吸收习题答案

吸收一章习题及答案一、填空题1、用气相浓度△y为推动力的传质速率方程有两种，以传质分系数表达的速率方程为____________________，以传质总系数表达的速率方程为___________________________。

N A = k y (y-y i) N A = K y (y-y e)2、吸收速度取决于_______________，因此，要提高气－液两流体相对运动速率，可以_______________来增大吸收速率。

双膜的扩散速率减少气膜、液膜厚度3、由于吸收过程气相中的溶质分压总_________ 液相中溶质的平衡分压，所以吸收操作线总是在平衡线的_________。

增加吸收剂用量，操作线的斜率_________，则操作线向_________平衡线的方向偏移，吸收过程推动力（y－y e）_________。

大于上方增大远离增大4、用清水吸收空气与A的混合气中的溶质A，物系的相平衡常数m=2，入塔气体浓度y = 0.06，要求出塔气体浓度y2 = 0.006，则最小液气比为_________。

1.805、在气体流量，气相进出口组成和液相进口组成不变时，若减少吸收剂用量，则传质推动力将_________，操作线将_________平衡线。

减少靠近6、某气体用水吸收时，在一定浓度范围内，其气液平衡线和操作线均为直线，其平衡线的斜率可用_________常数表示，而操作线的斜率可用_________表示。

相平衡液气比7、对一定操作条件下的填料吸收塔，如将塔料层增高一些，则塔的H OG将_________，N OG将_________ (增加，减少，不变)。

不变增加8、吸收剂用量增加，操作线斜率_________，吸收推动力_________。

（增大，减小，不变）增大增大9、计算吸收塔的填料层高度，必须运用如下三个方面的知识关联计算：_________、_________、_________。

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 。

吸收一章习题及答案一、填空题1、用气相浓度△y为推动力的传质速率方程有两种，以传质分系数表达的速率方程为____________________，以传质总系数表达的速率方程为___________________________。

N A = k y (y-y i) N A = K y (y-y e)2、吸收速度取决于_______________，因此，要提高气－液两流体相对运动速率，可以_______________来增大吸收速率。

双膜的扩散速率减少气膜、液膜厚度3、由于吸收过程气相中的溶质分压总 _________ 液相中溶质的平衡分压，所以吸收操作线总是在平衡线的_________。

增加吸收剂用量，操作线的斜率_________，则操作线向_________平衡线的方向偏移，吸收过程推动力（y－y e）_________。

大于上方增大远离增大4、用清水吸收空气与A的混合气中的溶质A，物系的相平衡常数m=2，入塔气体浓度y =0.06，要求出塔气体浓度y2 = 0.006，则最小液气比为_________。

1.805、在气体流量，气相进出口组成和液相进口组成不变时，若减少吸收剂用量，则传质推动力将_________，操作线将_________平衡线。

减少靠近6、某气体用水吸收时，在一定浓度范围内，其气液平衡线和操作线均为直线，其平衡线的斜率可用_________常数表示，而操作线的斜率可用_________表示。

