吸收习题课

吸收练习题一、填空题：（31）1、压力__ _，温度____，将有利于解吸的进行。

2、由双膜理论可知,____ ___为吸收过程主要的传质阻力;吸收中,吸收质以_____的方式通过气膜,并在界面处溶解,再以_ __ ____的方式通过液膜。

3、吸收操作的依据是____ ____,以达到分离气体混合物的目的。

4、亨利定律的表达式Exp*，若某气体在水中的亨利系数E值很大，说明该气体为___气体。

5、对极稀溶液，吸收平衡线在坐标图上是一条通过点的线。

6、由于吸收过程中，气相中的溶质组分分压总是___ _____溶质的平衡分压，因此吸收操作线总是在平衡线的____ ____。

7、吸收过程中，XK是以___ _为推动力的总吸收系数，它的单位是____。

8、吸收操作中增加吸收剂用量，操作线的斜率___ ___，吸收推动力___ ___。

9、当吸收剂用量为最小用量时，完成一定的吸收任务所需填料层高度将为__ _。

10、用吸收操作分离气体混合物应解决下列三方面问题：_ 、与。

11、填料塔操作中，气液两相在塔内互成__ _ 流接触，两相的传质通常在____的液体和气体间的界面上进行。

12. 气体吸收计算中，表示设备（填料）效能高低的一个量是，而表示传质任务难易程度的一个量是。

13.分子扩散中菲克定律的表达式为，气相中的分子扩散系数D随温度升高而（增大、减小），随压力增加而（增大、减小）。

14.易溶气体溶液上方的分压，难溶气体溶液上方的分压，只要组份在气相中的分压液相中该组分的平衡分压，吸收就会继续进行。

15.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 =2×10-4kmol/m3.s, kxa=0.4kmol/m3.s, 则该吸收过程及气膜阻力占总阻力的百分数分别为；该气体为溶气体。

二、选择题（40）1、吸收操作的目的是分离。

A.液体均相混合物B.气液混合物C.气体混合物D.部分互溶的液体混合物2、难溶气体的吸收是受______。

第七章 吸 收7-1 总压101.3 kPa ，温度25℃时，1000克水中含二氧化硫50克，在此浓度范围内亨利定律适用，通过实验测定其亨利系数E 为4.13 MPa ， 试求该溶液上方二氧化硫的平衡分压和相平衡常数m 。

（溶液密度近似取为1000kg/m 3）解：溶质在液相中的摩尔分数：50640.01391000501864x ==+ 二氧化硫的平衡分压：*34.13100.0139kPa=57.41kPa p Ex ==⨯⨯相平衡常数：634.1310Pa40.77101.310PaE m P ⨯===⨯7-2 在逆流喷淋填料塔中用水进行硫化氢气体的吸收，含硫化氢的混合气进口浓度为5%（质量分数），求填料塔出口水溶液中硫化氢的最大浓度。

已知塔内温度为20℃，压强为1.52×105 Pa ，亨利系数E 为48.9MPa 。

解：相平衡常数为：6548.910321.711.5210E m P ⨯===⨯ 硫化氢的混合气进口摩尔浓度：15340.04305953429y ==+若填料塔出口水溶液中硫化氢达最大浓度，在出口处气液相达平衡，即：41max 0.0430 1.3410321.71y x m -===⨯7-3 分析下列过程是吸收过程还是解吸过程，计算其推动力的大小，并在x - y 图上表示。

（1）含NO 2 0.003(摩尔分率)的水溶液和含NO 2 0.06 (摩尔分率) 的混合气接触，总压为101.3kPa ，T=15℃，已知15℃时，NO 2水溶液的亨利系数E =1.68×102 kPa ；（2）气液组成及温度同（1），总压达200kPa （绝对压强）。

解：（1）相平衡常数为：51311.6810Pa 1.658101.310Pa E m P ⨯===⨯ *1 1.6580.0030.00498y m x ==⨯=由于 *y y >，所以该过程是吸收过程。

