第六章 气体吸收
一、基本知识
1．吸收的依据是。
①气体混合物中各组分在某种溶剂中溶解度的差异
②液体均相混合物中各组分挥发能力的差异
③液体均相混合物中各组分结晶能力不同
④液体均相混合物中各组分沸点不同
2．一个完整的工业吸收流程应包括。
①吸收部分 ②脱吸部分 ③吸收和脱吸部分 ④难以说明
3. 吸收操作的作用是分离
①气体混合物 ②液体均相混合物
③互不相溶的液体混合物 ④气---液混合物
4．评价吸收溶剂的指标包括有。
①对混合气中被分离组分有较大溶解度，而对其他组分的溶解度要小，即选择性要高
②混合气中被分离组分在溶剂中的溶解度应对温度的变化比较敏感。
③溶剂的蒸气压、黏度要低，化学稳定性要好，此外还要满足价廉、易得、无毒、不易燃烧等经济和安全条件
5．有关吸收操作的说法中正确的是。
①实际吸收过程常同时兼有净化与回收双重目的
②吸收是根据混合物中各组分在某种溶剂中溶解度的不同而达到分离的目的
③一个完整的吸收分离过程一般包括吸收和解吸两部分
④常用的解吸
方法
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有升温、减压和吹气。其中升温与吹气特别是升温与吹气同时使用最为常见
⑤用吸收操作来分离气体混合物应解决下列三方面问
题
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：a．吸收剂的选择；b．吸收剂的再生；c．吸收设备
⑥据不同的分类方法，吸收可分为物理吸收和化学吸收；也可分为单组分吸收和多组分吸收；又可分为等温吸收和非等温吸收
⑦按气、液两相接触方式的不同，可将吸收设备分为级式接触与微分接触两大类
6．由二氧化碳、空气、水构成的气液平衡体系，若总压及温度选定，那么当空气被视为不溶于水的惰性组分时，该体系的自由度数是。
①3 ②2 ③1 ④0
7．下列关于分子扩散与分子热运动的比较与分析中不正确的是。
①没有分子热运动就不可能有分子扩散运动
②分子扩散与分子热运动都是一种无定向的运动
③分子扩散只能发生在非平衡体系
④无论体系平衡与否，分子热运动总是在进行
8．费克定律可以解答的问题为。
①分子热运动方向及其速度大小 ②分子扩散方向及其扩散系数大小
③分子扩散方向及其速率大小 ④扩散传质方向及其速率大小
9．下列对扩散系数的理解和认识中不对的是。
①扩散系数不是物性参数，而是物系中物质的一种传递性质
②扩散系数与浓度场中的浓度梯度成正比
③气相中物质的扩散系数因温度的增高而加大，因压强的增高而减少
④液相中物质的扩散系数受浓度的影响显著
10.关于亨利定律与拉乌尔定律的下述讨论中错误的是
①亨利定律与拉乌尔定律都是关于理想溶液的气液平衡定律
②亨利定律与拉乌尔定律都适用于稀溶液的气液平衡
③亨利常数E越大，物质的溶解度越小
④温度越低，亨利常数E值越小
11.在一符合亨利定律的气液平衡系统中，溶质在气相中的摩尔浓度与其在液相中的摩尔浓度的差值为
①正值 ②负值 ③零 ④不确定
12.假设空气中的氧为溶质，氮为惰性气体，它们的体积比为l：4，若视空气为理想气体，则氧在空气中的摩尔浓度x、比摩尔浓度X以及比质量浓度X/的大小顺序为。
①x
t2 ③t3t2
14.吸收过程的推动力为。
①浓度差 ②温度差 ③压力差 ④实际浓度与平衡浓度差
15.在吸收操作中，吸收塔某一截面上总推动力(以气相浓度差
表
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示)为。
① Y-Y＊ ②Y＊-Y ③Y-Yi ④Yi-Y
16.对某一气液平衡物系，在总压一定时，若温度升高，则其亨利系数E将。
①减小 ②增加 ③不变 ④不确定
17.相平衡在吸收操作中的作用很重要，其应用主要是。
①判断吸收过程的方向，指明不平衡的气液两相接触时，溶质是被吸收，还是被脱吸。
②指明过程的极限，这是由气液相平衡是过程的极限决定的
③过程的推动力计算。这是因为吸收的推动力是以实际的气、液相组成与其平衡组成的偏离程度来表示的。实际组成偏离平衡组成越远，过程的推动力越大，过程速率也越快。
18.吸收过程所发生的是被吸收组分的。
①单向扩散 ②等分子反向扩散 ③主体流动 ④分子扩散
19.吸收操作时溶质从气相转入液相的过程主要有下列中的（ ）步骤组成。
①溶质从气相主体传递到两相界面
②在界面上溶质由气相转入液相，即在界面上的溶解过程
③溶质从界面传递到液相主体
④①、③两步属于相内的传质过程，而②属于两相间的传质过程
20.下列论断中正确的是。
①分子扩散是由于系统内某组分存在浓度差而引起的分子的微观的随机运动
②严格地讲，只要不满足等分子反方向的扩散条件，必然出现主体流动。主体流动是由于分子扩散而产生的伴生运动
③双组分理想溶液的精馏过程可视为等分子反向扩散过程
