1、一、填空1 气体吸收计算中，表示设备（填料）效能高低的一个量是 传质单元高度 ，而表示传质任务难易程度的一个量是 传质单元数 。2 在传质理论中有代表性的三个模型分别为 双膜理论 、 溶质渗透理论 、表面更新理论。3 如果板式塔设计不合理或操作不当，可能产生 严重漏液 、 严重泡沫夹带及 液泛 等不正常现象，使塔无法工作。4 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/m2h，气相传质总 Ky=1.5kmol/m2h，则该处气液界面上气相浓度 yi应为0.01。平衡关系 y=0.5x。5 逆流操作的吸收塔，当吸收因素 A1 。漂流因数
2、可表示为 ，它反映 由于总BMP体流动使传质速率比单纯分子扩散增加的比率。7 在填料塔中用清水吸收混合气中 HCl，当水量减少时气相总传质单元数 NOG 增加 。8 一般来说，两组份的等分子反相扩散体现在 精流 单元操作中，而 A 组份通过 B 组份的单相扩散体现在 吸收 操作中。9 板式塔的类型有 泡罩塔 、 浮阀塔 、 筛板塔 （说出三种） ；板式塔从总体上看汽液两相呈 逆流 接触，在板上汽液两相呈 错流 接触。10 分子扩散中菲克定律的表达式为 ， 气 相 中 的 分 子 扩 散 系 数 DdzCDJABA随 温 度 升 高 而 增 大 （ 增 大 、 减 小 ） ， 随 压 力 增 加
3、 而 减 小 （ 增 大 、 减 小 ） 。12 易溶气体溶液上方的分压 小 ，难溶气体溶液上方的分压 大 ，只要组份在气相中的分压 大于 液相中该组分的平衡分压，吸收就会继续进行。13 压力 减小 ,温度 升高 ,将有利于解吸的进行 ；吸收因素 A= L/mV ,当A1 时,对逆流操作的吸收塔,若填料层为无穷高时,气液两相将在塔 顶 达到平衡。14 某低浓度气体吸收过程， 已知相平衡常数 m=1 ，气膜和液膜体积吸收系数分别为kya=210-4kmol/m3.s, kxa =0.4 kmol/m3.s, 则该吸收过程及气膜阻力占总阻力的百分数分别为 气膜控制，约 100% ；该气体为 易 溶
4、气体。二、选择1 根据双膜理论，当被吸收组分在液相中溶解度很小时，以液相浓度表示的总传质系数 B 。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2 单向扩散中飘流因子 A 。A 1 B t2 C t1t2 D t3t15 逆流操作的吸收塔，当吸收因素 A1 且填料为无穷高时，气液两相将在B达到平衡。A 塔顶 B 塔底 C 塔中部 D 不确定6 对 一 定 操 作 条 件 下 的 填 料 吸 收 塔 ， 如 将 填 料 层 增 高 一 些 ， 则 塔 的 HOG将 C， NOG将A。A 增 大 B 减 小 C 不 变 D 不 能 判 断7
5、吸 收 塔 的 设 计 中 ， 若 填 料 性 质 及 处 理 量 （ 气 体 ） 一 定 ， 液 气 比 增 加 ， 则 传 质 推 动 力 A ，传 质 单 元 数 B ， 传 质 单 元 高 度 C ， 所 需 填 料 层 高 度 B 。A 增 大 B 减 小 C 不 变 D 不 能 判 断8 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 .A 增加 B 减少 C 不变 D 不确定三、计算1 某填料塔用水吸收混合气中丙酮蒸汽。混合气流速为 V=16kol/ ，操作压力)(2mhP=101.3kPa。已知容积传质系数 ， ，)/(6.43mhko
6、lay/6.13kolaL相平衡关系为 （式中气相分压 的单位是 kPa，平衡浓度单位是 ） 。AAcp62.4Ap求：（1）容积总传质系数 及传质单元高度 ；（2）液相阻力占总传质阻力的百KyOGH分数。解： （1）由亨利定律xHcExPMmxyMccm0456.3.1624/3/hkmolakLx kolcMx /075.26.1043=akKxykmolh/182 333/9.54mhol)(21.06aVHyOG（1）液相阻力占总阻力的百分数为：%1.5.0182.75/13aKkmyx2 低含量气体逆流吸收，试证：21lnyLmVNOG式中 为塔底的吸收推动力； 为塔顶的吸收推动力。