第五章 吸收相组成的换算【5-1】 空气和CO 2的混合气体中，CO 2的体积分数为20%，求其摩尔分数y 和摩尔比Y 各为多少？解 因摩尔分数=体积分数，.02y =摩尔分数 摩尔比 ..020251102y Y y ===--． 【5-2】 20℃的l00g 水中溶解lgNH 3, NH 3在溶液中的组成用摩尔分数x 、浓度c 及摩尔比X 表示时，各为多少？解 摩尔分数//117=0．010*******／18x =+浓度c 的计算20℃，溶液的密度用水的密度./39982s kg m ρ=代替。

溶液中NH 3的量为 /311017n kmol -=⨯ 溶液的体积 /.33101109982 V m -=⨯溶液中NH 3的浓度//.33311017==0．581／101109982n c kmol m V --⨯=⨯ 或 . 3998200105058218s sc x kmol m M ρ==⨯=．．／ NH 3与水的摩尔比的计算 //1170010610018X ==．或 ..00105001061100105x X x ===--． 【5-3】进入吸收器的混合气体中，NH 3的体积分数为10%，吸收率为90%，求离开吸收器时NH 3的组成，以摩尔比Y 和摩尔分数y 表示。

吸收率的定义为122111Y Y Y Y Y η-===-被吸收的溶质量原料气中溶质量解 原料气中NH 3的摩尔分数0.1y = 摩尔比 (11101)01111101y Y y ===-- 吸收器出口混合气中NH 3的摩尔比为 ()...211109011100111Y Y η=-=-⨯=（）摩尔分数 (22200111)=0010981100111Y y Y ==++ 气液相平衡【5-4】 l00g 水中溶解lg 3 NH ，查得20℃时溶液上方3NH 的平衡分压为798Pa 。

此稀溶液的气液相平衡关系服从亨利定律，试求亨利系数E(单位为kPa )、溶解度系数H[单位为/()3kmol m kPa ⋅]和相平衡常数m 。

1 第5章 气体吸收习题：例题：逆流，某液体吸收混合气中的A 相平衡 Y*=X, Y 1=0.05, X 2=0.005；求：?,)(5.1)2(??,,)(05.1)1(?)(,8.0max min max 1max min min =======ηηηV LV L X V LV LV L当当例题：一填料塔吸收塔，用清水逆流吸收混合气中的丙酮 ； 在101.325kPa, 293K 下，Y*=1.8X ；过程受气膜控制，k Y a ∝V 0.8；Y 1=0.05； 当L/V=2.1，η=95%。

问：（1）V’=1.2V ；（2）L’=1.2L ；（3）X 2’=0.005；（4）t ↑,m’=1.2m ；（5）p ↑,m’=0.8m ；（6）Y 1’=1.2Y 1；其他条件不变, 问Y2，η 如何变化？例题：用吸收操作除去某气体混合物中的可溶有害组分，在操作条件下的相平衡关系为Y *=1.5X ，混合气体的初始浓度为0.1（摩尔比，下同），吸收剂的入塔浓度为0.001，液气比为2.0。

已知在逆流操作时，气体出口浓度为0.005，试计算在操作条件不变的情况下改为并流操作，气体的出口浓度为多少？逆流操作时所吸收的可溶组分是并流操作的多少倍？计算时近似认为K Y a 与流动方式无关。

例题：常压逆流连续操作的吸收塔，用清水吸收空气-氨混合气中的氨，混合气的流率为0.02kmol/（m 2.s ），入塔时氨的浓度为0.05（摩尔分率，下同），要求吸收率不低于95%，出塔氨水的浓度为0.05。

已知在操作条件下气液平衡关系为y *=0.95x ，，气相体积传质总系数K y a=0.04kmol/（m 3.s ），且K y a ∝G 0.8 。

求：（1）所需填料层高度为多少？（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/L R =20，气体流率及新鲜吸收剂用量不变，为达到分离要求，所需填料层的高度为多少？（3）示意绘出带部分循环与不带循环两种情况下的操作线与平衡线。