④吸收过程所发生的是组分A的单向扩散，而不是等分子反向扩散
21.有效膜理论的基本要点为。
①气液相间有一稳定的界面，界面两侧各有一层静止的气膜和液膜，溶质以分子扩散方式通过此二膜
②界面上的气液两相呈平衡，即pi=f(ci)
③膜以外的气液两相中心区无传质阻力，即浓度梯度(分压梯度)为零
④对具有自由相界面的系统，对于高度湍动的两流体间的传质过程，理论与实际情况不一致
⑤传质系数与扩散系数的O.67次方成正比
22.溶质渗透理论的基本要点为 。
①液体在下降过程中每隔一定时间τ0发生一次完全的混合，并使液体的浓度均匀化
②在τ0时间内发生的是非定态的扩散过程
③在发生混合的最初瞬间，只有界面处的浓度处于平衡浓度，界面以外区域浓度均与主体浓度相同；界面处的浓度梯度最大，传质速率也最快
④传质系数与扩散系数的0.5次方成正比
23.关于扩散传质中的漂流因数概念，下列讨论中正确的是。
①漂流因数永远大于或等于l
②漂流因数反映分子扩散速率对单向分子扩散传质速率之比
③漂流因数概念只适用于分子扩散传质过程，而不适用于对流扩散传质过程
④漂流因数概念只适用于气相扩散传质，而不适用于液相扩散传质
24.表面更新理论的基本要点为。
①液体在下流过程中不断有液体从主体转为界面而暴露于气相中，从而大大强化了传质过程
②随时的表面更新使得深处的液体有机会直接与气体接触以接受溶质
③传质系数与扩散系数的0.5次方成正比
25.下列论断中正确的是。
①对于氨溶于水的过程而言，吸收过程的阻力主要集中于气膜，称为气膜控制过程，要想提高其吸收速率，应设法增加气相的湍动程度
②对于C02溶于水的过程而言，吸收过程的阻力主要集中于液膜，称为液膜控制过程，要想提高其吸收速率，应设法增加液相湍动程度
③一般情况下，对于中等溶解度的吸收过程，气膜阻力和液膜阻力均不可忽略，称为双膜控制吸收过程，要想提高其吸收速率，必须同时增加两相湍动程度
④吸收过程不论什么情况下都不存在控制步骤
26.某相际传质过程为气膜控制，究其原因，甲认为是由于气膜传质速率小于液膜传质速率的缘故；乙认为是气膜传质推动力较小的缘故。正确的是。
④甲对 ②乙对 ③甲、乙都对 ④甲、乙都不对
27.下列吸收操作中为液膜控制的传质过程为。
①用氢氧化钠溶液吸收二氧化碳气体 ②用水吸收氧气
③用水吸收二氧化碳气体 ④用水吸收二氧化硫气体
28.依据“双膜理论”，下列判断中可以成立的是。
①可溶组分的溶解度小，吸收过程的速率为气膜控制
②可溶组分的亨利系数大，吸收过程的速率为液膜控制
③可溶组分的相平衡常数大，吸收过程的速率为气膜控制
④液相的黏度低，吸收过程的速率为液膜控制
29.某溶质A在气液相中的溶解平衡遵循亨利定律，今以Y9、Ce分别表示A组分在气液两相中的浓度，以Yi、ci分别表示它在相界面的浓度，据相际传质的“双膜理论”，下列关系成立的是
①瓦3yi=常数(D 3dyci9：常数
③瓦3yi=常数 ④3ayc-eg=常数
30.根据双膜理论，当被吸收组分在液体中溶解度很小时，以液相浓度表示的传质总系数KL
①大于液相传质分系数kL ②近似等于液相传质分系数kL
③大于气相传质分系数kG ④近似等于气相传质分系数kG
31.当进塔混合气中的溶质浓度不高(例如小于5％～l0％)时，称为低浓度气体
(贫气)吸收，其特点为。
①气液两相在吸收塔内流量变化不大，即全塔内流体流动情况基本不变，故气膜传质系数和液膜传质系数在塔内基本不变，可视为常数
②由于全塔内溶质组成在涉及的范围内可视为稀溶液，平衡关系符合亨利定律，即相平衡常数m为定值，故在全塔内总传质系数可视为常数，或可取全塔的平均值
③因吸收量少，由溶解热面引起的液体温度的升高并不显著，故认为吸收过程是等温的，故可不作热量衡算
④因被吸收的溶质量很少。，流经全塔的混合气体流率与液体流率变化不大，可视为常量
32.下列论断中正确的是。
①塔高可看成传质单元数与传质单元高度的乘积，这只是变量的分离和合并，并无实质性的变化
②传质单元数所含的变量只与物质的相平衡以及进出口的浓度条件有关，与设备的型式和设备中的操作条件(如流速)等无关
③传质单元高度表示完成一个传质单元所需的塔高，是吸收设备效能高低的反映；它的数值变化数量级不像传质系数那样大，常用吸收设备的传质单元高度约为0.15m～1.5m
④传质单元数的大小反映了分离过程进行的难易
⑤传质单元高度所含的变量与设备型式、操作条件有关。它的大小反映吸收设备效能的优劣
33.在某逆流操作的填料塔中，进行低浓度吸收，该过程可视为液膜控制。若入气量增加而其他条件不变，则液相总传质单元高度H0L。
①增加 ②减小 ③不定 ④基本不变
34.低浓度液膜控制系统的逆流吸收，在塔操作中若其他操作条件不变，而入口气量有所增加，则液相总传质单元数N0L ，气相总传质单元高度HoG ，操作线斜率将 。
①增加 ②减少 ③基本不变 ④不变