7、ey11 e22证明：由物料衡算得：)(22yLVx低浓度吸收 mye)(22yx221222)(ln1)(1121212mxyLVLmVdydyLmVxNyyyeOG)()(212x11xy得 2121lnlnyLmVLmVNOG 3 某填料吸收塔用含溶质 的溶剂逆流吸收混合气中的可溶组分，采用液气比0.2xL/V=3，气体入口质量分数 回收率可达 。已知物系的平衡关系为1y90.y=2x。今因解吸不良使吸收剂入口摩尔分数升至 ，试求：35.2x（1）可溶组分的回收率 下降至多少？（2）液相出塔摩尔分数 升高至多少？1x解： （1） 01.)9(0.)(12 y673/VLmA)1ln(21
8、AmxyNOG= 38.567.02.01.)67.l(.0 当 上升时，由于 不变， 不变2xHOG也不变，即OGN/67.0235.01)67.1ln(.038.52y2y87.01.312（3）物料衡算)()(2121xLyVx= 0325)03.(34 有一填料吸收塔，在 28及 101.3kPa，用清水吸收 200m3/h 氨-空气混合气中的氨，使其含量由 5%降低到 0.04%（均为摩尔%） 。填料塔直径为 0.8m，填料层体积为 3 m3，平衡关系为 Y=1.4X，已知 Kya=38.5kmol/h。问（1）出塔氨水浓度为出口最大浓度的 80%时，该塔能否使用？（2）若在上述操作
9、条件下，将吸收剂用量增大 10%，该塔能否使用？（注：在此条件下不会发生液泛）解：（1） 052631Y 0412Y惰性气体流量 hkmolV/9.7).1(742036151mX 03.8.11XhkmolXYVL /34.1031.).526(9.7)(21 640.m4.2Y038.ln21mmYKVZma 74.6038.785.03)26(9)(1 该塔现有填料层高度 Z2因为 所以该塔不适合。Z（2）吸收剂用量增大 10%时hkmolL/67.143.hkmolXXYV /67.140).523(9)(121 074.0142.7.45263.11 mY020387.4.12lnm
10、mYKVZma 6.50387.785.03)46(9)( 221 因为 所以该塔适合。Z5 一填料塔用清水逆流吸收混合气中的有害组分 A。已知操作条件下气相总传质单元高度为 1.5m，进塔混合气组成为 0.04（A 的摩尔分率，下同） ，出塔尾气组成为 0.0053，出塔水溶液浓度为 0.0128，操作条件下平衡关系为 Y=2.5X。试求：（1）液气比为最小液气比的多少倍？（2）所需填料层高度？（3）若气液流量和初始组成不变，要求尾气浓度降至0.0033，求此时填料层高度为若干米？解：（1）液气比为最小液气比的多少倍?04171Y 05312Y928X804.2017.53/21VL18.2
11、5./17.3/)/(1221min mYX则 86.804)/(inVL(2）所需填料层高度？OGNHZ 92.04./52/mS1.5 892.053.0417)892.ln(012SXY故 mNHZOG6(3) 此条件下的填料层高度。03112Y52.7 892.031.047)892.ln(012 SmXYSOGNHZOG.5.6 在一逆流操作的吸收塔内用吸收剂吸收混合气中的溶质 A 。混合气的摩尔流量为105kmol/h，溶质浓度为 0.05（摩尔分率，下同） ，回收率为 95%。进入系统的吸收液量为65 kmol/h，其中溶质浓度为 0.01。操作压强为 202.7 kPa，操作温
