化工原理吸收习题

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1、第六章吸收第六章吸收 一、 分析与判断 1在密闭容器内存在某种低浓度水溶液，容器内压强为0p，溶液温度为 t，溶质含量为)(xc，试问： 1）若将 N2压入容器，则 E H m p； 2）若溶液温度 t 下降，则 E H m p； 3）注入溶质 A，则 E H m p； 2、某吸收过程，已知气相传质系数与液相传质系数的关系是xykk3，则此时气相传质推动力)(iyy ，液相传质推动力)(xxi。 （大于、等于，小于，不确定） 3、低浓度逆流吸收塔设计中，若气体流量、进出口组成及液体进口组成一定，减小吸收剂用量，传质推动力将 ，设备费用将 （增大、减小，不变） 4、某逆流吸收塔操作时，因某种原因

2、致使吸收剂入塔量减少，以至操作时液气比小于原定的最小液气比，则将发生什么情况： 。 5、低浓度逆流吸收操作中，原工况操作线如附图所示，现其他条件不变而吸收剂用量 L 增加，试判断下列参数变化情况并绘出新工况的操作线： OGH，my，出塔液体1x，出塔气体2y，回收率 （增大、减小，不变，不确定） 题 5 附图 题 6 附图 6、低浓度逆流吸收操作中，原工况操作线如附图所示，现其他条件不变而吸收剂入塔含量升高，试绘出新工况的操作线。 7、吸收操作中，原工况下气体进塔量为 V，进出塔的含量分别为1y、2y。由于某种原因，吸收剂入塔浓度升高，采用增加吸收剂用量 L 的方法后，使1y、2y保持不变。

3、则与原工况相比， 被吸收溶质总量 ， 平均推动力my（增大，减小，不变，不确定） 。 8、低浓度逆流吸收操作中，当吸收剂温度降低其他条件不变时，试判断下列参数变化情况并绘出操作线： 相平衡常数 ，yaK，推动力my，回收率 ，出塔2y，出塔1x（增大，减小，不变，不确定） 。 第 8 题图 第 10 题图 9、低浓度逆流吸收操作中，当气体进口含量1y下降，其他条件不变时，则气体出口含量2y，液体出口含量1x，被吸收溶质总量 ，回收率 ，推动力my，OLN（增大，减小，不变，不确定） 10、 已知某吸收过程操作线如图所示， 试分别定性绘出以下几种情况下的操作线，并讨论对吸收操作的影响： 1）吸收

4、操作为气膜控制，气体流量 V 增至 V ，其他条件不变； 2）吸收过程为液膜控制，气体流量 V 增至 V ，其他条件不变； 11、某吸收塔原工况的操作线如图所示，现将吸收剂 L 的温度降低，其他条件不变，试定性绘出以下两种情况的操作线： （忽略温度变化对传质分系数的影响） 1）吸收过程为气膜控制 2）吸收过程为液膜控制。 第 11 题图 第 11 题答案 12、某吸收塔H，气体流量 V 与组成1y和液相组成2x不变，试绘出以下两种情况下的操作线（平衡关系如附图所示） 。 1）mVL/； 2）mVL/； 3）试讨论在以上两种情况下，增加VL/能否使气体出口含量2y降低？ 第 12 题附图 13、

5、对解吸因数5 . 0S的系统进行逆流吸收，当塔高为无穷大时，塔顶气相出口含量 2y2y，塔顶气相入口含量1y 1y；若系统压力增加为原来的 4 倍，其他条件不变，则此时2y2y，1y 1y（大于，等于，小于，不确定） 。 14、在吸收、解吸联合操作中，维持吸收塔 L、V、y1，解吸气入塔含量2y和两塔操作温度、压力均不变，现减少解吸气用量V，与原工况相比，新工况下离开解吸塔的液体含量2x，离开吸收塔的气体含量2y，离开吸收塔的液体含量1x，吸收塔平均推动力my，吸收塔的回收率 （增大，减小，不变，不确定） 。 二、 计算题 1、例 1 用吸收操作除去某气体混合物中的可溶有害组分，在操作条件下的

