某填料吸收塔用纯水逆流吸收气体

A. 在逆流操作的填料塔中用纯溶剂吸收气相中的某组分，可看作等温低浓度物理吸收过程，已知吸收因子A=1，

摘要 很高兴回答你的问题，正在整理相关的信息，耐心等待。

B. x-35=64.75*ln(x/35)，求解x=过程

化工原理（吸收）单元考试试题

一、 填空题：

（本题共7道小题，共16分）

1.20℃时,CO2气体溶解于水的溶解度为0.878(标)m3m-3(H2O),此时液相浓度C=________kmol.m-3.液相摩尔分率xA=_________.比摩尔分率XA=__________.

2. 当平衡线为直线时，总传质系数与分传质系数之间的关系可以表示为1/KL=1/kL+H/kG其中1/kL表示＿＿＿＿＿，当＿＿＿＿＿＿＿项可忽略时，表示该吸收过程为液膜控制。

3. 双膜理论认为，吸收阻力主要集中在界面两侧的________和________之中。

4.在常压下,20℃时氨在空气中的分压为50mmHg,此时氨在混合气中的摩尔分率yA=________,比摩尔分率YA=_______.

5. 用相平衡常数m表达的亨利定律表达式为_______.在常压下,20℃时, 氨在空气中的分压为50mmHg,与之平衡的氨水浓度为7.5(kgNH3/100kgH2O).此时m=______.

6. 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____________________________.

7.（3分） 气液两相平衡关系将取决于以下两种情况：

(1) 若 pe〉p 或 C 〉Ce则属于＿＿过程

(2) 若 p 〉pe 或 Ce〉C 则属于＿＿过程

二、选择题：（本题共8道小题，每小题2分，共16分）

1. 吸收速率主要决定于通过双膜的扩散速度，要提高气液两流体的相对运动，提高吸收效果，则要（ ）

A. 增加气膜厚度和减少液膜厚度

B. 减少气膜和液膜厚度

C. 增加气膜和液膜厚度

2. 对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统，当温度和压力不变，而液相总浓度增加时其溶解度系数H 将（ ），亨利系数E将（ ）。

A. 增加 B. 减少 C. 不变

3. 通常所讨论的吸收操作中，当吸收剂用量趋于最小用量时，完成一定的分率( )。

A. 回收率趋向最高； B. 吸收推动力趋向最大；

C. 操作最为经济； D. 填料层高度趋向无穷大。

4.在吸收操作的物料衡算式中，V是表示单位时间所处理的（ ）

A. 混合气体的体积； B. 混合气体的摩尔流率；

C. 惰性气体的摩尔流率

5. 气体的亨利系数E值越大，表明气体（ ）。

A. 越易溶解； B. 越难溶解； C. 溶解度适中

6.填料吸收塔空塔的速度应（ ）于液泛速度。

A. 大； B. 小 ； C. 等

7.对吸收操作影响较大的填料特性是（ ）。

A. 比表面积和自由体积； B. 机械强度；

C. 对气体阻力要小；

8.在Y—X图上，吸收操作线总是位于平衡线的（ ）。

A. 上方； B. 下方； C. 重合线上；

三、判断题：

（本题共8道小题，每小题1分，共8分）

1. 喷淋吸收是吸收剂成液滴分散在气体中，因此，液体为连续相，气体为分散相（ ）。

2. 吸收操作线的方程式，斜率是L/V（ ）。

3.工业上一般吸收是在吸收塔中进行的。象传热一样气液间逆流操作有利于吸收完全并可获得较大的吸收推动力。（ ）

4. 填料吸收塔逆流操作，当吸收剂的比用量（即液气比）增大时，则出塔吸收液浓度下降，吸收推动力减小（ ）

5.液泛点是填料吸收塔的最佳操作点。吸收操作在此条件下进行时，则吸收速率最大。（ ）

6.吸收过程中，当操作线与平衡线相切或相交时所用的吸收剂最少，吸收推动力最大。（ ）

7.加压和降温可以提高气体的溶解度，故加压降温有利于吸收操作。（ ）

8.惰性气体和吸收剂在吸收过程的前后的摩尔量是不变的（ ）

四、简答题：（本题共2道小题，共10分）

1.（5分）

有一填料吸收塔，逆流操作，气体由塔底进入，吸收剂从塔顶淋下，该过程的平衡线与操作线如下图，试将下列有关参数表示在图上。（1）塔顶、塔底气液组成；（2）作出最小液气比时的操作线；（3）理论上塔底可获得的最大浓度。