相平衡液气比7、对一定操作条件下的填料吸收塔，如将塔料层增高一些，则塔的H OG将_________，N OG 将_________ (增加，减少，不变)。

不变增加8、吸收剂用量增加，操作线斜率_________，吸收推动力_________。

（增大，减小，不变）增大增大9、计算吸收塔的填料层高度，必须运用如下三个方面的知识关联计算：_________、_________、_________。

第四部分气体吸收一、填空题1．物理吸收操作属于传质过程。

理吸收操作是一组分通过另一停滞组分的单向扩散。

2．操作中的吸收塔，若使用液气比小于设计时的最小液气比，则其操作结果是达不到要求的吸收分离效果。

3．若吸收剂入塔浓度X2降低，其它操作条件不变，吸收结果将使吸收率增大。

4．若吸收剂入塔浓度X2降低，其它操作条件不变，则出口气体浓度降低。

5．含SO2为10%(体积)的气体混合物与浓度c为0.02 kmol/m3的SO2水溶液在一个大气压下相接触。

操作条件下两相的平衡关系为p*=1.62c （大气压），则SO2将从气相向液相转移。

6．含SO2为10%(体积)的气体混合物与浓度c为0.02 kmol/m3的SO2水溶液在一个大气压下相接触。

操作条件下两相的平衡关系为p*=1.62c (大气压)，以气相组成表示的传质总推动力为0.0676 atm 大气压。

7．总传质系数与分传质系数之间的关系为l/K L=l/k L+H/k G，其中l/k L为液膜阻力。

8．总传质系数与分传质系数之间的关系为l/K L=l/k L+H/k G，当气膜阻力H/k G 项可忽略时，表示该吸收过程为液膜控制。

9．亨利定律的表达式之一为p*=Ex，若某气体在水中的亨利系数E值很大，说明该气体为难溶气体。

10．亨利定律的表达式之一为p*=Ex，若某气体在水中的亨利系数E值很小，说明该气体为易溶气体。

11．低浓度气体吸收中，已知平衡关系y*=2x，k x a=0.2 kmol/m3.s，k y a =2 l0-4 kmol/m3.s，则此体系属气膜控制。

12．压力增高，温度降低，将有利于吸收的进行。

13．某操作中的吸收塔，用清水逆流吸收气体混合物中A组分。

若y1下降，L、V、P、T等不变，则回收率减小。

14．某操作中的吸收塔，用清水逆流吸收气体混合物中A组分。

若L增加，其余操作条件不变，则出塔液体浓度降低。

15．吸收因数A 在Y-X 图上的几何意义是 操作线斜率与平衡线斜率之比 。

化工原理吸收习题及答案化工原理吸收习题及答案化工原理是化学工程专业的一门基础课程，主要涉及化学反应原理、物质转化和传递过程等内容。

其中，吸收是一种常见的分离和纯化技术，在化工生产中起到重要作用。

为了帮助学生更好地理解和掌握吸收原理，以下将介绍一些化工原理吸收习题及答案。

习题一：某化工厂需要将氨气从废气中吸收出来，工艺流程如下：氨气从废气中通过气体吸收塔进入吸收液中，吸收液中的氨气通过反应与溶液中的酸发生反应生成盐类。

请回答以下问题：1. 吸收液中的酸应选择什么样的性质？2. 如何选择合适的吸收液浓度？3. 吸收液中酸的浓度越高，吸收效果会如何变化？答案一：1. 吸收液中的酸应选择具有较强酸性的物质，例如硫酸、盐酸等。

这样的酸性物质可以与氨气快速反应生成盐类，实现氨气的吸收。

2. 吸收液的浓度应根据氨气的浓度和吸收效果要求来选择。

一般来说，如果氨气浓度较高，吸收液的浓度也应相应提高，以增加吸收效果。

3. 吸收液中酸的浓度越高，吸收效果会更好。

因为酸浓度越高，氨气与酸反应生成盐类的速率越快，吸收效果也就越好。

习题二：某化工过程中，需要从气体混合物中吸收二氧化硫。

已知气体混合物中的二氧化硫浓度为10%，请回答以下问题：1. 选择合适的吸收液时，应考虑哪些因素？2. 如果吸收液中的溶剂选择不当，会对吸收效果产生什么影响？3. 吸收液中的溶剂浓度选择应如何确定？答案二：1. 在选择合适的吸收液时，应考虑溶剂与待吸收气体的亲和力、反应速率、溶解度等因素。

合适的吸收液应能够与二氧化硫发生反应生成稳定的产物，并且具有较高的溶解度。

2. 如果吸收液中的溶剂选择不当，可能会导致吸收效果不佳甚至无法吸收。

例如，如果溶剂与二氧化硫反应生成的产物不稳定，会导致产物再次分解释放出二氧化硫，从而无法实现吸收的目的。

3. 吸收液中的溶剂浓度选择应根据二氧化硫的浓度和吸收效果要求来确定。

一般来说，如果二氧化硫浓度较高，吸收液的溶剂浓度也应相应提高，以增加吸收效果。

环境工程原理《吸收》习题及答案1、在30℃，常压条件下，用吸收塔清水逆流吸收空气-SO 2混合气体中的SO 2，已知气-液相平衡关系式为47.87y x *=，入塔混合气中SO 2摩尔分数为0.05，出塔混合气SO 2摩尔分数为0.002，出塔吸收液中每100 g 含有SO 2 0.356 g ，试分别计算塔顶和塔底处的传质推动力，用y ∆、x ∆、p ∆、c ∆表示。

解：（1）塔顶出塔SO 2的摩尔分数为20.002y =，入塔吸收液中SO 2的摩尔分数为20x = 所以与出塔气相平衡的吸收液摩尔分数为*520.002/47.87 4.1710x -==⨯ 与入塔吸收液平衡的气相摩尔分数为20y *=所以*55222 4.17100 4.1710x x x --∆=-=⨯-=⨯*2220.00200.002y y y ∆=-=-=22101.325101.3250.0020.2026p y ∆=⨯∆=⨯=kPa忽略吸收液中溶解的SO 2，则摩尔浓度可计算为1000/1855.6c ==mol/L 52255.655.6 4.17100.00232c x -∆=⨯∆=⨯⨯=mol/L（2）塔底入塔SO 2的摩尔分数为10.05y =，出塔吸收液中SO 2的摩尔分数为10.356/640.001100/18x == 所以与入塔气相平衡的吸收液摩尔分数为*10.05/47.870.0010444x == 与出塔吸收液平衡的气相摩尔分数为1147.8747.870.0010.04787y x *==⨯= 所以*51110.00104440.001 4.4410x x x -∆=-=-=⨯*1110.050.047870.00213y y y ∆=-=-=11101.325101.3250.002130.2158p y ∆=⨯∆=⨯=kPa51155.655.6 4.44100.00247c x -∆=⨯∆=⨯⨯=mol/L2、吸收塔内某截面处气相组成为0.05y =，液相组成为0.01x =，两相的平衡关系为2y x *=，如果两相的传质系数分别为51.2510y k -=⨯kmol/(m 2·s)，51.2510x k -=⨯kmol/(m 2·s)，试求该截面上传质总推动力、总阻力、气液两相的阻力和传质速率。

6-1 已知在101.3 kPa(绝对压力下)，100 g 水中含氨1 g 的溶液上方的平衡氨气分压为987 Pa 。

试求：(1) 溶解度系数H (kmol ·m -3·Pa -1)； (2) 亨利系数E(Pa)； (3) 相平衡常数m ；(4) 总压提高到200 kPa(表压)时的H ，E ，m 值。