6、相平衡关系为 y=1.5x，混合气体的初始含量 y1=0.1(摩尔分数)，循环吸收剂的入塔含量 x2=0.001， 液气比 L/G=2.0。 已知在逆流操作时， 气体出口的残余含量 y2=0.005，试计算在操作条件不变的情况下改为并流操作， 气体出口含量为多少？吸收塔逆流操作时所吸收的可溶性组分是并流操作的多少倍？计算时可近似的认为体积传质系数 Kya 与流动方式无关。 例 2:某生产过程产生两股含有 HCl 的混合气体，一股流量 G1=0.015 kmol/s,HCl含量 yG1=0.1(摩尔比)另一股流量 G2=0.015kmol/s,HCl 含量 yG2=0.04(摩尔分数)。今拟用一

7、个吸收塔回收两股气体中的 HCl，总回收率不低于 85%，所用吸收剂为20纯水，亨利系数 E=2.786105Pa,操作压强为常压，试求： （1） 将两股物料混合后由塔底入塔， 最小吸收剂用量为多少？若将两股物料分别加入(第二股气流在最佳高度单独加入塔内)，最小吸收剂用量有何变化？ （2）若空塔速度取 0.5m/s,并测得在此气速 Kya=8103kmol/(m3.s),实际液气比取最小液气比的 1.2 倍，问混合进料所需塔高为多少？ （2） 若塔径和实际液气比与（2）相同，第二股气流在最佳位置进料，所需塔高为多少？中间加料为于何处？ 附图(a) 附图(b) 附图(c) 例 3 用纯水吸收空气

8、-氨混合气体中的氨，氨的初始含量为 0.05（摩尔分数） ，要求氨的回收率不低于 95%，塔底得到的氨水含量不低于 0.05。已知在操作条件下气液平衡关系 y=0.95xe,试计算： （1） 采用逆流操作， 气体流率取 0.02kmol/(m2.s),体积传质系数 K ya=210-2 kmol/(m2.s)，所需塔高为多少？ （2）采用部分吸收剂再循环流程，新鲜吸收剂与循环量之比 L/LR=20,气体流速不变，KYa 也假定不变，所需塔高为多少？ 附图(a) 附图(b) 例 4 用纯吸收剂吸收某气体混合物中的可溶组分，混合物的初始含量为 0.05(摩尔分数)，新鲜吸收剂与混合气体的流率之比

9、L/G=1.2,在操作条件下相平衡关系为 y=1.2x，吸收过程系气相阻力控制。现有两流程如附图(a)所示，流程 B 中循环剂量 LR 是新鲜吸收剂量的 1/10，试计算： (1)当 =0.80，两流程所需塔高之比为多少？ (2)当 =0.90，两流程所需塔高之比有何变化？ 附图(a) 附图(b) 例 5 在填料塔中，用水逆流吸收氨空气混合气中的氨，入塔气含氨 0.01，水的初始含氨量为 0.001(均为摩尔分数)，操作条件下的平衡关系为 ye=1.0x，吸收过程可视为气相阻力控制。若保持气体流量不变，试求在以下两种情况下气体残余含量与液气比的关系： (1)塔高为无穷大； (2)塔高为 1 个

10、传质单元高度，且不随液体流量而变。 例 6 在一吸收塔内，用洗油吸收煤气中所含苯蒸汽，苯的初始含量为 0.02(摩尔分数)，在吸收塔操作条件下，气液平衡关系 ye=0.125x，两相呈逆流接触。当液气比为 0.16、循环洗油入口含量为 0.0075 时，煤气中本的含量可降至 0.001。由吸收塔底排出的吸收液升温后，在解吸塔内用过热蒸汽进行解吸，解吸塔内的气液比为 0.365，相平衡关系为 ye=3.16x。因吸收内 m 很小，过程可认为是气相阻力控制，解吸塔内 m 很大，过程可认为是液相控制，且 kxaL0.66。现欲进一步降低煤气中本的残余含量，将吸收剂的循环量增加一倍，其它条件均维持不变

