1、基本概念1、亨利定律2、氣膜控制與液晦控制三、 請(qǐng)回答下列I可期（1 .根堀雙膜理論，兩相間的傳質(zhì)阻力主要集中在什么地方？增加氣液兩相主體的湍動(dòng)程度，傳質(zhì)速率將會(huì)如何變化？相界面兩側(cè)的液膜和氣膜中；增大2 .對(duì)于高濃度氣體吸收，為什么不能用脫吸因子法或?qū)?shù)平均推動(dòng)力法，而必須用圖解積分或數(shù)值積分的方法進(jìn)行吸收過(guò)程計(jì)算？因?yàn)槊撐蜃臃ê蛯?duì)數(shù)平均推動(dòng)力法都是基于稀溶液的相平衡線為直線的假設(shè)，而對(duì)于高濃度氣體吸收，該假設(shè)不再成立，所以這兩種方法不再適用，必須針對(duì)相平衡曲線運(yùn)用數(shù)值積分或圖解積分的方法進(jìn)行吸收過(guò)程的相關(guān)計(jì)算。4 .簡(jiǎn)要敘述吸收中雙膜理論的提出者及其三個(gè)基本要點(diǎn)。雙膜模型由惠特曼（Whi

2、teman）于1923年提出，為最早提出的一種傳質(zhì)模型。11分）2-10所示的模式，其基本要點(diǎn)如下：當(dāng)氣液兩相相互接觸時(shí)，在氣液兩相間存在著穩(wěn)定的相界面， 界面的兩側(cè)各有一個(gè)很薄的停滯膜， 氣相一側(cè)的稱(chēng)為“氣膜”，液相一側(cè)的稱(chēng)為“液膜”，溶質(zhì)A經(jīng)過(guò)兩膜層的傳質(zhì)方式為分子擴(kuò)散。（2分）在氣液相界面處，氣液兩相處于平衡狀態(tài)。（1分）在氣膜、液膜以外的氣、液兩相主體中，由于流體的強(qiáng)烈湍動(dòng)，各處濃度均勻一致。（2分）雙膜模型把復(fù)雜的相際傳質(zhì)過(guò)程歸結(jié)為兩種流體停滯膜層的分子擴(kuò)散過(guò)程，依此模型，在相界面處及兩相主體中均無(wú)傳質(zhì)阻力存在。這樣，整個(gè)相際傳質(zhì)過(guò)程的阻力便全部集中在兩個(gè)停滯膜層內(nèi)。因此，雙膜模型又

3、稱(chēng)為雙阻力模型。5 .對(duì)于溶解度系數(shù)很低的氣體吸收，可采用哪些措施以提高吸收速率？7、說(shuō)明傳質(zhì)單元高度的物理意義8、簡(jiǎn)述填料塔的基本結(jié)構(gòu)與主要特點(diǎn)。9、寫(xiě)出亨利定律的定義及表達(dá)公式。吸收塔的物料衡算；液氣比與最小液氣比求m【例28】填料層高度的計(jì)算【傳質(zhì)單元高度、傳質(zhì)單元數(shù)（脫吸因數(shù)法）】提高填料層高度對(duì)氣相出口濃度的影響四、計(jì)算題2、（20分）有一吸收塔，塔內(nèi)裝有25253mm的拉西環(huán)，其比表面積a=204m2/m3（假設(shè)全部潤(rùn)濕），在20c及1atm下操作?？諝獗旌蠚庵泻?%（V%）的丙酮，混和氣量1400m3/h（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）。塔頂噴淋的清水量為3000kg/h,丙酮回收率=98%平

4、衡關(guān)系為y=1.68x（x,y為摩爾分?jǐn)?shù)）。已知塔徑D=0.675m,總傳熱系數(shù)Ky=0.4kmol/（m2h）,試求：（1）傳質(zhì)單元數(shù)NOG;（2）填料層高度Z。_1400-解：G62.5Kmol/h22.43000L166.67Kmol/h18（1）因y10.0698%X2=010分)所以y2(1)y1(10.98)0.060.0012惠特曼把兩流體間的對(duì)流傳質(zhì)過(guò)程設(shè)想成圖片G,、62.5,(yy2)-7T;(0.06L166.67XI0.0012)0.022又y1emx11.680,0220.037y2emx20h=HOGNOG=2.137.97=16.96（m）某生產(chǎn)車(chē)間使用一填料塔，

5、用清水逆流吸收混合氣當(dāng)中的有害組分單元高度1.5米，進(jìn)塔混合氣組成為0.04（摩爾分率，下同），出塔尾氣組成為0.0053,出塔水溶液濃度為0.0128,操作條件下平衡關(guān)系為丫=2.5X（X、丫為摩爾比），求:1液氣比L/V為（L/V）min的多少倍？2氣相總傳質(zhì)單元數(shù)NOG3所需填料層高度Zo（yiyie）（y22ln江*y2y2e0.060.0370.00120,0.060.037In0.001200.0074NOGy0.06O,00127.965ym0.0074（10分）（2）塔的橫截面積23.14_22D0.6750.36m44HOGGKga62.50.42040.362.13（m）（

6、6分）（4分）A,已知操作條件下，氣相總傳質(zhì)1-Y0.040.00530.0417,K10.0410.00530.00533,X10.012810.01280.01297,X20,丫20（2分）丫丫20.04170.00533X1X20.012972.804（2分）min丫1丫2丫1丫2X1X1丫12.5（10.005330.0417）2.18（4分）2. SNOG_LVminmV3. Z2.8041.2862.182.50.8922.804（3分）（2分）In1S（1S）丫S丫2丫2In10.892（1、0.041700.892）0.8920.0053305.11（4分）HOGNOG1.55