（假设：在上述范围内气液平衡关系服从亨利定律，氨水密度均为10003/m kg ）解：（1）根据已知条件Pa p NH 987*3=3/5824.01000/10117/13m kmol c NH ==定义333*NH NH NH H c p =()Pa m kmol p c H NH NH NH •⨯==-34/109.5333（2）根据已知条件可知0105.018/10017/117/13=+=NH x根据定义式333*NH NH NH x E p =可得Pa E NH 41042.93⨯=（3）根据已知条件可知00974.0101325/987/**33===p p y NH NH于是得到928.0333*==NH NH NH x y m（4）由于H 和E 仅是温度的函数，故3NH H 和3NH E 不变；而p E px Ex px p x y m ====**，与T 和p 相关，故309.0928.031'3=⨯=NH m 。

分析（1）注意一些近似处理并分析其误差。

（2）注意E ，H 和m 的影响因素，这是本题练习的主要内容之一。

6-2 在25℃下，CO 2分压为50 kPa 的混合气分别与下述溶液接触：(1) 含CO 2为0.01 mol/L 的水溶液； (2) 含CO 2为0.05 mol/L 的水溶液。

试求这两种情况下CO 2的传质方向与推动力。

解： 由亨利定律得到*2250CO CO Ex kPa p == 根据《 化工原理》 教材中表 8-1 查出()kPa E CO 51066.1252⨯=℃ 所以可以得到4*1001.32-⨯=CO x 又因为()()34525/10347.3181066.11000222m kPa kmol EM H OH OH CO •⨯=⨯⨯=≈-ρ℃ 所以得34*/0167.05010347.3222m kmol p H c CO CO CO =⨯⨯==- 于是：（1）为吸收过程，3/0067.0m kmol c =∆。

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。

吸收一章习题及答案一、填空题1、用气相浓度△y为推动力的传质速率方程有两种，以传质分系数表达的速率方程为____________________，以传质总系数表达的速率方程为___________________________。

N A = k y (y-y i) N A = K y (y-y e)2、吸收速度取决于_______________，因此，要提高气－液两流体相对运动速率，可以_______________来增大吸收速率。

双膜的扩散速率减少气膜、液膜厚度3、由于吸收过程气相中的溶质分压总 _________ 液相中溶质的平衡分压，所以吸收操作线总是在平衡线的_________。

增加吸收剂用量，操作线的斜率_________，则操作线向_________平衡线的方向偏移，吸收过程推动力（y－y e）_________。

大于上方增大远离增大4、用清水吸收空气与A的混合气中的溶质A，物系的相平衡常数m=2，入塔气体浓度y =0.06，要求出塔气体浓度y2 = 0.006，则最小液气比为_________。

1.805、在气体流量，气相进出口组成和液相进口组成不变时，若减少吸收剂用量，则传质推动力将_________，操作线将_________平衡线。

减少靠近6、某气体用水吸收时，在一定浓度范围内，其气液平衡线和操作线均为直线，其平衡线的斜率可用_________常数表示，而操作线的斜率可用_________表示。

相平衡液气比7、对一定操作条件下的填料吸收塔，如将塔料层增高一些，则塔的H OG将_________，N OG 将_________ (增加，减少，不变)。

不变增加8、吸收剂用量增加，操作线斜率_________，吸收推动力_________。

（增大，减小，不变）增大增大9、计算吸收塔的填料层高度，必须运用如下三个方面的知识关联计算：_________、_________、_________。

作业题P1071题解：(1)已知CO 2在水中溶解度0.878m 3（标米）/ m 3即0.0392kmol/ m 3。

CO 2在水中溶解符合亨利定律：p A *=Ex A对CO 2：p A *=0.1013MPa ；00071.06.55/0392.018/10000392.00392.0==+=A x 代入上式：亨利系数E= p A */x A =0.1013/0.00071=142.68MPa 溶解度系数13389.068.142181000.--⋅⋅=⨯==Pa m kmol E Ms H ρ 相平衡常数m=E/p=142.68/0.1013=1408.5(2) 因为 p A *=Ex A故此条件下CO 2平衡浓度x A = p A */ E=(0.1013x30%)/142.68=0.0002 而体系浓度为：0.66kg/m 3即x A =(0.66/44)/( 0.66/44+1000/18)=0.00027体系不能进行吸收过程。