35.吸收塔的操作线是直线，主要基于 。
①物理吸收 ②化学吸收
③高浓度物理吸收 ④低浓度物理吸收
36.对于逆流接触分离过程，若被分离组分的相平衡关系和操作线均为直线，即相平衡关系：ye=mx；操作线：y入-y=(L/V) (x出-x)，则
(1)最小溶剂比(L/V)min下的吸收因数Amin=(L/mV)min与该组分的回收率
η=(y入-y出)/(y入-mx0)关系为。
①Amin>η ②Amin<η
③Amin=η ④Amin=1/η
(2)这一关系式对板式塔和填料塔 。
①都适用 ②板式塔适用 ③填料塔适用
(3)气相总传质单元高度H0G和气相传质单元高度HG及液相传质单元高度HL的关系式为 。
①HOG=HG+HL/A ②HoG=HL+HG/A
③HoG=HG-HL/A ④HOG=HL-HG/A
(4)气相传质单元数NG和气相总传质单元数N0G的关系式为 。
①NG/NoG=1+HL/AHG ②NG/NoG=1+HG/AHL
③NoG/NG=1+HL/AHG ④NoG/NG=1+NG/AHL
37.设在一气液逆流接触的吸收塔内气体进入量为V(mol/(m2·S))，液体进入量为L(mol/(m2·S))；气体进口浓度为y1，，出口浓度为y2，；液体进口浓度为x2，出口浓度为x1，(浓度均为摩尔分数)，塔内气体平衡关系符合亨利定律y*=mx，则当解吸因数mV/L=1时，气相总传质单元数为 。
①NOG=[(y1-mx2)/(y2-mx2)]+1 ②NOG=[(y2-mx2)/(y1-mx2)]+1
③NOG=[(y1-mx2)/(y2-mx2)]-1 ④NOG=[(y2-mx2)/(y1-mx2)]-1
38.提高吸收塔的液气化，甲认为将增大逆流吸收过程的推动力；乙认为将增大并流吸收过程的推动力，正确的是 。
①甲对 ②乙对 ③甲、乙都不对 ④甲、乙都对
39.据图6—1，有人做出以下三点判断：
甲：该吸收操作在填料塔中进行。
乙：气、液两相逆流接触。
丙：若按ac操作线完成吸收，(xd-xc)则是塔顶以液相浓度表示的相际传质推动力。
这些判断中正确的是 。
①甲、乙错误 ②甲、丙错误
③乙、丙错误 ④甲、乙、丙都不对
图6—1
40.据图6—1，以下讨论中错误的是 (假定吸收剂、原料气、吸收尾气组成不变)。
①按们操作线完成吸收任务比按曲线要经济，因为吸收剂消耗少
②若对同一吸收设备，按ac操作线进行吸收比按ab操作线进行吸收，设备的生产能力要小些
③若对同一吸收设备，按ac操作线进行吸收比按ab操作线进行吸收，流体输送的能耗要小些
④对于相同的吸收任务，采用板式塔设备，按ac操作线进行吸收比按cb操作线进行吸收，所需的塔板数要多些
41.当原料气、吸收剂的组成一定，尾气浓度亦如图6—1限定，假若吸收操作的
液气比选3：5，那么如图所示的吸收操作，完成液的浓度应是 。
①xa ②xb ③xc ④xd
42.据图6—1，若按ab操作线进行吸收，吸收因数等于 。
①3/5 ②1 ③5/3 ④5/2
43.据图6—1，将按ac操作线进行的吸收过程改为按ab操作线进行，那么气相
总传质单元数N0G将会 。
①增大 ②减小 ③不变 ④无法判断
44.若吸收剂的溶质浓度为零，完成液的浓度及原料气组成如图6—1所示，限定为xb、ya，当取液气比等于0．6时，则据图可判定吸收尾气的浓度大小为 。
①大于ya ②等于ya ③小于ya ④零
45.在吸收操作中，下列各项数值的变化不影响吸收传质系数的是 。
①传质单元数的改变 ②传质单元高度的改变
③吸收塔结构尺寸的改变 ④吸收塔填料类型及尺寸的改变
46.在吸收操作的
设计
领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计
计算中，吸收传质系数通常可以通过下列三种途径获得：
A、采用相同过程，同型设备的生产实测数据。
B、采用同类过程及设备的经验方程推算。
C、据传质相似原理，采用相应的准数关联式求算。
为保证设计计算的精确，应当 。
①优先考虑C，其次为B ②优先考虑B，其次为C
③优先考虑B，其次为A ④优先考虑A，其次为B
47.下列论断中正确的是 。
①填料塔为连续接触的气液传质设备，可应用于吸收、蒸馏等分离过程
②填料塔的主要流体力学性能为气体通过填料层的压强降和液泛气速
③填料塔的主要附件有：
a．填料支承装置； b．液体分布装置；
c．液体再分布装置；d．除沫装置
二、填空
1．亨利定律的表达式为 ；它适用于 。
2．气体的溶解度一般随温度的升高而 。
3．吸收操作中，压力 和温度 都可提高气体在液体中的溶解度，而有利于吸收操作。
4．对于脱吸过程而言，压力 和温度 都有利于过程的进行。
5．以分压差为推动力的总传质速率方程可表示为NA=KG(p—p*)，NA的单位为kmol/(m2·s)，由此式可推知气相体积总传质系数KGa的单位是 ，其中a代表 。