2.（5分）

亨利定律有哪几种表达式?它们只适合于什么场合?

五、计算题：

（本题共5道小题，共50分）

1.（12分）

在常压逆流操作的填料吸收塔中用清水吸收空气中某溶质A ，进塔气体中溶质A 的含量为8%（体积％），吸收率为98%，操作条件下的平衡关系为y=2.5x， 取吸收剂用量为最小用量的1.2倍，试求：(1)水溶液的出塔浓度；(2)若气相总传质单元高度为0.6m，现有一填料层高为6m的塔问该塔是否合用?注：计算中可用摩尔分率代替摩尔比，用混合气体量代替惰性气体量，用溶液量代替溶剂量。

2.（8分）

总压100kN. m-2，30℃时用水吸收氨，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时与之平衡的p=6.7kN.m-2.求：ky、Kx、Ky。（液相总浓度C 按纯水计为55.6 kmol.m-3）

3.（10分）

有一逆流填料吸收塔, 塔径为0.5m，用纯溶剂吸收混合气中的溶质。入塔气体量为100kmol.h-1,溶质浓度为0.01（摩尔分率），回收率要求达到90% ，液气比为1.5 ，平衡关 系y=x。试求：(1)液体出塔浓度；(2)测得气相总体积传质系数Kya=0.10kmol.m-3.s-1，问该塔填料层高度为多少?提示：NOG=1/(1-S)ln[(1-S)(y1-mx1)/(y2-mx2)+S]

4.（8分）

用水作为吸收剂来吸收某低浓度气体生成稀溶液（服从亨利定律），操作压力为850[mmHg] ，相平衡常数m=0.25，已知其气膜吸收分系数kG=1.25[kmol.m-2.h-1.atm-1]，液膜吸收分系数 kL＝0.85[m.h-1]，试分析该气体被水吸收时,是属于气膜控制过程还是液膜控制过程?

5.（12分）

在直径为0.8m的填料塔中，用1200kg.h-1的清水吸收空气和SO2混合气中的SO2，混合气量为1000m3（标准）.h-1，混合气含SO21.3％（体积），要求回收率99.5％，操作条件为20℃、1atm， 平衡关系为y*=0.75x，总体积传质系数Kya＝0.055kmol.m-3.s-1.atm-1，求液体出口浓度和填料高度。

C. 化工原理题：设计时,用纯水逆流吸收有害气体,平衡关系为......

填料塔为无穷级时候，L/G=3，ya=0。L/G=1.5，ya=0.033。可由作图得。

D. 在一塔径为0.8m的填料塔内，用清水逆流吸收空气中的氨，要求氨的吸收率为99.5%。已知空气和氨的混合气质量

每小时送入的混合气量为1400Kg

E. 在逆流操作的填料塔中，用清水吸收焦炉气中的氨，若混合气体处理量增加，要求吸收率不变，应采取哪些措施

1.适当缩小填料的尺寸
2.适当增加填料层厚度
3.适当降低清水的温度

F. 在吸收塔内用清水吸收空气中的so2

根据新工况98%的回收率,及入口SO2的流量和浓度可以求出在此吸收率下的出口SO2浓度.再用吸收公式求L/G.气量已知可求液量

G. 1. 在逆流操作吸收塔中，用清水吸收混合气体中的SO2，将混合气体中SO2的组成（摩尔分数）从10%降至0.8%，

化工原理的题吧。。
操作条件下的气液相平衡关系为。。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要根据气液答相平衡关系来确定的，条件不够，没法继续求解啊。。。