2题解：已知环氧乙烷—水体系 E=453.82kPa ；p A *=101.3x0.738%=0.748 kPa 平衡浓度x A = p A */ E=0.748/453.82=0.0016518/100m +=m x A 解得m=0.0092mol ；(或)=0.404g3题解：氨—水体系已知可依据双膜理论得：N A =k y A(y-y i ) (1)N A =k x A(x i -x) (2)y *=mx (3)由H=640.7kmol ·m -3·MPa -1 得MPa H Ms E 0867.07.640181000.=⨯==ρ m=E/p=0.0867/0.1=0.867令N A =k x A(y i /m-y/m) (4)(1) 与（4）联立得N A =(xy k m +k 11) A (y-y *) 令x y k m +k 11=K y则K y =12mol 268.0165.057.3125.5867.00.2811--⋅⋅=+=+s m 液膜阻力/总阻力=0.165/(0.165+3.57)=4.42%;气膜阻力/总阻力=3.57/(0.165+3.57)=95.58%4题解依题意: 1364.012.0112.01111=-=-=y y Y 3121045.5)96.01(1364.0)1(-⨯=-⨯=-=ϕY Y混合气体流量=360m 3(标准)/h=360/(3600x22.4)=0.00446kmol/s惰性气体流量=0.00446x(1-12%)kmol/s=0.00393kmol/s02=X由H=11.45kmol ·m -3·MPa -1得MPa H Ms E 852.445.11181000.=⨯==ρ m=E/p=4.852/0.1013=47.9最小液气比469.471364.000545.01364.02121=-=--=X mY Y Y V L M 适宜液气比000545.01364.05.14612121--=--=⨯=X X X Y Y V L 由此解得塔底水溶液浓度X 1=0.0019实际水用量L=69x0.00393kmol/s=0.271kmol/s5题解 丙酮-空气体系依题意: 064.006.0106.01111=-=-=y y Y 3121028.1)98.01(064.0)1(-⨯=-⨯=-=ϕY Y02=X0234.01=X混合气体流量=1400m 3(标准)/h=1400/(3600x22.4)=0.0174kmol/s惰性气体流量=0.0174x(1-6%)kmol/s=0.01632kmol/s液气比68.200234.000128.0064.02121=--=--=X X Y Y V LL=2.68x0.01632kmol/s=0.0437kmol/s气液平衡关系Y *=mX 即Y *=1.68X则0393.00234.068.111=⨯==*mX Y022==*mX Y平均推动力()()()()0079.000128.00393.0064.0ln 000128.00393.0064.0ln 22112211=----=-----=∆****Y Y Y Y Y Y Y Y Y m 气相传质单元数94.700795.000128.0064.021=-=∆-=m OG Y Y Y N 6题解：三乙醇胺水溶液—H 2S 体系03.01=Y312103)9.01(03.0)1(-⨯=-⨯=-=ϕY Y气液平衡关系Y *=mX 即Y *=2X02=X013.01=X则026.0013.0211=⨯==*mX Y022==*mX Y惰性气体流量=40kmol/h=0.011kmol/s空塔气速v=0.34m/s ；K Y a=0.036 kmol ·m -3·s -1混合气体可按标气处理V 混=（0.011 x 22.4）/（1-0.03/(1+0.03)）=0.2538m 3/s(1)塔径：m v V D 975.034.014.32538.044=⨯⨯==π (2) 平均推动力 ()()()()00347.0003.0026.003.0ln 0003.0026.003.0ln 22112211=----=-----=∆****Y Y Y Y Y Y Y Y Y m气相传质单元数78.700347.0003.003.021=-=∆-=m OG Y Y Y N 填料层高等m S K V H Y 19.378.741.078.7975.0785.0036.0011.078.7a 2=⨯=⨯⨯⨯=⨯=7题解：混合气--水体系依题意: 0417.004.0104.01111=-=-=y y Y 4121034.8)98.01(0417.0)1(-⨯=-⨯=-=ϕY Y02=X混合气体流量=0.04 kmol ·m -2·s -1惰性气体流量=0.04(1-4%)s=0.0384 kmol ·m -2·s -1气液平衡关系y *=0.8x 也即Y *=mX ；Y *=0.8X02=X022==*mX Y 液气比2.10384.0046.00000834.00417.012121==--=--=X X X Y Y V L 解得034.01=X则0272.0034.08.011=⨯==*mX Y平均推动力()()()()0048.0000834.00272.00417.0ln 0000834.00272.00417.0ln 22112211=----=-----=∆****Y Y Y Y Y Y Y Y Y m 气相传质单元数51.80048.0000834.00417.021=-=∆-=m OG Y Y Y N 填料层高等m S K V H Y 6.451.8071.00384.051.8a =⨯=⨯= 对比11m 预设填料层高度，该塔可以满足要求。

5.5 习题精选5-1 当压力不变时，温度提高1倍，溶质在气相中的扩散系数提高 2.83 倍；假设某液相黏度随温度变化很小，绝对温度降低1倍，则溶质在该液相中的扩散系数降低 1倍。

5-2 等分子反向扩散适合于描述精馏过程；单向扩散适合描述吸收和解吸过程。

5-3 双组份理想气体进行单向扩散。

当总压增加时，若维持溶质A在气相各部分分压不变，传质速率将减少；温度提高，则传质速率将增加；气相惰性组分摩尔分率减少，则传质速率将增加。

5-4 常压、25℃低浓度的氨水溶液，若氨水浓度和压力不变，而氨水温度提高，则亨利系数E 增加，溶解度系数H 减小，相平衡常数m 增加，对吸收过程不利。

5-5 常压、25℃低浓度的氨水溶液，若氨水上方总压增加，则亨利系数E 不变，溶解度系数H 不变，相平衡常数m 减少，对解吸过程不利。

5-6 常压、25℃密闭容器内装有低浓度的氨水溶液，若向其中通入氮气，则亨利系数E 不变，溶解度系数H 不变，相平衡常数m 减少，气相平衡分压不变。

5-7含5％（体积分率）二氧化碳的空气－二氧化碳混合气，在压力为101.3kPa，温度为25℃下，与浓度为1.1×10－3kmol/m3的二氧化碳水溶液接触,已知相平衡常数m为1641，则CO2从气相向液转移，以液相摩尔分率表示的传质总推动力为 1.07×10-5 。