11、，问能否达到预期的目的？ 附图 例 7 在图示吸收塔内，用洗油吸收煤气中所含的苯蒸汽，入塔煤气含苯 0.02(摩尔分数，下同)。当液气比为 0.16，洗油入口苯含量为 0.005 时，出塔煤气的残余苯含量为 0.001，吸收操作的平衡关系为 ye=0.125x。吸收塔低排出的洗油，在解吸塔内用过热蒸汽解吸，使解吸后的洗油中苯含量降为 0.005，解吸塔的气液比为 0.365，平衡关系为 ye=3.16x。吸收塔操作温度低，过程可视为气相阻力控制；解析塔温度高，过程可视为液相阻力控制。 现欲将出塔煤气的苯含量将为 0.0005，试问： (1)保持洗油入口苯含量不变而增大液气比，能否达到要求？ (

12、2)若保持洗油流量不变而降低洗油入口苯含量，解析塔的蒸汽消耗需增加多少倍？ 附图 答案答案 1. 1）不变，不变，变小，不变 当密闭容器内压入 N2时，相当于容器内的总压增加，总压变化时，对均无影响，故 E、H 不变，溶质的含量也不变，平衡分压Exp 不变，然而，pEm/，总压 p 增加，故 m 变小。 2）变小，变大，变小，变小 若溶液的温度下降，则平衡分压p变小，E、H 均受温度的影响，E 变小，H 变大，pEm/变小。 3）不变，不变，不变，变大 注入溶质 A 时，体系的温度压强均不变，此时物系的 E、H、m 均不变，而注入 A 后，溶液中溶解的溶质含量变大，故p变大。 2. 不确定。题

13、中未给出平衡关系，两个传质系数相差又不大，所以无法判断是气膜控制过程还是液膜控制过程。 3. 减小，增大 减小吸收剂的用量，则吸收过程的推动力降低，即传质推动力减小，达到原来的分离要求所需的填料层的高度增加，所以设备的费用将增大。 4. 气体出塔含量2y增大，达不到设计要求，液体出塔含量1x也增大。 吸收剂入塔量减小，吸收的推动力下降，由于原定的最小液气比对应着原分离要求，虽然操作的液气比小于原定的最小液气比，操作仍然是吸收操作，只是此时对应的分离要求发生了变化，由于液气比下降，所以操作无法达到原来的设计要求，气体出塔的含量将增大；而又由于操作的温度、压强不变，所以吸收的平衡关系不变，入塔的气

14、体组成不变，故液气比越低，对应的出塔的液体组成越接近平衡组成，故液体出塔含量1x也增大。 5. 减小，不确定，减小，减小，增大 xyyakm kK 11，吸收剂用量 L 增加，则xk增大，yaK增大，yaOGKVH 减小； 填料层高度不变，OGH减小，OGN增大，LmVS 减小，根据传质单元数关联图，2221 mxymxy 增大，而1y、2x均不变，故2y减小，回收率121 yyy 增大； L 增大，操作线的斜率变大，而 1y、2x均不变，故操作线上端与平衡线的距离变大，出塔液体的组成1x减小。 出塔液体1x减小， 塔底的推动力变大， 出塔气体2y减小， 塔顶的推动力变小，故my的变化不确定。

15、 新工况的操作线如图所示 第 5 题答案图 第 6 题答案 6. 因为其他条件不变，2x变高，则 2y变大，塔顶的推动力变小，故新工况下的操作线必然下移，且与原工况的操作线的斜率相等。新工况的操作线如图所示。 7.不变，减小 吸收过程中被吸收的溶质量为：)(21yyV，由于改变前后的1y、2y均不变，故被吸收的溶质量不变； xyyakm kK 11， 吸收剂用量 L 增加， 则xk增大，yaK增大，yaOGKVH减小； 填料层高度不变，OGH减小，OGN增大，mOGyyyN21，1y、2y不变，OGN增大，故my减小。 8. 减小，增大，不确定，增大，减小，增大 吸收剂温度降低，则相平衡常数减小，xyyakm kK 11，m 减小，则yaK增大，yaOGKVH 减小；填料层高度不变，OGH减小，OGN增大，S 不变，根据传质单元数关联图，2221 mxymxy 增大，1y、2x不变，所以2y减小，回收率121