6．若KG、kG、kL分别为气相总传质系数、气膜吸收系数和液膜吸收系数，H为亨利系数，则它们之间的关系式为 。
7．吸收总系数与分系数之间的关系可表示为：KL-l=kL-1+H/kG，若KL近似等于kL，则该吸收过程为 控制。
8．吸收操作中，温度不变，压力增大，可使相平衡常数 ，传质推动力 。
9．假设气液界面没有传质阻力，故pi与ci的关系为 。如果液膜传质阻力远小于气膜的，则KG与kG的关系为 。在填料塔中，气速越大，KG越 ；扩散系数D越大，KG越 。
10.(1)在实验室用水吸收空气中的C02基本属于 控制，其气膜中的浓度梯度 (大于，等于，小于)液膜中的浓度梯度。气膜阻力 (大于，等于，小于)液膜阻力。
(2)吸收塔操作时，若脱吸因数mV/L增加，而气液进料组成不变，则溶质回收率将 (增加，减少，不变，不定)。
11.在一逆流吸收塔中，若吸收剂入塔浓度下降，其他操作条件不变，此时该塔的吸收率 ，塔顶气体出口浓度 。
12.漂流因数表示式为 ，它反映 的影响。当混合气体中组分A的浓度很低时，漂流因数 。当A浓度高时，漂流因数 。
13.压力 ,温度 ,将有利于解吸的进行。吸收因数A表示 与
( )之比，当A≥1时，增加塔高，吸收率 。
14．解吸时，溶质由 向 传递，在逆流操作的填料塔中，吸收因数A= ，当A<1时，若填料层高度h=∞，则气液两相将在塔 达到平衡。
15.在气体流量、气相进出口组成和液相进口组成不变时，减少吸收剂用量，则传质推动力将 ，操作线将 ，设备费用将 。
16.(1)在一个低浓度液膜控制的逆流吸收塔中，若其他操作条件不变，而液量与气量同时成比例增加，则：气体出口组成ya ；液体出口组成xb ；回收率η将 。
①增加 ②减少 ③不变 ④不定
(2)传质速率NA等于分子扩散速率JA的条件是 。
①单向扩散 ②双向扩散 ③静止或层流流动
④湍流流动 ⑤定流过程
17.用水吸收空气中少量的氨。总气量V、气温t及气体组成Y1、Y2(进出口)均不变，而进塔水温升高后，总传质单元数N0G ；理论塔板NT ；总传质单元高度HoG ；最小液气比(L/G)min ；相平衡常数m 。
三、计算
1．某合成氨厂变换气中含C0227％(体积)，其余为N2、H2、C0(可视作惰性气体)，含量分别为 18％、52.4％、2.6％，C02对惰性气体的比摩尔分数为 ，比质量分数为 。
①O.37，1.74 ②1.74，0.37 ③1.37，O．74 ④0.74，1.37
2．由手册中查得稀氨水的密度为0．9939，若l00g水中含氨lg，其浓度
为 kmol/m3。
①0.99 ②0.85 ③0.58 ④0.29
3．20℃时氨水浓度为26％(质量)，则氨的浓度为 kmol/m3；对水的比摩尔分数为 。
①13.77，0.37 ②0.37，13.77 ③O.77，13.0 ④1.77，1.37
4．某混合气体中含H2S2％(摩尔)，混合气体的温度为20℃，操作压强为常压，在此条件下符合亨利定律，则H2S水溶液的m值为 ，100g水中最多可溶解H2S g。
①4.83×l02，7.82×10-2 ②7.82×10-2，4.83×102
③6.0×l02， 7×10-2 ④6.82×102，4.83×10-2
5．温度为20℃，压强为l01.3kPa的空气与水充分接触时，水中氧的溶解度为
( )g(02)/m3(H20)(已知该条件下02在水中的亨利系数E=4.06×106kPa，空气中氧的体积分数为21％)。
6．在507kPa 30℃下，水与C02--空气混合气充分接触，测得100g水中溶解0.0132gC02，上方平衡 分压为10.14kPa，则相平衡常数m= ，溶解度系数H为 。
7．20℃时与2.5％S02水溶液成平衡时气相中S02的分压为 Pa(已知E：O.245×107pa)。
①1.013×105 ②1.65 ③16.54 ④101.3
8．某气体中氢的含量为0.263％(摩尔)，在101.3kPa，293K条件下用水进行吸收。已知氢溶解在水中的亨利系数E=6.44×l04kPa，则所得最大质量分数为 ( )％。
①26.3 ②10.13 ③4.59×10-7 ④2.6×10-7
9．已知总压为l atm，温度为20℃，列出H2溶解于水的平衡关系式：
p*=f(x)，P*=f(c)，y*=f(x)分别为： 、 和 ，又若气相中H2的分压为200mmHg时，E=6.83×l04atm，则l00kg水中能溶解 kg的H2。
10.常压20℃下稀氨水的相平衡方程为y*=0.94x，今使含氨5％(摩尔)的含氨混合气体和x=0.1的氨水接触，则发生 。
①吸收过程 ②脱吸过程 ③平衡过程 ④无法判断
11.常压20℃下稀氨水的相平衡方程为y*=0.94x，今使含氨10％(摩尔)的混合气体和x=0.05的氨水接触，则发生 。