5-8填料吸收塔内，用清水逆流吸收混合气体中的溶质A，操作条件下体系的相平衡常数m为3，进塔气体浓度为0.05（摩尔比），当操作液气比为4时，出塔气体的极限浓度为 0 ；当操作液气比为2时，出塔液体的极限浓度为 0.0167 。

5-9 难溶气体的吸收过程属于液膜控制过程，传质总阻力主要集中在液膜侧，提高吸收速率的有效措施是提高液相流体的流速和湍动程度。

5-10在填料塔内用清水吸收混合气体中的NH3，发现风机因故障输出混合气体的流量减少，这时气相总传质阻力将增加；若因故清水泵送水量下降，则气相总传质单元数不变。

1.某吸收塔的操作压强为110KPa,25℃,处理焦炉气1800m3/h.焦炉气中含苯156Kg/h,其他为惰性组分.求焦炉气中苯的摩尔分数和物质的量之比(即摩尔比). 答:⑴求苯的摩尔分数yA. 苯的摩尔质量为M=78Kg/Kmol①处理焦炉气中苯的物质的量为:nA=mA/M=156/78=2Kmol/h (1分)②苯的分压为:(2分)③苯的摩尔分数为:(1分)⑵求物质的量之比YA苯的物质的量之比为:(1分)2. CO2的体积分数为30%的某种混合气体与水充分接触,系统30℃,总压为101.33KPa.在操作范围内该溶液可适用于亨利定律.求液相中CO2的平衡组成,分别以摩尔分数和物质的量浓度表示.已知30℃时CO2在气相中分压为:P=py=101.33×0.3=30.4Kpa(1分)2. 答: 题给混合气体可按理想气体对待.由分压定律,CO2在气相中分压为:P=py=101.33×0.3=30.4Kpa(1分)⑴液相中CO2以摩尔分数表示平衡组成X*X*=P/E=30.4/1.88×105=1.617×10-4(1分)⑵以物质的量浓度表示的平衡组成C*因C*=HP,其中H=ρs/EMs,(1分) ρs=1000Kg/m3,Ms=18Kg/Kmol代入已知量可求出C*=ρs/EMs·P=1000×30.4/1.88×105×18=8.98×10-3Kmol/m3(2分)3. 在总压为101.33Kpa和20℃,测得氨在水中的溶解度数据为:溶液上方氨平衡分压为0.8Kpa时,气体在液体中的溶解度为1g(NH3)/100g(H2O).假设该溶液遵守亨利定律,求:⑴亨利系数E;⑵溶解度系数H;⑶想平衡常数m.解:⑴求亨利系数E, MNH3=17,MH2O=18,P*=0.8Kpa,①x=1/17/(1/17+100/18)=0.01048.(2分)②(1分)⑵求溶解度系数H.(2分)⑶相平衡常数m(1分)6.在压强为101.33Kpa, 20℃下,SO2-空气某混合气体缓慢的流过某种液体表面.空气不溶于该液体中.SO2透过2mm厚静止的空气层扩散到液体表面,并立即溶于该液体中,相界面中SO2的分压可视为零.已知混合气中SO2组成为0.15(摩尔分数),SO2在空气中的分子扩散系数为0.115cm2/s.求SO2的分子扩散速率NA,K mol/(m÷h)6解:⑴此题属于单项扩散,求分子扩散速率可用公式:,其中D,Z,T已知,P=101.33Kpa(2分)⑵求气相主体中SO2分压PA,1=101.33×0.15=15.2KPa(1分)题给界面上SO2分压PA,2=0⑶求PB,m①气相主体中空气分压PB,1=P-PA,1=101.33-15.2=86.1KPa(1分).②界面上空气分压PB,2=P-PA,2=101.33-0=101.33KPa(1分)③空气的对数平均分压(2分)④求NA.7. 在压强为101.33Kpa下, 用清水吸收含溶质A的混合气体,平衡关系服从亨利定律.在吸收塔某截面上,气相主体溶质A的分压为4.0Kpa,液相中溶质A的摩尔分数为0.01,相平衡常数m为0.84,气膜吸收分系数Ky为 2.776×10-5Kmol/(m2·s);液膜吸收分系数Kx为3.86×10-3Kmol/(m2·s).求:⑴气相总吸收系数KY,并分析该吸收过程控制因素;⑵吸收塔截面上的吸收速率NA7. ⑴求KY;分析控制因素①(2分)所以(1分)②由计算知,气膜阻力1/Ky为3.602×104(m2·s)/Kmol,液膜阻力为2.776×10-5(m2·s)/Kmol,液膜阻力约占总阻力的0.7%,该吸收过程可视为气膜阻力控制.(2分)⑵求NA.(1分)(1分)(1分)10.用油吸收混合气体中的苯蒸气,混合气体中苯的摩尔分数为0.04,油中不含苯.吸收塔内操作压强为101.33Kpa,30℃,吸收率为80%,操作条件下平衡关系为Y*=0.126X.混合气体量为1000Kmol/h,油用量为最少用量的1.5倍,求油的用量L,Kmol/h.(1分)Y2=Y1(1-φA)=0.0417×(1-0.80)=0.00834(1分)由题意知,X2=0,m=0.126.(1分)求V:因题给V混(1-y1)=1000(1-0.04)=960Kmol(惰气)/h(2分)(3分)(1分)12.在一内径为0.8m,填料层高度为4m的吸收塔中,用清水吸收混合气中的溶质组分A.