某填料吸收塔用純水逆流吸收氣體

A. 在逆流操作的填料塔中用純溶劑吸收氣相中的某組分，可看作等溫低濃度物理吸收過程，已知吸收因子A=1，

摘要 很高興回答你的問題，正在整理相關的信息，耐心等待。

B. x-35=64.75*ln(x/35)，求解x=過程

化工原理（吸收）單元考試試題

一、 填空題：

（本題共7道小題，共16分）

1.20℃時,CO2氣體溶解於水的溶解度為0.878(標)m3m-3(H2O),此時液相濃度C=________kmol.m-3.液相摩爾分率xA=_________.比摩爾分率XA=__________.

2. 當平衡線為直線時，總傳質系數與分傳質系數之間的關系可以表示為1/KL=1/kL+H/kG其中1/kL表示＿＿＿＿＿，當＿＿＿＿＿＿＿項可忽略時，表示該吸收過程為液膜控制。

3. 雙膜理論認為，吸收阻力主要集中在界面兩側的________和________之中。

4.在常壓下,20℃時氨在空氣中的分壓為50mmHg,此時氨在混合氣中的摩爾分率yA=________,比摩爾分率YA=_______.

5. 用相平衡常數m表達的亨利定律表達式為_______.在常壓下,20℃時, 氨在空氣中的分壓為50mmHg,與之平衡的氨水濃度為7.5(kgNH3/100kgH2O).此時m=______.

6. 用氣相濃度△y為推動力的傳質速率方程有兩種,以傳質分系數表達的速率方程為__________________________________,以傳質總系數表達的速率方程為____________________________.

7.（3分） 氣液兩相平衡關系將取決於以下兩種情況：

(1) 若 pe〉p 或 C 〉Ce則屬於＿＿過程

(2) 若 p 〉pe 或 Ce〉C 則屬於＿＿過程

二、選擇題：（本題共8道小題，每小題2分，共16分）

1. 吸收速率主要決定於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（ ）

A. 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. 對接近常壓的低濃度溶質的氣液平衡系統，當溫度和壓力不變，而液相總濃度增加時其溶解度系數H 將（ ），亨利系數E將（ ）。

A. 增加 B. 減少 C. 不變

3. 通常所討論的吸收操作中，當吸收劑用量趨於最小用量時，完成一定的分率( )。

A. 回收率趨向最高； B. 吸收推動力趨向最大；

C. 操作最為經濟； D. 填料層高度趨向無窮大。

4.在吸收操作的物料衡算式中，V是表示單位時間所處理的（ ）

A. 混合氣體的體積； B. 混合氣體的摩爾流率；

C. 惰性氣體的摩爾流率

5. 氣體的亨利系數E值越大，表明氣體（ ）。

A. 越易溶解； B. 越難溶解； C. 溶解度適中

6.填料吸收塔空塔的速度應（ ）於液泛速度。

A. 大； B. 小 ； C. 等

7.對吸收操作影響較大的填料特性是（ ）。

A. 比表面積和自由體積； B. 機械強度；

C. 對氣體阻力要小；

8.在Y—X圖上，吸收操作線總是位於平衡線的（ ）。

A. 上方； B. 下方； C. 重合線上；

三、判斷題：

（本題共8道小題，每小題1分，共8分）

1. 噴淋吸收是吸收劑成液滴分散在氣體中，因此，液體為連續相，氣體為分散相（ ）。

2. 吸收操作線的方程式，斜率是L/V（ ）。

3.工業上一般吸收是在吸收塔中進行的。象傳熱一樣氣液間逆流操作有利於吸收完全並可獲得較大的吸收推動力。（ ）

4. 填料吸收塔逆流操作，當吸收劑的比用量（即液氣比）增大時，則出塔吸收液濃度下降，吸收推動力減小（ ）

5.液泛點是填料吸收塔的最佳操作點。吸收操作在此條件下進行時，則吸收速率最大。（ ）

6.吸收過程中，當操作線與平衡線相切或相交時所用的吸收劑最少，吸收推動力最大。（ ）

7.加壓和降溫可以提高氣體的溶解度，故加壓降溫有利於吸收操作。（ ）

8.惰性氣體和吸收劑在吸收過程的前後的摩爾量是不變的（ ）

四、簡答題：（本題共2道小題，共10分）

1.（5分）

有一填料吸收塔，逆流操作，氣體由塔底進入，吸收劑從塔頂淋下，該過程的平衡線與操作線如下圖，試將下列有關參數表示在圖上。（1）塔頂、塔底氣液組成；（2）作出最小液氣比時的操作線；（3）理論上塔底可獲得的最大濃度。

2.（5分）

亨利定律有哪幾種表達式?它們只適合於什麼場合?