①脱吸过程 ②吸收过程 ③平衡状态 ④难以判断
12.总压1200kPa，温度303K下，含C025.0％(体积)的气体与含C021.Og／L的水溶液相遇，则会发生 (吸收还是解吸)，以分压差表示的推动力为 kPa。
①解吸117.3kPa ②吸收117.3kPa ③无法判断
13.常压25℃下，溶质A的分压为0.054atm的混合气体分别与以下溶液接触时，溶质A在二相间的转移方向各为：
(1)溶质A浓度为0.002mol/L的水溶液 ，
(2)溶质A浓度为0.O01mol/L的水溶液 ，
(3)溶质A浓度为0.003mol/L的水溶液 。
(4)若将总压增至5atm，气相溶质A的摩尔分数仍保持原来数值，与溶质A的浓度为0.003mol/L的水溶液接触 。
已知工作条件下，体系符合亨利定律。亨利系数E=0.15×104atm。
14.某吸收塔用溶剂B吸收混合气体中的A化合物。在塔的某一点，气相中A的分压为0.21atm，液相中A的浓度为l.00×10-3kmol/m3，气液相之间的传质速率为0.144kmol/(h·m2)，气膜吸收系数为kG=1.44kmol/(h·m2·atm)。实验证明系统服从亨利定律，当pA=0.08atm时，液相的平衡溶液浓度为l.00×10-3kmol/m3。则：
(1)kL= m/h；(2)kG= mol/(m2·h·atm)；
(3)KL= m/h；(4)推动力pA-pAi为 atm，
CAi-CA为 kmol/m3，
PA-PA*为 atm，
CA-CA为 kmol/m3。
15.某填料吸收塔在1atm和295K下，用清水吸收氨---空气混合气中的氨，传质阻力可以认为集中在lmm厚的静止气膜中。在塔内某点上，氨的分压为6.6kPa/m2，水面上氨的平衡分压可
以不计。已知氨在空气中的扩散系数为0.236cm2·S-1。，摩尔气体常数R=8.314kJ/(kmol·K)，则该点上单位面积的传质速率为 kmol/(m2·h)。
①0.83 ②0.48 ③0.24 ④0.12
16.用清水吸收混合气体中的NH3，进入吸收塔的气体中含NH36％(体积)，吸收后离塔气体中含NH30.4％(体积)，溶液出口浓度(比摩尔分数)X1=0.012，此系统的平衡关系为Y=2.52X，则此吸收塔气体进、出口处的推动力△Y1、△Y2分别为 和 。
①0.0336，O.00401 ②0.00401，0.0336
③O.0135，O.00201 ④0.0201，O.0135
17.某逆流吸收塔用纯溶剂吸收混合气中易溶组分，设备高为无穷大，入塔y1=8％(体积)，平衡关系y=2x，则：(1)液气比为2.5时，吸收率= ；(2)液气比为l.5时，吸收率= 。
18.在吸收塔某处，气相主体浓度y=0.025，液相主体浓度x=0.01，气相传质分系数ky=2kmol/(m2·h)，气相总传质系数Ky=1.5kmol/m2·h，若平衡关系为y=0.52，则该处气液界面上气相浓度y应为 。
①O.02 ②O.Ol ③0.015 ④O.005
19.某吸收塔中的气膜吸收系数kG=0.27kmol/(m2·h·atm)，液膜吸收系数kL=0.42m/h，则及K分别为——kmot／(m2·h)和——kmol／(m2．h)。
20.常压下，用清水吸收空气-氨混合气中的氨气。物系平衡关系符合亨定律溶解度系数H=1.5kmol/(m3·kPa)，气膜吸收系数kG=2.74×10-7kmol/(m2s·kPa)，液膜吸收系数kL=0.25m/h，则该过程为 。
①气膜控制 ②液膜控制 ③双膜控制 ④无法判断
21.常压30℃用水吸收混合气体中的氨，操作条件下，气液平衡关系为y*=1.20x。已知气相传质分系数ky=5.31×10-4kmol/(m2·s)，液相传质分系数kx=5.33×10-4kmol/( m2·s)，则过程为 。
①液膜控制 ②气膜控制 ③双膜控制 ④无法判断
22.某吸收过程，已知气相传质分系数ky=4×10-4kmol/(m2·s)，液相传质分系数ky=8×10-3kmol/(m2·s)，由此可判断该过程为 。
①液膜控制 ②气膜控制 ③双膜控制 ④判断依据不足
23.某气体在低浓度服从亨利定律的情况下被吸收，生成的溶液浓度也是很稀的，其气膜吸收系数kG=0.lkmol/(m2·h·atm)，液膜吸收系数kL=0.25m/h，溶解度系数H=0.2kmol/(m3·mmHg)，则该气体是属于 。
①难溶性气体 ②微溶性气体 ③易溶性气体
24.在吸收操作中，若气相体积传质分系数kya=0.026kmol/(m3·s)，液相体积传质分系数后，为0.02kmol/(m3·s)，相平衡常数m为0．1，且kya正比于V0.7(V为气体流量)，若传质推动力用气相浓度差表示，则当气体流量增加一倍时，传质总阻力减少的百分数为 。