H. 设计填料吸收塔吸收尾气中的氨气

一设计方案的确定
用水吸收S02属中等溶解度的吸收过程，为提高传质效率，选用逆流吸收流程。因用水作为吸收剂，且S02不作为产品，故采用纯溶剂。
二填料的选择
对于水吸收S02的过程、操作、温度及操作压力较低，工业上通常选用所了散装填料。在所了散装填料中，塑料阶梯环填料的综合性能较好，故此选用DN38聚丙稀阶梯环填料。
三基础物性数据
⒈液相物性数据
对于水吸收S02的过程，溶液的物性数据可近似取纯水的物性数据。
由手册查得20℃时水的有关物性数据如下：
密度ρ水=998.2kg/m3
粘度μ水=3.6kg/(m•h)
S02在水中的扩散系数为D=1.47×10-5cm2/s=5.29×1016m2/h
⒉气相物性数据
混合气体的平均摩尔质量为
M=∑yimi=0.08×64.06+0.9229=31.8048
混合气体的平均密度为
ρ气=PM/RT=101.3×31.80/（8.314×293.15）=1.322kg/ m2
混合气体的粘度可近似取为空气的粘度，查手册得20℃空气的粘度为
μ=1.81×10-5Pa•s=0.065 kg/(m•h)
查得S02在空气中的扩散系数为
D=0.108cm/s=0.039m2/h
⒊气液相平衡数据
由手册查得，常压下20℃时S02在水中的亨利系数为
E=3.55×103kpa
相平衡常数为
m=E/P=3.55×103/101.3=35.04
溶解度系数为
1/H=ρ水/EM水=998.2/3.55×103×18.02=0.0156kmol/(kpa•m3)
四物料衡算
进塔气相摩尔比为
Y1=y1/(1?y1)=0.08/(1?0.08)=0.0870
Y2= Y1/(1?φA)=0.0870×(1?0.95)=0.0435
进塔惰性气相流量
V=600/22.4×273/293（1?0.05）=23.71 kmol/h
该吸收过程属低浓度吸收，平衡关系为直线，最小液气比可按下式计算
(L/V)min= (Y1?Y2)/( Y1/m?x2)
对于纯溶剂吸收过程，进塔液相组成为x2=0
(L/V)min=（0.087?0.00435）/（0.087/35.04?0）=33.29
取操作液气比为
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℃下用清水在填料塔内逆流吸收空气中所含的二氧化硫气体

含有SO2的气体可通过吸收法净化。由于SO2在水中溶解度不高，常采用化学吸收方法。本实验进行物理吸收和化学吸收性能的比较。化学吸收的吸牧剂种类较多，本实验采用NaOH 或NayCO3溶液作为吸收剂，吸收过程的主要化学反应如下:

实验过程中通过测定填料吸收塔进、出口气体中SO2的含量，可近似计算出吸收塔的平均净化效率，进而了解吸收效果。

实验中通过测定填料塔进、出口气体的全压，可计算出填料塔的压降: 若填料塔的进、出口管径相等，用U 形管压方计测出其静压即可求出压降。通过对比清水吸收和碱液吸收SO2，可实验测出体积吸收系数并认识物理收收与化学吸收的差异。

(9)某填料吸收塔用纯水逆流吸收气体扩展阅读：

二氧化硫 溶于水、乙醇和乙醚。液态二氧化硫比较稳定，不活泼。气态二氧化硫加热到2000℃不分解。不燃烧，与空气也不组成爆炸性混合物。

无机化合物如溴、三氯化硼、二硫化碳、三氯化磷、磷酰氯、氯化碘以及各种亚硫酰氯化物都可以任何比例与液态二氧化硫混合。

碱金属卤化物在液态二氧化硫中的溶解度按I－>Br－>Cl－的次序减小。金属氧化物、硫化物、硫酸盐等多数不溶于液态二氧化硫。