五、計算題：

（本題共5道小題，共50分）

1.（12分）

在常壓逆流操作的填料吸收塔中用清水吸收空氣中某溶質A ，進塔氣體中溶質A 的含量為8%（體積％），吸收率為98%，操作條件下的平衡關系為y=2.5x， 取吸收劑用量為最小用量的1.2倍，試求：(1)水溶液的出塔濃度；(2)若氣相總傳質單元高度為0.6m，現有一填料層高為6m的塔問該塔是否合用?註：計算中可用摩爾分率代替摩爾比，用混合氣體量代替惰性氣體量，用溶液量代替溶劑量。

2.（8分）

總壓100kN. m-2，30℃時用水吸收氨，已知 kG=3.84×10-6kmol.m-2.s-1(kN.m-2)，kL=1.83×10-4kmol.m-2.s-1(kmol.m-3）, 且知x=0.05時與之平衡的p=6.7kN.m-2.求：ky、Kx、Ky。（液相總濃度C 按純水計為55.6 kmol.m-3）

3.（10分）

有一逆流填料吸收塔, 塔徑為0.5m，用純溶劑吸收混合氣中的溶質。入塔氣體量為100kmol.h-1,溶質濃度為0.01（摩爾分率），回收率要求達到90% ，液氣比為1.5 ，平衡關 系y=x。試求：(1)液體出塔濃度；(2)測得氣相總體積傳質系數Kya=0.10kmol.m-3.s-1，問該塔填料層高度為多少?提示：NOG=1/(1-S)ln[(1-S)(y1-mx1)/(y2-mx2)+S]

4.（8分）

用水作為吸收劑來吸收某低濃度氣體生成稀溶液（服從亨利定律），操作壓力為850[mmHg] ，相平衡常數m=0.25，已知其氣膜吸收分系數kG=1.25[kmol.m-2.h-1.atm-1]，液膜吸收分系數 kL＝0.85[m.h-1]，試分析該氣體被水吸收時,是屬於氣膜控制過程還是液膜控制過程?

5.（12分）

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（標准）.h-1，混合氣含SO21.3％（體積），要求回收率99.5％，操作條件為20℃、1atm， 平衡關系為y*=0.75x，總體積傳質系數Kya＝0.055kmol.m-3.s-1.atm-1，求液體出口濃度和填料高度。

C. 化工原理題：設計時,用純水逆流吸收有害氣體,平衡關系為......

填料塔為無窮級時候，L/G=3，ya=0。L/G=1.5，ya=0.033。可由作圖得。

D. 在一塔徑為0.8m的填料塔內，用清水逆流吸收空氣中的氨，要求氨的吸收率為99.5%。已知空氣和氨的混合氣質量

每小時送入的混合氣量為1400Kg

E. 在逆流操作的填料塔中，用清水吸收焦爐氣中的氨，若混合氣體處理量增加，要求吸收率不變，應採取哪些措施

1.適當縮小填料的尺寸
2.適當增加填料層厚度
3.適當降低清水的溫度

F. 在吸收塔內用清水吸收空氣中的so2

根據新工況98%的回收率,及入口SO2的流量和濃度可以求出在此吸收率下的出口SO2濃度.再用吸收公式求L/G.氣量已知可求液量

G. 1. 在逆流操作吸收塔中，用清水吸收混合氣體中的SO2，將混合氣體中SO2的組成（摩爾分數）從10%降至0.8%，

化工原理的題吧。。
操作條件下的氣液相平衡關系為。。式子呢？

已知：x2=0，回y1=0.1，y2=0.8
(L/G)min=(y1-y2)/(x1e-x2)