塔内操作压强为101.33Kpa,20℃,混合气体积流量为1000m3/h,进塔气相中A的组成为0.05,出塔气相中A的组成为0.01(均为摩尔分数),吸收剂用量为96Kmol/h.操作条件下平衡关系为Y*=2X,求:⑴吸收剂用量为最少用量的倍数;⑵气相体积吸收总系数KGa,Kmol/(m3·h·KPa)2.解:⑴求吸收剂用量为最少用量的倍数L/Lmin.(1分)(1分)由题知:X2=0,m=2(0.5分)惰性气体摩尔流量(2分)Lmin=V×(1分)L/Lmin=96/63.8=1.5(0.5分)⑵求气相体积吸收总系数KGa(1分),已知Z=4m(2分)ΔY1=Y1-mx1=0.0526-2×0.0175=0.0176(1分)ΔY2=Y2-mx2=Y2=0.0101因KY,a=13. 在逆流操作的填料吸收塔中,用清水吸收混合气中溶质组分A.进塔气体中A的组分为0.03,出塔液相中A的组分为0.013(均为物质的量之比),吸收率为99%.操作压强为101.33Kpa,27℃,操作条件下平衡关系为Y*=2X(X,Y为物质的量之比),已知单位塔截面上惰性气体流量为54Kmol/(m2·h),气相体积吸收总系数KGa为0.95Kmol/(m3·h·KPa).求所需的填料层高度Z.解:⑴由题意可知:Y1=0.03,X1=0.013,X2=0,m=2(1分)Y2=Y1(1-φA)=0.03×(1-0.99)=0.0003(1分)ΔY1=Y1-mx1=0.03-2×0.013=0.004(1分)ΔY2=Y2-mx2=Y2-0=0.0003(1.5分)(3分)Kya=KGa×P=0.95×101.33=96.26Kmol/(m3h)(1分)题给条件:(0.5分)Z=HOG×NOG=(2分)14. 在常压逆流操作的填料吸收,用清水吸收空气-氨混合气体中的氨.混合气的质量流速为580Kg/(m2·h).溶质组成为6%(体积),吸收率为99%,水的质量流速为770Kg/(m2·h).操作条件下平衡关系为Y*=0.9X.若填料层高度为4m,⑴要求用脱吸因数法求气相总传质单元数NOG;⑵求气相总传质单元高度HOG解:⑴用脱吸因数法求NOG,清水吸收x2=0(1分)Y2=Y1(1-φA)=0.0638×(1-0.99)=0.000638(1分)混合气的平均摩尔质量Mm=MAyA+MByB=29×(1-0.06)+17×0.06=28.28Kg/Kmol(2分)惰气的摩尔流速(2分)清水的摩尔流速为:(1分)(2分)m(1分)17. 在逆流操作的填料吸收,用清水吸收焦炉气中的氨,氨的浓度为8g/标准m3,混合气体处理量为4500标准m3/h,吸收率为95%,吸收剂用量为最少用量的1.5倍.操作压强为101.33Kpa,30℃,气液平衡关系为Y*=1.2X.气相总体积吸收系数Kya为0.06Kmol/(m3·h),空塔气速为1.2m/s.求:⑴用水量L' Kg/h; ⑵塔径D;⑶填料层高度Z解:⑴求用水量L', 先求Lmin(2分)(1分)(1分)题意得:,M=1.2(0.5分)Kmol/s(2分)Kmol/s(2分)Kmol/s (0.5分)Kg/h(1分)⑵求塔径D,已知u=1.2m/sm3/s(1分)m,算出的塔径还需按国家标准要求调整到D=1400mm=1.4m(2分)⑶填料层高度Z. (1分)m2(1分)m(1分)(1分)21.在逆流操作的填料吸收塔中,用清水吸收烟道气中的CO2,烟道气中的CO2含量为13%(体积),其余可视为空气.烟道气通过塔后,其中90%的CO2/1000gH2O.操作20℃,压强为101.33Kpa,在操作条件下烟道气处理量为1000m3/h,气体空塔速度为0.2m/s.填料的比表面积σ为93m2/m3m假设填料被完全湿润.平衡关系为Y=1420X(操作条件下),液相吸收总系数Kx为115Kmol/(m2·h)求:⑴用水量Kg/h ⑵塔径D,m⑶吸收所需填料层高度Z,m解:⑴ 求用水量L'. ①(1分)②(1分)③,清水吸收X2=0(2分)④Kmol/h(2分)⑤ Kmol/h(2分)⑥ Kmol/h(1分)⑵求塔径 D.,算出的塔径还需按国家标准要求园整到D=1400mm=1.4m. (2分)⑶求填料层高度Z,题给填料全部润湿,则有①(2分)②(1分)③(1分)④(2分)⑤(1分)22. 在逆流操作的填料吸收塔中, 直径为800mm,填料层高度为6m;操作25℃,压强为101.33Kpa在操作条件下,每小时处理2000m3的混合气体含丙酮5%(体积),用清水为吸收剂.塔顶出口气体中含0.263%(体积)丙酮.每Kg塔底出口溶液中含丙酮61.2g.据以上所测得的数据来计算.⑴气相总体积吸收系数Kya.⑵每小时可回收多少Kg丙酮.解:⑴ 求气相总体积吸收系数Kya,x2=0(1分)(1分)(2分)Kmol/h(2分)(1分)(1分)(2分)⑵求丙酮回收量GAGA=V(Y1-Y2)=77.71(0.0526-0.00264)=3.88Kmol/h=3.88×58=225.0Kg /h(2分)。

