (1) 操作液氣比為最小液氣比的倍數(shù)； (2) 出塔液體的濃度； (3) 完成上述分離任務(wù)所需的氣相總傳質(zhì)單元數(shù)NOG。解： y1 = 0.03 , x1e =

20、 0.03 ，所以m = 1 (L/G)min = (y1-y2)/(y1/m) = m = 0.95 S = m/(L/G)， L/G = m/S = 1/0.8 = 1.25 (L/G)/(L/G)min = 1.25/0.95 = 1.316 x1 = (y1-y2)/(L/G) = (0.03-0.03(1-0.95)/1.25 = 0.0228 NOG = 1/(1-S)ln(1-S)Y1/Y2+S = 7.843。5、常壓下，用煤油從苯蒸汽與空氣混合物中吸收苯，吸收率為99?；旌蠚饬繛?3kmol.h-1。入塔氣中含苯2（比摩爾以下同），入塔煤油中含苯0.02。溶劑用量為最小用量的

21、1.5倍。在操作溫度50下，相平衡關(guān)系為y = 0.36x，總傳質(zhì)系數(shù)Kya 0.015kmol.m-3.s-1。塔徑為1.1米。試求所需填料層高度。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) = 0.3574 L/G = 1.5(L/G)min = 1.5×0.3574 = 0.536 x1 = x2 + (y1- y2)/(L/G) =0.0

22、002+(0.02-0.0002)/0.536 = 0.0371 y1 = y1 mx1 = 0.02-0.36×0.0371 = 0.00664 y2 = y2 mx2 = 0.0002-0.36×0.0002 = 0. ym = (0.00664-0.)/ln(0.00664/0.) = 0.00165 NOG = (y1-y2)/ym = (0.02-0.0002)/0.00165 = 12 HOG = G/(y) = 53/3600/(/4×1.12 )/0.015 = 1.033 m Z = HOG×NOG = 1.033×12 =

23、12.4 m6、有一逆流填料吸收塔, 塔徑為0.5m，用純?nèi)軇┪栈旌蠚庵械娜苜|(zhì)。入塔氣體量為100kmol.h-1，溶質(zhì)濃度為0.01（摩爾分率），回收率要求達(dá)到90%，液氣比為1.5 ，平衡關(guān)系y = x。試求：(1) 液體出塔濃度；(2) 測(cè)得氣相總體積傳質(zhì)系數(shù)Kya = 0.10 kmol.m-3.s-1，問(wèn)該塔填料層高度為 多少？提示：NOG = 1/(1-S)ln(1-S)(y1-mx2)/(y2-mx2)+S解： y1 = 0.01 y2 = y1(1-) = 0.01(1-0.9) = 0.001 L/G=(y1-y2)/x1，x1 = (y1-y2)/(L/G) = (0.0

24、1-0.001)/1.5 = 0.006 HOG = G/Kya = （100/(0.785×0.52×3600)）/0.1=1.415 m NOG = 1/(1-S)ln(1-S) y1/ y2+S S = m/(L/G) = 1/1.5 = 0.667 NOG = 4.16 Z = HOG×NOG = 1.415×4.16 = 5.88 m。7、用清水吸收氨空氣混合氣中的氨。混合氣進(jìn)塔時(shí)氨的濃度y1 0.01（摩爾分率），吸收率90，氣液平衡關(guān)系y = 0.9x。試求：（1）溶液最大出口濃度；（2）最小液氣比；（3）取吸收劑用量為最小吸收劑用量的2倍

25、時(shí)，氣相總傳質(zhì)單元數(shù)為多少？（4）氣相總傳質(zhì)單元高度為0.5m時(shí)，填料層高為幾米？解： 已知 y1 0.01，=90%，y2 = y1(1-) = 0.01(1-0.9) = 0.001 x2 = 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）= 0.811 L/G = 2 (L/G)min = 2×0.811 = 1.62 x1 = (y1-y2)/(L/G)+x2 = (0.01-0.001)/1.62 = 0.00556 y1e = 0.9×

26、0.00556=0.005 ym =（(0.01-0.005)-(0.001-0)）/ln(0.01-0.005)/0.001 = 0.0025 NOG = (y1-y2)/ym = (0.01-0.001)/0.0025 = 3.6 Z 0.5×3.6 = 1.8m8、在逆流操作的吸收塔內(nèi)，用清水吸收氨空氣混合氣中的氨，混合氣進(jìn)塔時(shí)氨的濃度y1 = 0.01(摩爾分率) ，吸收率90%，操作壓力為760 mmHg，溶液為稀溶液，系統(tǒng)平衡關(guān)系服從拉烏爾定律，操作溫度下，氨在水溶液中的飽和蒸汽壓力為684 mmHg試求：（1）溶液最大出口濃度；（2）最小單位吸收劑用量；（3）當(dāng)吸收劑用

27、量為最小用量的2倍時(shí)，氣相總傳質(zhì)單元數(shù)為多少？（4）氣相總傳質(zhì)單元高度為0.5m時(shí)，填料層高為多少米?解： 系統(tǒng)服從拉烏爾定律 (1) y = (P°/P)x = 685/760X = 0.9X x1e = y1/m = 0.01/0.9 = 0.011 (2) (L /G )min = (y1-y2)/x1e = (y1-y2)/(y1/m) = m = 0.9×0.9=0.81 (3) (L /G ) = 2(Ls /G )min = 2×0.81 = 1.62 S = mG/L =0.9/1.62=0.556 y1/ y2 = 1/(1-) = 10 NOG

28、 = 1/(1-S)×ln(1-S) y1/ y2+S = 1/(1-0.556)×ln(1-0.556)×10+0.556 = 3.62 (4) Z = HOG×NOG = 0.5 ×3.62 = 1.81 m9、在直徑為0.8m的填料塔中，用1200kg·.h-1的清水吸收空氣和SO2混合氣中的SO2，混合氣量為1000m3（標(biāo)準(zhǔn)）·h-1，混合氣含SO21.3（體積），要求回收率99.5。操作條件為20、1atm，平衡關(guān)系為y = 0.75x，總體積傳質(zhì)系數(shù)Kya = 0.05kmol·m-3·s-

29、1，求液體出口濃度和填料層高度。解： 已知：D = 0.8m Ls =1200kg.h-1，G = 1000Nm3·h-1 y1 = 0.013， = 0.995，x2 = 0，y = 0.75x Kya = 0.05kmol·m-3·s-1， Ls = 1200/(3600×18)=0.0185 kmol/s G = 1000/(22.4×3600)=0.0124 kmol/s 為低濃度吸收 (L/G) = 0.0185/0.0124 = 1.49 y2 = y1(1-) = 0.013(1-0.995) = 0.x1 = (G/L)(y1-y2)+x2 = (0.013-0.)/1.49 = 0.00 868 Z = HOG×NOG，而NOG = (y1-y2)/ym y1 = y1-y2e = 0.013-0.75×0.00868 = 0. y2 = y2-y2e = 0.-0 = 0. ym = (y1-y2)/ln(y1/y2) = (0.-0.)/ln(0./0.) = 0. NOG =