25.用填料塔作气液吸收装置，20℃l个大气压下，含2.5％(体积)氨的空气与水逆流接触通过填料塔作等温吸收，出口气体的氨含量为0.02％(体积)，不含氨的空气和水的质量流速分别为V=3000k9/(h·m2)，L=3000k9/(h·m2)，出口液的浓度是 (摩尔分数)。
①O.02 ②O.0156 ③O.0078 ④O.Ol
26.有一填料塔，处于稳定逆流操作。气体由塔底进入，吸收剂从塔顶淋下，塔内气--液平衡关系和解吸操作线如图6—2所示。请你用图说明并将有关参数表示在图上。
(1)塔顶和塔底的气液相组成；
(2)以气相浓度差表示的塔顶塔底总推动力：
(3)在图上作出塔无限高时的操作线，并作解析式表示此时的气液比。
图6—2
27.在一逆流操作的填料塔中，用纯吸收剂吸收混合气体中的苯，已知混合气体中含苯0.05(摩尔分数)，惰性气体流量为62.2kmol/h，要求吸收率为90％，相平衡关系为Y=26X(X、Y为尔分数)，惰性气体流量为62.2kmol/h，要求吸收率为90％，相平衡关系为Y=26X(X、Y为摩尔比)，操作液气比为最小液气比的1.3倍。则：
(1)吸收剂用量为 kmol/h；(2)吸收液出塔浓度(摩尔比)为 。
28.气体混合物中溶质的浓度y1=0.02.要在吸收塔内回收溶质的90％，气液平衡关系为y*=1.0x。则：
(1)入塔液体为纯溶剂，液气比L/V=2.0, 传质单元数NoG为 。
(2)入塔液体为纯溶剂，液气比L/V=1.25, 传质单元数NoG为 。
(3)入塔液体中含溶质浓度为x2=0.0001，液气比L/V=1.25, 传质单元数NoG为 。
(4)入塔液体为纯溶剂，液气比L/V=0.8, 溶质的回收率η=(y1-y2)/yl最大可能达到 。
29.在一内径为l.33m的填料吸收塔中，用清水吸收温度为20℃、绝对压强为latm的二氧化碳---空气混合气体，其中C02含量为0.13(摩尔分数)，余下为空气，逆流操作。惰性气体流量为36.2kmol/h，要求C02吸收率为90％，出塔溶液浓度为0.29C02/1000gH20，气液平衡关系为Y=1420X(Y，X为摩尔比)，液相体积总吸收系数Kxa=10695kmol/(m3·h)，二氧化碳分子量44kg/mol。
则：(1)吸收剂用量为 kg/h ；(2)该塔所需填料层高度为 。
30.逆流吸收操作的一个填料塔直径为lm，用某纯液体吸收气体混合物A，吸收为气膜控制。气相中A的体积分数等于0.08，气体流量为2000Nm3/h，塔在压力101.6kN/m2、298K的条件下操作，要求吸收率为0.9，平衡关系为y=x，若选用液气比为最小液气比的1.2倍，则此塔所需填料高度为 m。
已知经验公式kGo=0.0033G0.8L0.4kmol/(m3·h·kN/m2)，G、L的单位为kmol/(m2·h)。现塔内温度有些变化，但经验公式尚能应用，只是亨利系数E变为l10kN/m2，此时G、L的量各增为原来的l.5倍，若要保持原来的吸收率，则塔高应为 m。
31.在常压逆流操作的填料塔内，用纯溶剂S吸收混合气体中的可溶组分A，入塔气体中A的摩尔分数y1=0.03，要求吸收率η=0.95，已知操作条件下mV/L=0.8(m=常数)，平衡条件Y=mX，与入塔气体成平衡的液相浓度X1＊=0.03，则：(1)操作液气比为最小液气比的倍数为 ；
(2)吸收液的出口浓度x2为 ；
(3)完成上述分离任务所需的气相传质单元数N0G为 。
32.某填料塔用纯轻油吸收混合气中的苯，进气量为l000m3/h(
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状态下)，进料气体含苯5％(体积)，其余为惰性气体，要求回收率95％，操作时轻油含量为最小用量的1.5倍，平衡关系Y=1.4x(y，x为摩尔比)，已知气相体积总传质系数Kya=125kmol/m3·h，轻油平均相对分子质量170。则：
(1)轻油用量为 kg/h；
(2)完成该生产任务所需填料高度为 m。
33.在常压填料吸收塔中，用清水吸收废气中氨气，废气流量为2500m3/h(标准状态下)，其中氨浓度为0.02(摩尔分数)，要求回收率不低于98％，若水用量为3.6m3/h，操作条件下平衡关系为Y=1.2X(式中Y、X为摩尔比)，气相总传质单元高度为0.7m。则：
(1)全塔对数平均推动力为 ；
(2)气相总传质单元数NOG为 ；
(3)填料层高度为 m。
34.在填料塔内用稀H2S04吸收空气中的NH3，溶液上方的分压为零(相平衡常数m=0)，在下列情况下所用的流速及其他操作条件都大致相同，总传质单元高度都是0.5m，则：
