第五章.吸收一章習(xí)題及答案

PAGEPAGE4吸收一章習(xí)題及答案一、填空題1、用氣相濃度△y為推動力的傳質(zhì)速率方程有兩種，以傳質(zhì)分系數(shù)表達的速率方程為____________________，以傳質(zhì)總系數(shù)表達的速率方程為___________________________。NA=ky(y-yi)NA=Ky(y-ye)2、吸收速度取決于_______________，因此，要提高氣－液兩流體相對運動速率，可以_______________來增大吸收速率。雙膜的擴散速率減少氣膜、液膜厚度3、由于吸收過程氣相中的溶質(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，吸收過程推動力（y－ye）_________。大于上方增大遠離增大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_________。1.805、在氣體流量，氣相進出口組成和液相進口組成不變時，若減少吸收劑用量，則傳質(zhì)推動力將_________，操作線將_________平衡線。減少靠近6、某氣體用水吸收時，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_________，吸收推動力_________。（增大，減小，不變）增大增大9、計算吸收塔的填料層高度，必須運用如下三個方面的知識關(guān)聯(lián)計算：_________、_________、_________。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、機械強度高價廉，耐磨并耐溫。12、在選擇吸收劑時，首先要考慮的是所選用的吸收劑必須有__________________。良好的選擇性，即對吸收質(zhì)有較大的溶解度，而對惰性組分不溶解。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)填裝一定高度的料層，其作用是提供足夠的氣液兩相_________傳質(zhì)面積二、選擇題1、吸收速率主要決定于通過雙膜的擴散速度，要提高氣液兩流體的相對運動，提高吸收效果，則要_________。BA.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、當吸收質(zhì)在液相中的溶解度甚大時，吸收過程主要受_________控制，此時，總吸收系數(shù)Ky近似等于_________。A、DA.氣膜；B.kx；C.氣液膜同時；D.ky；E.液膜；F.Kx3、雙膜理論認為吸收過程的阻力集中在_________。AA.兩膜層中；B.界面上；C.液膜之中；D.氣膜之中；4、升溫會使氣體在液體中的溶解度_________，對吸收操作_________。C、DA.有利；B.變大；C.變??；D.不利；E.不變；F.無影響；5、_________，對吸收操作有利。AA.溫度低，氣體分壓大時B.溫度低，氣體分壓小時；C.溫度高，氣體分壓大時；D.溫度高，氣體分壓小時；6、對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.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，則可判斷過程的吸收速率為_________控制。BA.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=2kmol.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_______，平衡關(guān)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、通常所討論的吸收操作中，當吸收劑用量趨于最小用量時，完成一定的分率_______。DA.回收率趨向最高；B.吸收推動力趨向最大；C.操作最為經(jīng)濟；D.填料層高度趨向無窮大。10、對于逆流操作的吸收塔，其它條件不變，當吸收劑用量趨于最小用量時，則_____。DL/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－空氣混合氣中的氨。混合氣進塔時氨的濃度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倍時，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，填料層高為幾米？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)）/ln(0.01-0.005)/0.001=0.0025NOG=(y1-y2)/Δym=(0.01-0.001)/0.0025=3.6Z＝0.5×3.6=1.8m6、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，混合氣進塔時氨的濃度y1=0.01(摩爾分率)，吸收率90%，操作壓力為760mmHg，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684mmHg試求：（1）溶液最大出口濃度；（2）最小單位吸收劑用量；（3）當吸收劑用量為最小用量的2倍時，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，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=0.9Xx1e=y1/m=0.01/0.9=0.011(2)(L/G)min=(y1-y2)/x1e=(y1-y2)/(y1/m)=mη=0.9×0.9=0.81(3)(L/G)=2(Ls/G)min=2×0.81=1.62S=mG/L=0.9/1.62=0.556y1/y2=1/(1-η)=10NOG=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=1.81m7、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（標準）·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解：已知：D=0.8mLs=1200kg.h-1，G=1000Nm3·h-1y1=0.013，φ=0.995，x2=0，y=0.75xKya=0.05kmol·m-3·s-1，Ls=1200/(3600×18)=0.0185kmol/sG=1000/(22.4×3600)=0.0124kmol/s∵為低濃度吸收∴(L/G)=0.0185/0.0124=1.49y2=y1(1-φ)=0.013(1-0.995)=0.000065x1=(G/L)(y1-y2)+x2=(0.013-0.000065)/1.49=0.00868∵Z=HOG×NOG，而NOG=(y1-y2)/ΔymΔy1=y1-y2e=0.013-0.75×0.00868=0.006490Δy2=y2-y2e=0.000065-0=0.000065Δym=(Δy1-Δy2)/ln(Δy1/Δy2)=(0.006490-0.000065)/ln(0.006490/0.000065)=0.001396∴NOG=(0.013-0.000065)/0.001396=9.266HOG=Ｇ/（ＫyａA）=0.0124/(0.785×0.8×0.8×0.05)=0.494(m)∴Z=9.266×0.494=4.58m8、某廠準備采用一個填料吸收塔用清水逆流吸收含有10%（體積%）的SO2的混合氣體。已知塔內(nèi)的操作壓力102.63kN·m2和溫度25℃。要求處理的混合氣體量為1000(標準)m3·h-1，實際吸收劑單位耗用量比最小吸收劑單位耗用量大50%，吸收率要達到98%，塔內(nèi)氣體的實際空塔速度為0.5m·s-1(1)吸收用水量為多少m3·h-1？(2)吸收塔直徑為多少m？(3)若想再提高吸收率，你認為可采用什么措施？（附：氣液平衡方程：Y=40X，M=64）解：（1）LS=GB（Y1－Y2）/（X1－X2）Y1=10/90=0.111；Y2=0.111(1－0.98)=0.0222又∵LS=1.5LSmin而：X1=Y1/1.5m=0.111/1.5×40=0.00185GB=1000(1