1、吸收剂部分再循环对塔高的影响 常压逆流连续操作的吸收塔，用清水吸收空气-氨混合气中的氨，混合气的流率为0.02kmol/（m 2.s ），入塔时氨的浓度为0.05（摩尔分率，下同），要求吸收率不低于95%，出塔氨水的浓度为0.05。

已知在操作条件下气液平衡关系为y *=0.95x ，，气相体积传质总系数K y a=0.04kmol/（m 3.s ），且K y a ∝G 0.8 。

（1）所需填料层高度为多少？（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/L R =20，气体流率及新鲜吸收剂用量不变，为达到分离要求，所需填料层的高度为多少？（3）示意绘出带部分循环与不带循环两种情况下的操作线与平衡线。

（4）求最大循环量L R(max) 。

解：(1) 低浓气体吸收，y Y x X ≈≈,()()y y a b =-=-⨯=1109500500025η...液气比：L G y y x x =--=-=b a b a 00500025005095....而 m LG ==095.，所以S =1∆∆y y y m a a ===00025.N y yy OG b a m =-=-=∆00500025002519...又 H GK a y OG m ===00200405...∴==⨯=h H N 0051995OG OG m ..(2) 吸收剂再循环此时吸收剂入口浓度：00238.012005.0R bR a a =+=++='L L xL Lx x塔'=+=+=L L L L L L R 120105.95.005.11'==='L mGS因为为易溶气体，且K a G y ∝08.所以L 再循环后，K a y 不变，即H G K ay OG m ==05.不变 ()()'=-'-'-'-'+'⎡⎣⎢⎤⎦⎥=---⨯-⨯+⎡⎣⎢⎤⎦⎥=N S S y mx y mx S OG b a a a 111110951095005095000238000250950002380954784ln .ln ......... ∴'='=⨯=h H N 00547842392OG OG m ... （3）见上图。

化⼯原理第五章吸收题说课讲解化⼯原理第五章吸收题六吸收浓度换算2.1甲醇15%(质量)的⽔溶液, 其密度为970Kg/m3, 试计算该溶液中甲醇的:(1)摩尔分率; (2)摩尔⽐; (3)质量⽐; (4)质量浓度; (5)摩尔浓度。

分⼦扩散2.2 估算1atm及293K下氯化氢⽓体(HCl)在(1)空⽓,(2)⽔(极稀盐酸)中的扩散系数。

2.3⼀⼩管充以丙酮,液⾯距管⼝1.1cm,20℃空⽓以⼀定速度吹过管⼝,经5 ⼩时后液⾯下降到离管⼝2.05cm,⼤⽓压为750[mmHg],丙酮的蒸汽压为180[mmHg] , 丙酮液密度为7900[kg/m3],计算丙酮蒸汽在空⽓中的扩散系数。

2.4 浅盘内盛⽔。

⽔深5mm,在1atm⼜298K下靠分⼦扩散逐渐蒸发到⼤⽓中。

假定传质阻⼒相当于3mm厚的静⽌⽓层,⽓层外的⽔蒸压可忽略,求蒸发完所需的时间。

2.5 ⼀填料塔在常压和295K下操作，⽤⽔除去含氨混合⽓体中的氨。

在塔内某处，氨在⽓相中的组成y a=5%(摩尔百分率)。

液相氨的平衡分压P=660Pa,物质通量N A= 10 - 4[kmol/m2·S],⽓相扩散系数D G=0.24[cm2/s],求⽓膜的当量厚度。

相平衡与亨利定律2.6 温度为10℃的常压空⽓与⽔接触，氧在空⽓中的体积百分率为21%，求达到平衡时氧在⽔中的最⼤浓度, （以[g/m3]、摩尔分率表⽰）及溶解度系数。