(1)混合气中含NH3 1％，要求回收NH3 90％，填料层高度为 m；(2)混合气中含NH3 1％，要求回收NH3 99％，填料层高度为 m；(3)混合气中含NH3 5％，要求回收NH3 99％， 填料层高度为 m。
35.混合气体中含C02 10％，其余为空气，于303K及2×103kPa下用纯水吸收后，C02的浓度降到0.5％，溶液出口浓度xl=0.06％(以上均为摩尔分数)，混合气体处理量为2240m3/h(按标准状态的体积计)，亨利系数E=2×105kPa，液相体积传质总系数Kxa=2780kmol/m3·h，则：
(1)每小时用水 t；
(2)填料层高度为 m(塔径已定为1.5m)。
36.填料吸收塔直径为880mm，填料层高6m，所用填料为56mm拉西环，每小时处理2000m3含5％丙酮的空气(25℃，latm)，用水作溶剂，塔顶送出的废气含O.263％丙酮，塔底送出的溶液每千克含丙酮61.2g，根据上述测出的数据，可知气相体积总传质系数Kya为kmol/m3·h，在此操作条件下，平衡关系为Y=2.OX，目前情况下每小时可回收 kmol/h丙酮，若把填料层加高3m，又可以回收 kmol/h丙酮。
37.有一吸收塔，其填料层高为3m，操作压强为latm(绝对)，温度为20℃，现用水来吸收氨--空气混合气体中的氨，吸收率为99％。混合气体中含氨O.O6(摩尔分数)，进口气体流率为580kg/(m2·h)(标准状态下)，进口清水流率为770kg/(m2·h)，假定在等温逆流下操作，平衡关系为y*=0.9x，且KG与气体流速的0.8次方成正比。则：
(1)将操作压强增加1倍，即p=2atm(绝对)，填料层高度为 m。
(2)将进口清水量L(kmol/(m2·h)增加l倍，填料层高度为 m。
(3)将进口气体量V(kmol/(m2·h)增加l倍，填料层高度为 m。
38.在连续式逆流操作的填料吸收塔中，用清水吸收原料气中的甲醇蒸气，已知处理混合气量为1000m3/h(标准)，原料气中含甲醇l00g/m3(标准)，要求甲醇回收率达98％，吸收后水中含醇量等于最大可能浓度的67％。操作条件为常压，25℃，在此条件下气液平衡关系为y*=1.15x，气相体积总传质系数Kya=120kmol/(m3·h)。气体的空塔速度为0.5m/s，填料为25×25×2.5瓷质拉西环，乱堆。则水的用量为 kmol／h，填料层高度为 m。
①69.8，4.83 ②68.3，8.43 ③68.3，3.89 ④69.8，4.0
39.有一填料吸收塔，在28℃及l01.3kPa下，用清水吸收200m3/h氨---空气混合气中的氨，使其含量由5％(摩尔)降低到O.04％(摩尔％)。填料塔直径为0.8m，填料层体积为3m3，平衡关系Y＊=1.4X，已知Kya=38.5kmol/h。则出塔氨水浓度为出口最大浓度的80％时，该塔 (能、不能)使用。若在上述操作条件下，将吸收剂用量增大10％，该塔 (能、不能)使用(注：在此条件下不会发生液泛)。
①不能，能 ②能，不能 ③不能，不能 ④能，能
40.如图6-3所示，空气和CCl4混合气中含CCl4浓度为y=0.05(摩尔分数，下同)，欲用煤油吸收以除去其中90％的CCl4，V=150kmol/( m3·h)。吸收剂分两股，第一股含CCl4的x2=0.O04从塔顶淋下，第二股x3=0.014在塔中部某处加入，L3=L2=75kmol/(m2·h)。塔顶处的液气比为0.5，全塔HoG=lm，平衡关系为y=O.5x。则：
(1)吸收剂在塔底的浓度Xl= 。 图6-3
(2)第二股煤油加入的最适宜位置(加人口至塔底高度)为 m。
41.用洗油吸收焦炉气中的芳烃，入塔气体含芳烃O.02(摩尔分数，下同)，要求芳烃回收率不低于95％。焦炉气流量为l200kmol/h，进入吸收塔塔顶的洗油中含芳烃0.005。取洗油的用量为最小用量的l.3倍。吸收塔在1atm、27℃下操作，此时气掖平衡关系为y*=0.125x。洗油的相对分子质量为260。 吸收芳烃后的富油由吸收塔底出口经加热后被送入解吸塔塔顶，在解吸塔底通入过热水蒸气使洗油脱除芳烃，脱芳烃后的贫油由解吸塔底排出被冷却至27℃，再进入吸收塔使用。水蒸气用量取最小用量的l.2倍。解吸塔在latm、120℃下操作，此时气液平衡关系为y*=3.16x。则洗油的循环量和解吸时的过热蒸气消耗量各为（ ）和（ ）kmoL/h。
①191.52，69.84 ②69.84，1191.52
③19.84，69.52 ④100，70
四、推导
1.对于逆流接触分离过程，若被分离组元的相平衡关系曲线和操作线均为直线，即：相平衡关系y=mx，操作线：y入-y=(L/V) (x出-x)。
(1)试证明：最小溶剂比(L/V)min下的吸收因数Amin=(L/V)min 亦等于该组元的回收率，η=( y入-y出 )/( y入-mx)，即Amin=η。它对板式塔和填料塔是否均适用?