化工原理-吸收课后答案第二章 吸收习题解答1从手册中查得101.33KPa 、25℃时,若100g 水中含氨1g,则此溶液上方的氨气平衡分压为0.987KPa 。

已知在此组成范围内溶液服从亨利定律,试求溶解度系数H(kmol/ (m 3·kPa))及相平衡常数m 。

解: (1) 求H 由33NH NH C P H*=.求算.已知:30.987NH a P kP *=.相应的溶液浓度3NH C 可用如下方法算出:以100g 水为基准,因为溶液很稀.故可近似认为其密度与水相同.并取其值为31000/kg m .则:333331170.582/100110000.5820.590/()0.987NH NH a NH C kmol m C H kmol m kP P *==+∴===⋅ (2).求m .由333333330.9870.00974101.331170.0105110017180.009740.9280.0105NH NH NH NH NH NH NH NH y m x P y Px y m x ****======+===2: 101.33kpa 、1O ℃时,氧气在水中的溶解度可用p o2=3.31×106x 表示。

式中:P o2为氧在气相中的分压,kPa 、x 为氧在液相中的摩尔分数。

试求在此温度及压强下与空气充分接触后的水中,每立方米溶有多少克氧. 解:氧在空气中的摩尔分数为0.21.故222266101.330.2121.2821.28 6.43103.31106 3.3110O O a O O P Py kP P x -==⨯====⨯⨯⨯ 因2O x 值甚小,故可以认为X x ≈ 即:2266.4310O O X x -≈=⨯所以:溶解度6522322()()6.431032 1.141011.4118()()kg O g O kg H O m H O --⎡⎤⨯⨯==⨯=⎢⎥⨯⎣⎦3. 某混合气体中含有2%(体积)CO 2,其余为空气。

第五章 吸收课后习题答案一、 填空1.减小；靠近。

2.不变；增加。

3.对数平均推动力法；脱吸因数法。

4.气；液；吸收；液；气；解吸5. 散装填料 二、选择1. B ；2.A ；3.C ；4.D ；5.A ． 三、计算题相组成的换算【5-1】在吸收塔中用水吸收混于空气中的氨。

已知入塔混合气中氨含量为5.5%（质量分数，下同），吸收后出塔气体中氨含量为0.17%，试计算进、出塔气体中氨的摩尔比Y 1、Y 2。

解：先计算进、出塔气体中氨的摩尔分数1y 和2y 。

0903.029/945.017/055.017/055.01=+=y0029.029/9983.017/0017.017/0017.02=+=y进、出塔气体中氨的摩尔比1Y 、2Y 为10.09030.099310.0903Y ==-0029.00029.010029.02=-=Y气液相平衡【5-2】 某系统温度为10℃，总压101.3kPa ，试求此条件下在与空气充分接触后的水中，每立方米水溶解了多少克氧气？（已知10℃时，氧气在水中的亨利系数E 为3.31×106kPa 。

）解：由于ssEM Hρ≈，所以34-6A A m /kmol 1057.3181031.327.211000⨯=⨯⨯⨯===*sAs EM p Hp c ρ故 m A =3.57×10-4×32×1000=11.42 g/m 3【5-3】 在温度为40 ℃、压力为101.3 kPa 的条件下，测得溶液上方氨的平衡分压为15.0 kPa 时，氨在水中的溶解度为76.6 g (NH 3)/1 000 g(H 2O)。

试求在此温度和压力下的亨利系数E 、相平衡常数m 及溶解度系数H 。

解：水溶液中氨的摩尔分数为76.6170.07576.610001718x ==+ 由*p Ex =亨利系数为*15.0kPa 200.00.075p E x ===kPa相平衡常数为t 200.0 1.974101.3E m p === 由于氨水的浓度较低，溶液的密度可按纯水的密度计算。

化工原理-- 吸收习题及答案吸收一章习题及答案一、填空题1 、用气相浓度△ y为推动力的传质速率方程有两种，以传质分系数表达的速率方程为______________________ ，以传质总系数表达的速率方程为N A = ky （y-yi ） N A = Ky （y-ye ）2 、吸收速度取决于________________ ，因此，要提高气－液两流体相对运动速率，可以_______________ 来增大吸收速率。

双膜的扩散速率减少气膜、液膜厚度3 、由于吸收过程气相中的溶质分压总____________ 液相中溶质的平衡分压，所以吸收操作线总是在平衡线的__________ 。

增加吸收剂用量，操作线的斜率___________ ，则操作线向_________ 平衡线的方向偏移，吸收过程推动力（y －y e ）_____________ 。

大于上方增大远离增大4 、用清水吸收空气与A的混合气中的溶质A，物系的相平衡常数m=2入塔气体浓度y = 0.06 ，要求出塔气体浓度y 2 = 0.006 ，则最小液气比为_____________ 。