x1e=x1/m
m要根據氣液答相平衡關系來確定的，條件不夠，沒法繼續求解啊。。。

H. 設計填料吸收塔吸收尾氣中的氨氣

一設計方案的確定
用水吸收S02屬中等溶解度的吸收過程，為提高傳質效率，選用逆流吸收流程。因用水作為吸收劑，且S02不作為產品，故採用純溶劑。
二填料的選擇
對於水吸收S02的過程、操作、溫度及操作壓力較低，工業上通常選用所了散裝填料。在所了散裝填料中，塑料階梯環填料的綜合性能較好，故此選用DN38聚丙稀階梯環填料。
三基礎物性數據
⒈液相物性數據
對於水吸收S02的過程，溶液的物性數據可近似取純水的物性數據。
由手冊查得20℃時水的有關物性數據如下：
密度ρ水=998.2kg/m3
粘度μ水=3.6kg/(m•h)
S02在水中的擴散系數為D=1.47×10-5cm2/s=5.29×1016m2/h
⒉氣相物性數據
混合氣體的平均摩爾質量為
M=∑yimi=0.08×64.06+0.9229=31.8048
混合氣體的平均密度為
ρ氣=PM/RT=101.3×31.80/（8.314×293.15）=1.322kg/ m2
混合氣體的粘度可近似取為空氣的粘度，查手冊得20℃空氣的粘度為
μ=1.81×10-5Pa•s=0.065 kg/(m•h)
查得S02在空氣中的擴散系數為
D=0.108cm/s=0.039m2/h
⒊氣液相平衡數據
由手冊查得，常壓下20℃時S02在水中的亨利系數為
E=3.55×103kpa
相平衡常數為
m=E/P=3.55×103/101.3=35.04
溶解度系數為
1/H=ρ水/EM水=998.2/3.55×103×18.02=0.0156kmol/(kpa•m3)
四物料衡算
進塔氣相摩爾比為
Y1=y1/(1?y1)=0.08/(1?0.08)=0.0870
Y2= Y1/(1?φA)=0.0870×(1?0.95)=0.0435
進塔惰性氣相流量
V=600/22.4×273/293（1?0.05）=23.71 kmol/h
該吸收過程屬低濃度吸收，平衡關系為直線，最小液氣比可按下式計算
(L/V)min= (Y1?Y2)/( Y1/m?x2)
對於純溶劑吸收過程，進塔液相組成為x2=0
(L/V)min=（0.087?0.00435）/（0.087/35.04?0）=33.29
取操作液氣比為
L/V=1.5(L/V)min=1.5×33.29=49.94
L=49.94×23.71=1183.89kmol/h
V (Y1?Y2)=L (x1?x2)
x1=23.71×(0.087?0.00435)/1183.89=0.0017

I. 在101.3Kpa、20℃下用清水在填料塔內逆流吸收空氣中所含的二氧化硫氣體

含有SO2的氣體可通過吸收法凈化。由於SO2在水中溶解度不高，常採用化學吸收方法。本實驗進行物理吸收和化學吸收性能的比較。化學吸收的吸牧劑種類較多，本實驗採用NaOH 或NayCO3溶液作為吸收劑，吸收過程的主要化學反應如下:

實驗過程中通過測定填料吸收塔進、出口氣體中SO2的含量，可近似計算出吸收塔的平均凈化效率，進而了解吸收效果。

實驗中通過測定填料塔進、出口氣體的全壓，可計算出填料塔的壓降: 若填料塔的進、出口管徑相等，用U 形管壓方計測出其靜壓即可求出壓降。通過對比清水吸收和鹼液吸收SO2，可實驗測出體積吸收系數並認識物理收收與化學吸收的差異。

(9)某填料吸收塔用純水逆流吸收氣體擴展閱讀：

二氧化硫 溶於水、乙醇和乙醚。液態二氧化硫比較穩定，不活潑。氣態二氧化硫加熱到2000℃不分解。不燃燒，與空氣也不組成爆炸性混合物。

無機化合物如溴、三氯化硼、二硫化碳、三氯化磷、磷醯氯、氯化碘以及各種亞硫醯氯化物都可以任何比例與液態二氧化硫混合。

鹼金屬鹵化物在液態二氧化硫中的溶解度按I－>Br－>Cl－的次序減小。金屬氧化物、硫化物、硫酸鹽等多數不溶於液態二氧化硫。