(2)试证明：气相总传质单元高度HoG和其分量即气相传质单元高度HG及液相传质单元高度HL的关系式：HoG=HG+HL/A以及气相传质单元N0G的关系式：NG/N0G=1+HL/AHG。
2.设吸收塔的气体进入量为G(mol/m2·s)，液体进入量为L(mol/m2·s)，气体进口浓度为yl，出口浓度为y2，液体进口浓度为x2，出口浓度为x1。(浓度均为摩尔分数)，塔内气体平衡关系符合亨利定律ye=mx。试证明：当解吸因数mV/L=1时，气相总传质单元数NOG=(y1-mx2)/(y2-mx2)-l
第六章气体吸收
参考答案
一、基本知识
1．① 2．③ 3．① 4．①-③ 5．①-⑦ 6．③
7．② 8．③ 9．② l0.① 11.④ l2.①
l3.① 14.④ l5.① l6.② l7.①-③ l8.①
19.①-③ 20.①-④ 21.①-④ 22.①-④ 23.① 24.①-③
25.①-③ 26.④ 27.②-③ 28.② 29.① 30.②
31.①-④ 32.①-⑤ 33.④ 34.③①② 35.④ 36.③①①①
37.③ 38.④ 39.② 40.① 41.③ 42.③
43.② 44.① 45.① 46.④ 47.①-③
二、填空
1．p*=Ex(或p*=c/H(或p*=Hc)，y*=mx)，稀溶液
(式中p*—平衡分压；x—溶液中A的摩尔分数；E—亨利系数)
2．降低(减小)
3．升高，下降
4．降低，上升
5．Kmol/(m3·s·△p)，单位体积填料层中传质面积
6．1/KG=1/kG+1/HkL
7．液膜
8．减小，增大
9．呈平祗相等，大，大
10．(1)液膜，小于，小于；(2)减少
11．升高，降低
l2．P/PBm，总体运动对吸收，近似为1，大于1
13．降低，升高，L/V，m，增加
14. 液相，气相，L/mV，底
15．减小，靠近平衡线，增加
16．L/G不变，但L↑，G↑，所以HoG↑，操作线平行向左方移动，故必有：
(1) ①，②，②；
(2) ②，②
17．增加，增加，不变，提高，提高
二、计算
1．① 2．③ 3．①
4．① 5. 32.9 6. 370；2.94×10-4kmol/kPa·m3
7. ③ 8. ③ 9. p*=6.92×106
p*=1.25×105c，
y*=6.83×104x
(200/760)( 6.83×104)= 4.18×10-5
10.② 11.② 12.①
13.（1）气液两相平衡； （2）吸收； （3）解吸； （4）A由气相转入液相
14.（1）384；（2）1.11；（3）88.3；（4）0.1；0.375×10-3；0.13；1.63×10-3
15.③ 16.① 17.100％；75％
18.② 19.0.126；12.85 20.①
21.② 22.④ 23.③
24.34％ 25.② 26.
27.1.89×103；1.56×10-3 28.（1）3.41；（2）5.15；（3）5.31；（4）80％
29.1.07×106；20.4 30.7.83；9.5
31.（1）1.316；（2）0.0228；（3）7.83 32.（1）15147；（2）2.27
33.（1）0.024；（2）8.33； （3）5.83 34.（1）0.5m；（2）2.3m；（3）2.3m
35.（1）278； （2）10 36.（1）170.42；（2）3.89；（3）4.008
37.（1）1.17m；（2）2.34m；（3）9.80m 38.①
39.① 40.（1）0.54；（2）4 41.①
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浙公网安备 33021202002483