以[g/m3·atm]及[kmol/m3·Pa]表⽰。

2.7 当系统服从亨利定律时，对同⼀温度和液相浓度，如果总压增⼤⼀倍则与之平衡的⽓相浓度(或分压) (A)Y增⼤⼀倍; (B)P增⼤⼀倍;(C)Y减⼩⼀倍; (D)P减⼩⼀倍。

2.8 25℃及1atm下,含CO220%,空⽓80%(体积%)的⽓体1m3，与1m3的清⽔在容积2m3的密闭容器中接触进⾏传质,试问⽓液达到平衡后,(1)CO2在⽔中的最终浓度及剩余⽓体的总压为多少?(2)刚开始接触时的总传质推动⼒ΔP,Δx各为多少？⽓液达到平衡时的总传质推动⼒⼜为多少？仅供学习与交流，如有侵权请联系⽹站删除谢谢1362.9 在填料塔中⽤清⽔吸收⽓体中所含的丙酮蒸⽓,操作温度20℃,压⼒1atm。

第五章 吸收相组成的换算【5-1】 空气和CO 2的混合气体中，CO 2的体积分数为20%，求其摩尔分数y 和摩尔比Y 各为多少？解 因摩尔分数=体积分数，.02y =摩尔分数 摩尔比 ..020251102y Y y ===--． 【5-2】 20℃的l00g 水中溶解lgNH 3, NH 3在溶液中的组成用摩尔分数x 、浓度c 及摩尔比X 表示时，各为多少？解 摩尔分数//117=0．010*******／18x =+浓度c 的计算20℃，溶液的密度用水的密度./39982s kg m ρ=代替。

溶液中NH 3的量为 /311017n k m ol -=⨯ 溶液的体积 /.33101109982 V m -=⨯溶液中NH 3的浓度//.33311017==0．581／101109982n c kmol m V --⨯=⨯ 或 . 3998200105058218s sc x kmol m M ρ==⨯=．．／ NH 3与水的摩尔比的计算 或 ..00105001061100105x X x ===--． 【5-3】进入吸收器的混合气体中，NH 3的体积分数为10%，吸收率为90%，求离开吸收器时NH 3的组成，以摩尔比Y 和摩尔分数y 表示。

吸收率的定义为解 原料气中NH 3的摩尔分数0.1y = 摩尔比 (11101)01111101y Y y ===-- 吸收器出口混合气中NH 3的摩尔比为 摩尔分数 (22200111)=0010981100111Y y Y ==++ 气液相平衡【5-4】 l00g 水中溶解lg 3 NH ，查得20℃时溶液上方3NH 的平衡分压为798Pa 。

此稀溶液的气液相平衡关系服从亨利定律，试求亨利系数E(单位为kPa )、溶解度系数H[单位为/()3kmol m kPa ⋅]和相平衡常数m 。

总压为100kPa 。

解 液相中3NH 的摩尔分数/.//1170010511710018x ==+气相中3NH 的平衡分压 *.0798 P k P a ＝ 亨利系数 *./.0798*******E p x ===／ 液相中3NH 的浓度 /./.333110170581 101109982n c kmol m V --⨯===⨯／ 溶解度系数 /*./../(3058107980728H c p k m o l m kP a ===⋅液相中3NH 的摩尔分数 //1170010511710018x ==+．／气相的平衡摩尔分数 **.0798100y p p ==／／ 相平衡常数 * (079807610000105)y m x ===⨯ 或 //.76100076m E p === 【5-5】空气中氧的体积分数为21%，试求总压为.101325kPa ，温度为10℃时，31m 水中最大可能溶解多少克氧？已知10℃时氧在水中的溶解度表达式为*.6331310p x =⨯，式中*p 为氧在气相中的平衡分压，单位为kPa x ；为溶液中氧的摩尔分数。

吸收：例1、在 20℃，1atm 下，用清水分离氨-空气的混合气体，混合气体中氨的分压为 1330Pa ，经吸收后氨的分压降为 7 Pa ，混合气体的处理量为 1020 kg/h ，操作条件下平衡关系为 Y = 0.755X 。

