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第二章 吸收习题课答案
1 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（不变）；当系统温度增加时，其亨利系数E将（增大）；而当系统中压强增加时，其相平衡常数m将（减小）。
2 已知SO2水溶液在三种温度t1、t2、t3下的亨利系数分别为E1＝0.354kPa，E2＝1.11kPa，E3=0.660kPa，则（D）。
A) t1> t2； B) t3>t2； C) t1>t3； D) t3>t1
3 费克定律的表达式为（），它反映了（分子扩散速率）的定量规律。
4 传质速率NA等于扩散通量JA的条件是：（2）
(1) 单向扩散，(2) 等分子相互扩散，(3) 湍流流动，(4) 稳定过程
5 根据双膜理论，当被吸收组分在液体中溶解度很小时，以液相浓度表示的总传质系数（B）。
A大于气相分传质系数； B近似等于液相分传质系数；
C小于气相分传质系数； D近似等于气相分传质系数。
6 双组分气体 （A、B）在进行定常分子扩散，JA及NA分别表示在传质方向上某截面处溶质A 的分子扩散速率与传质速率，当整个系统为单向扩散时：（B）
┃JA┃（A 大于、B 等于、C 小于）┃JB┃
7 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113kPa，相平衡常数m=0.25，已知其气膜吸收分系数kG=1.23´10-2kmol/(m2×h×kPa)，液膜吸收分系数kL=0.85m/h，则该系统属于（A）控制过程。
(A) 气膜控制； (B) 液膜控制； (C) 双膜控制； (D) 不确定
8 逆流操作的填料吸收塔，当吸收因数A ＜1 且填料为无穷高时，气液两相将在（B）达到平衡。
A 塔顶 、B 塔底、 C 塔中部
9 对解吸因数＝0.6的系统进行逆流吸收，相平衡关系y＝mx，当塔高为无穷大时，若系统压力减小一倍，而气液摩尔流量与进口组成均不变，则此时气体入口组成y1将（C）yq 。
(A) 大于 (B) 小于 (C) 等于 (D) 不确定
10 由于吸收过程气相中的溶质分压总是（大于）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（上方）。
11 在吸收塔设计中，当吸收剂用量趋于最小用量时，（D）。
(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
12 设计中采用液气比时，△ym =（0），塔高H＝（¥）。
13 在填料层高度为5m的常压填料塔内，用纯水吸收气体混合物中少量的可溶性组分，气液逆流接触，液气比为1.5，操作条件下的平衡关系为y = 1.2x，溶质回收率为90%。今若保持气液两相流量不变，而欲将回收率提高到95%，问填料层高应增加多少m？
解：原工况下：

新工况下：
L,G不变,m不变,∴HOG不变, mG/L不变,η’=0.95

则

又L、G不变，m不变不变

填料层应增加的高度
14 拟在常压填料吸收塔中，用清水逆流吸收废气中的氨气。废气流量为2500m3/h（标准状态），废气中氨的浓度为15g/m3（以标准状态计），要求回收率不低于98%。若吸收剂用量为3.6 m3/h，操作条件下的平衡关系为y = 1.2x，气相总传质单元高度为0.7m。试求：
(1)全塔气相平均吸收推动力；
(2)所需填料层高度。
解：(1)

摩尔分率

(2)

15 流率为0.04kmol/(m2×s)的空气混合气中含氨2%（体积%），拟用一逆流操作的填料吸收塔回收其中95%的氨。塔顶喷入浓度为0.0004（摩尔分率）的稀氨水溶液，液气比为最小液气比的1.5倍，操作范围内的平衡关系为y = 1.2x，所用填料的气相总体积传质系数Kya=0.052kmol/(m3×s)，试求：
(1)液体离开塔底时的浓度（摩尔分率）；
(2)全塔平均推动力△y m；
(3)填料层高度。
解：属于低浓气体吸收。
(1)

(2)

(3)

16 某逆流操作的吸收塔，用清水洗去气体中的有害组分。已知该塔填料层高度为9m，平衡关系为y = 1.4x，现场测得气体进、出口浓度分别为y1=0.03，y2=0.002，液体出口浓度x1=0.015（均为摩尔分率）。试求：
(1) 操作液气比L / G；
(2) 气相总传质单元高度HOG；
如果限定气体出口浓度，为此拟增加填料层高度，则在保持液气流率均不变的条件下应增加多少高度？
解：属低浓气体吸收
(1)
(2)

(3)

塔应加高
17 在逆流操作的吸收塔内,用清水吸收氨-空气混合气中的氨,混合气进塔时氨的浓度y1=0.01(摩尔分率),吸收率90%,操作压力为100kpa,溶液为稀溶液,系统平衡关系服从拉乌尔定律,操作温度下,氨在水溶液中的饱和蒸汽压力为90kpa。
试求：(1)溶液最大出口浓度;
(2)最小液气比;
(3)当吸收剂用量为最小用量的2倍时,传质单元数为多少?
(4)传质单元高度为0.5m时,填料层高为多少米?
解：系统服从拉乌尔定律
(1)y=(p°/p)x=90/100x=0.9x
x1e=y1/m=0.01/0.9=0.011
(2)(L /G )min =(y1-y2)/(y1/m)=mη=0.9×0.9=0.81
(3)(L/G )=2(L /G )min =2×0.81 =1.62
1/A=mG/L =0.9/1.62=0.556
y1/y2=1/(1-η)=10
NOG =1/(1-1/A)×ln[(1-1/A)y1/y2+1/A]
=1/(1-0.556)×ln[(1-0.556)×10+0.556]=3.62
(4)H＝ＨOG×ＮOG＝0.5 ×3.62=1.81 m
18 某填料吸收塔，用清水除去气体混合物中有害物质，若进塔气中含有害物质5%（体积%），要求吸收率为90%，气体流率为32 kmol/(m2×h)，液体流率为24 kmol/(m2×h)，此液体流率为最小流率的1.5 倍。如果物系服从亨利定律，并已知液相传质单元高度HL为0.44m，气相体积分传质系数kya=0.06kmol/(m3×s)，该塔在常温下逆流等温操作。试求：
(1)塔底排出液的组成；
(2)所需填料层高度。
解：属于低浓气体吸收。
(1)

(2)
即

故