12、度下的溶液的亨利系数为16.2 kPa，要求：（1）在 Y-X 图上画出吸收过程的操作线和平衡线，并标出塔顶、塔低的状态点，再计算气相总传质单元数；（2）若采用吸收液部分循环流程，循环量为 20 kmol/h， ，进入系统的吸收剂量和组成不变，回收率不变。且知吸收过程为气膜控制，试绘出该过程的操作线并求出气相传质单元数。解：（1）X 1 及 NOG 的计算进入吸收塔的惰性气体摩尔流量为：hkmolV/75.9)0.1(5进塔气体中溶质 A 的浓度为：2631Y出塔气体中溶质 A 的浓度为：0263.)95.1(5.0)(12 进塔纯溶剂的摩尔流量为：hkmolL/.64).(6进塔吸收剂中溶质
13、的浓度为：011Y物系的相平衡常数： 08.72.6PE脱吸因数 7.0956./34/ LmVS对全塔作溶质 A 的物料衡算可求得塔低吸收液中溶质浓度为：86.)23(691.0)(2121 YLX根据( 和( 在本题附图 1 中画出原操作线。),Y,附图 1气相总传质单元数可由下式计算，即：原操作线循环操作线Y=0.08X00.010.020.030.040.050.060 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1XY67.3 124.0.08263.5)14.0ln(2121 SmXYSNOG（3）吸收液部分循环时的情况 LX2根据题意画出如本题附图 2 所示的流程图。 VY循环吸
14、收液的摩尔流量用 表示，其中纯溶剂的RL流量为 ，对整个系统作溶质的物料衡算可知 不RL1X变，即 0876.1X则 )(1R RLhkmolL/39.0876.2新鲜吸收液与循环吸收液混合后的浓度 为： 2X1VY212)(LXR LX附图 22)39.85.64(087.390.3564 解得 2因要保持回收率不变，故 2.2Y0964.)3.18564/(7908./ LmVS吸收液部分循环时的传质单元数为：OGOGNSXmYS 12.5 0964.273.08263.5)094.ln(0964. 121已知吸收过程为气膜控制，液体流量对 的影响可忽略不计，故在吸收液有部分循OGH环情况
15、下，要达到同样的回收率，需较高的填料层。根据上述的计算值，即：( 和( 可在本题附图 1 上画出相应的循环操作线。),1YX),2由图可看出，操作线与平衡线之间距离变小，也即吸收推动力变小了。7 某逆流操作的吸收塔，用清水洗去气体中的有害组分。已知该塔填料层总高度为 9m，平衡关系 Y=1.4X，测得气体进、出口浓度 Y1=0.03，Y 2=0.002，液体出口浓度 X1=0.015（均为摩尔比） 。试求：（1）操作液气比 L/V；（2）气相总传质单元高度 HOG， （3）如果限定气体出口浓度 Y2=0.0015，为此拟增加填料层高度，在保持液气比不变的条件下应增加多少？解：（1）操作液气比
16、L/V；87.105.23/21XYVL（2）气相总传质单元高度 HOG，因 OGNZ749.0./LmVS04.6 749.02.3)749.01ln(21XYSOG故 5./OGNZH（ 3） ？由 题 意 知 =0.0015 其它条件不变，则 不变2Y 5.1OGH新情况下的传质单元数为：98.6 749.015.3)749.01ln(21 SmXYSNOG故 mZNHOG47.9.10.86 8 某厂吸收塔填料层高度为 4m，用水吸收尾气中的有害组分 A，已知平衡关系为 Y=1.5X，塔顶 X2=0，Y 2=0.004，塔底 X1=0.008，Y 1=0.02，求：（1） 气相总传质单
17、元高度；（2） 操作液气比为最小液气比的多少倍；（3） 由于法定排放浓度 Y2必须小于 0.002，所以拟将填料层加高，若液气流量不变，传质单元高度的变化亦可忽略不计，问填料层应加高多少？解:（1）气相总传质单元高度01.8.51.XY 02Y057.04.12ln.)(ln)()(211 YYm7.5.01mOGNmZH4.12/（2）操作液气比为最小液气比的多少倍因为 X2=0，故 208./21XYVL2.15.04./)/(1221min m则 67.)/(inVL（3） ？Z则02.2Y02.1Y02X4/ 121XVL09.1所以 0355.Y0382.02.15ln.)(ln)()(2121 Ym7.4038.1mOGNmHZ.614所以 7.2.6