1.805 、在气体流量，气相进出口组成和液相进口组成不变时，若减少吸收剂用量，则传质推动力将_________ 操作线将__________ 平衡线。

减少靠近6 、某气体用水吸收时，在一定浓度范围内，其气液平衡线和操作线均为直线，其平衡线的斜率可用_________ 常数表示，而操作线的斜率可用___________ 表示。

相平衡液气比7 、对一定操作条件下的填料吸收塔，如将塔料层增高一些，则塔的H OG 将________ N OG 将__________ （增加，减少，不变）。

不变增加8 ____________________________________ 、吸收剂用量增加，操作线斜率吸收推动力。

（增大，减小，不变）增大增大9 、计算吸收塔的填料层高度，必须运用如下三个方面的知识关联计算： ______________ 、________ 、________ 。

气体吸收1 操作中的吸收塔，当其他操作条件不变，仅降低吸收剂入塔浓度，则吸收率将 ；A. 增大：B.降低；C. 不变；D. 不确定； 答案A2 低浓度逆流吸收操作中，若其他入塔条件不变，仅增加入塔气体浓度1Y ，则： 出塔气体浓度2Y 将_____; 出塔液体浓度1X ____;A 增大；B 减小；C 不变；D 不确定 答案：A ；A3 在常压塔中用水吸收二氧化碳，y k 和x k 分别为气相和液相传质分系数，y K 为气相总传质系数，m 为相平衡常数，则___A.为气膜控制，且y y k K ≈B.为液膜控制，且x y k K ≈C.为气膜控制，且m k K x y ≈D.为液膜控制,且mk K x y ≈ 答案: D 4下述说法中错误的是_____.A. 溶解度系数H 值很大，为易溶气体； C. 享利系数E 值很大，为难溶气体；B. 亨利系数E 值很大，为易溶气体； D. 平衡常数m 值很大，为难溶气体；答案：B5 下述说法中错误的是_____。

答案：BA 理想溶液满足拉乌尔定律，也满足亨利定律；B.理想溶液满足拉乌尔定律，但不满足亨利定律；C.非理想稀溶液满足亨利定律，但不满足拉乌尔定律；D.服从亨利定律并不说明溶液的理想性，服从拉乌尔定律才表明溶液的理想性6 下述说法中正确的是______。

答案：ＤA.用水吸收氨属难溶气体的吸收，为液膜阻力控制；B.常压下用水吸收二氧化碳属难溶气体的吸收，为气膜阻力控制；C.用水吸收氧属难溶气体的吸收，为气膜阻力控制；D.用水吸收二氧化硫为具有中等溶解度的气体吸收，气膜阻力和液阻力均不可忽略。

7 在y-x 图上,操作线若在平衡线下方,则表明传质过程是( )。

(A)吸收；(B)解吸；(C)相平衡；(D)不确定 答案： B8. 由于吸收过程气相中的溶质分压总是__________液相中溶质的平衡分压，所以吸收过程的操作线总是在其平衡线的_________。

5.5 习题精选5-1 当压力不变时，温度提高1倍，溶质在气相中的扩散系数提高 2.83 倍；假设某液相黏度随温度变化很小，绝对温度降低1倍，则溶质在该液相中的扩散系数降低 1倍。

5-2 等分子反向 扩散适合于描述精馏过程；单向扩散 适合描述吸收和解吸过程。

5-3 双组份理想气体进行单向扩散。

当总压增加时，若维持溶质A 在气相各部分分压不变，传质速率将 减少 ；温度提高，则传质速率将 增加 ；气相惰性组分摩尔分率减少，则传质速率将 增加 。

5-4 常压、25℃低浓度的氨水溶液，若氨水浓度和压力不变，而氨水温度提高，则亨利系数E 增加 ，溶解度系数H 减小 ，相平衡常数m 增加 ，对 吸收 过程不利。

5-5 常压、25℃低浓度的氨水溶液，若氨水上方总压增加，则亨利系数E 不变 ，溶解度系数H 不变 ，相平衡常数m 减少 ，对 解吸 过程不利。

5-6 常压、25℃密闭容器内装有低浓度的氨水溶液，若向其中通入氮气，则亨利系数E 不变 ，溶解度系数H 不变 ，相平衡常数m 减少 ，气相平衡分压 不变 。

5-7含5％（体积分率）二氧化碳的空气－二氧化碳混合气，在压力为101.3kPa ，温度为25℃下，与浓度为1.1×10－3kmol/m 3的二氧化碳水溶液接触,已知相平衡常数m 为1641，则CO 2从 气 相向 液 转移，以液相摩尔分率表示的传质总推动力为 1.07×10-5。

5-8填料吸收塔内，用清水逆流吸收混合气体中的溶质A ，操作条件下体系的相平衡常数m 为3，进塔气体浓度为0.05（摩尔比），当操作液气比为4时，出塔气体的极限浓度为 0 ；当操作液气比为2时，出塔液体的极限浓度为 0.0167 。

5-9 难溶气体的吸收过程属于 液膜 控制过程，传质总阻力主要集中在 液膜 侧，提高吸收速率的有效措施是提高 液 相流体的流速和湍动程度。

5-10在填料塔内用清水吸收混合气体中的NH 3，发现风机因故障输出混合气体的流量减少，这时气相总传质阻力将 增加 ；若因故清水泵送水量下降，则气相总传质单元数 不变 。