若适宜的吸收剂用量为最小用量的2倍，求所需吸收剂用量及离塔氨水的浓度。

解：q nG q nG =?min nGnLnG nL e5)q q 2(q q 0.755X,Y 1020kg/h,Q 7Pa,p 1330Pa,p Pa,101.013P 0,x =====⨯==m 2125222111221110910.610133.01--⨯=-==-=⨯=⨯===⨯==∴y y Y y y Y 555106.910101.0137P p y 0.01313101.0131330P p y kg/h 9kmol/h 5)1.502 1.5020106.9100.01332 Y m Y Y Y 2X Y Y 2)2(kmol/h 34.900.01313)(1290.01313171020)y 1M y M Q M Q L 5e ,min L L 11vm,v m,G 96.3072.11(502.1q q 755.0/0133.0q q q q q 1nG n 21212121nG n nG n n ==-⨯==∴=-⨯-⋅=--⋅=--⋅==∴=-⨯+⨯=-+==-y G X (空气氨33-s s 35L L kmol/m 0.4842108.809118998.2X 1X M x c 108.80901.502106.9100.0133X )Y (Y X )X (X )Y (Y =⨯+⨯⋅=+⋅=⋅=⨯=+⨯-=+-=∴-=---- 31111221n nG121n 21nG 10809.8ρq q q q M c例2、含苯2%（摩尔分率，下同）的煤气用平均分子量为260的洗油在一填料塔中做逆流吸收以回收其中的苯，要求苯的回收率达到95％，煤气的流率为1200kmol/h 。

吸 收1、30℃水的饱和蒸气压＝4.24kPa, (p268, 表五（一）)求湿空气中水蒸气的体积分数；042.03.10124.4==x 求水蒸气的质量分数：0265.029958.018042.018042.0=⨯+⨯⨯=m x 求湿空气的密度：315.1302732734.2229958.018042.0m kg =+⨯⨯+⨯=ρ 2、亨利定律为Ex p =* %0515.018100028600==x ，MPa x p E 1971015.53.1014*=⨯==-相平衡常数；19453.101197000===p E m 3、根据，Ex p =*,**=Py p %0232.018800043.03.101*=⨯==E p x （mol%） 质量分数：%057.0189768.9944%0232.044%0232.0=⨯+⨯⨯=x4、%28.22676.20203.0*=⨯==E p x (m o l %) 质量分数：%2.21872.971728.21728.2=⨯+⨯⨯=x5、进入水的最高含氧量水的最高含氧量是空气中氧（21％）相平衡的含氧量。

69*1024.51006.410130021.0-⨯=⨯⨯==E p x32266632.91032.918321024.51024.5m gO kgH kgO =⨯=⨯⨯=⨯---脱氧后的最低含氧量：脱氧后水的最低含氧量是与吹扫地氮气中含氧相平衡的含氧量。

69*10499.01006.410130002.0-⨯=⨯⨯==E p x36887.0183210499.0m g =⨯⨯- 6、136.012.0112.011=-=-=y y Y ，0101.001.0101.02=-=Y被吸收到氨量：1000(1-0.12)(0.136-0.0101)=110.8m 3kg 03.77172982734.228.110=⨯⨯出口气体体积：V=1000-110.8=889.2m 37、kPax p E 55003.016500*===对于稀溶液，Pa m kmolH M E S .1001.15500001181000134-⨯===ρm x x p E y ==，∴p E m = 43.5101300550000==m8、p Em =43.5101300550000== 147043.5008.0===m y x kg 59.3147044181000=⨯⨯，（环氧乙烷分子量＝44）12、稳态下通过气膜的扩散系数（分子扩散的斯蒂芬定律）)(21p p p p RT D A N B -=δS m mol .2 p 1=20℃水的蒸汽压＝2330Pa 1≈Bp p ,因为气膜中水蒸气分压小。