7、.117.67m（3分）某填料吸收塔用洗油來(lái)吸收混合氣體中的苯,洗油中苯的濃度為0.0002kmol苯/kmol洗油，混合氣體量為1000m3/h,入塔氣體中苯含量為4%（體積分率）,要求吸收率為80%,操作壓強(qiáng)為101.3kPa,溫度293Ko溶液的平衡關(guān)系為Y*=30,9X,取操作液氣比為最小液氣比的1.2倍，求：1.最小液氣比（L/V）min。2.吸收劑用量L和溶液出口組成X%進(jìn)入吸收塔惰性氣體摩爾流量為:四、(20分)收率為95%o吸收塔操作壓強(qiáng)為780mmHg，溫度為25C,進(jìn)入填料塔的混合氣體為1000m3/h,入塔吸收劑為純煤油。煤油的耗用量為最小用量的1.5倍。汽液逆流流動(dòng)。已

8、知該系統(tǒng)的平衡關(guān)系為Y0.14X(式中X,Y均為摩爾比)，氣相體積總傳質(zhì)系數(shù)KYa125kmol/m3h。煤油的平均分子量為170kg/kmol。塔徑為0.6m。求:11)煤油的耗用量為多少kg/h?(2)煤油出塔濃度X1為多少？(3)填料層高度為多少米？(4)吸收塔每小時(shí)回收多少kg苯？解：(D煤油的耗用量L：塔內(nèi)惰性組分摩爾流量為：1.進(jìn)塔氣體中苯濃度:Yiyi0.041y110.040.0417（1分）出塔氣體中苯濃度:Y20.0417（10.8）0.00834（1分）進(jìn)塔洗油中的苯濃度:X20.0002*X1丫10.041730.90.00135（4分）minY1Y2*X1X20.04

9、170.008340.001350.000229（4分）L2.V1.2934.8即L=38.4V（2分）1000273101.3V（10.04）22.4293101.3L=34.8V=1390kmol洗油/h39.93kmo悟性氣體/h（2分）（3分）由V（丫Y2）而X1X21-0.00023993一39出（0.04170.00834）13900.00116（3分）用填料塔從一混合氣體中吸收所含的苯。進(jìn)料混合氣體含苯5%(體積百分?jǐn)?shù)),其余為空氣。要求苯的回min1.21000273780V(10.05)39.88kmol/h22.427325760進(jìn)塔氣體苯的濃度為：L1.5Lmin1.5V

10、(YY2)/(YmX2)1.539.88(0.052630.00263)/(0.05263/0.14)由全塔物料衡算式可得:回收苯的質(zhì)量為:mMV(YIY2)7839.88(0.052630.00263)155.5kg/h在壓力為101.3kPa、溫度為30c的操作條件下，在某填料吸收塔中用清水逆流吸收混合氣中的NH3o已知入塔混合氣體的流量為220kmol/h,其中含NH3為1.2%(摩爾分?jǐn)?shù))。操作條件下的平衡關(guān)系為丫=1.2X(X、Y均為0.0510.05出塔氣體中苯的濃度0.05263Y2Y1(1A)0.5263(10.95)0.00263由吸收劑最小用量公式LminV(YiY2)Yi

11、/mX27.956kmol/h1352.52kg/h(2)煤油出塔濃度XI:XI(3)VX2苦填料層高度Y2)39.887.956(0.052630.00263)0.25Z:HOGNOGHOG39.88mV/L0.14OG1ln(11SL(4)KYa12520.6241.13m39.88/7.956YmX2S)-2Y2mX21ln(110.76.346.341.130.7S0.0526300.7)0.0026307.16m吸收塔每小時(shí)回收多少kg的苯:0.7摩爾比)，空塔氣速為1.25m/s；水的用量為最小用量的1.5倍；要求NH3的回收率為95%。試求：(1)水的用量；(2)填料塔的直徑。答

12、：(1)單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)吸收塔的惰性氣體流量V220(11.2%)217.36Kmol(B)/h12%Y20.012111.2%Y由回收率195%所以Y10.000605丫2*Y20.0121由Y1.2X,X20.011.21.2L丫2丫10.01210.000605清水吸”則X10,2-VminX2X10.010(L)min1.14V1.14*217.36247.79Kmol/hL1.5Lmin1.5*247.79371.69Kmol/hnRT220*1000*8.314*（27330）3/（2）PVnRTV1.52m/sP101.3*1000*360012-2由VDu1.521.25*1/4

13、*3.14*D所以D1.24m4六、計(jì)算題。（15分）已知某填料吸收塔直徑為1m,填料層高度為4m。用清水逆流吸收某混合氣體中的可溶組分，該組分進(jìn)口組成為8%,出口組成為1%（均為mol%）?；旌蠚饬髀蕿?0kmol/h,操作液氣比為2,操作條件下氣液平衡關(guān)系為Y=2X。試求：（1）操作液氣比為最小液氣比的多少倍；（2）氣相總體積吸收系數(shù)KYa。Y1Y22dYdYNOG;傳質(zhì)單元數(shù)的計(jì)算公式：YYYYY（mXb）用純?nèi)軇┪斩栊詺怏w中的溶質(zhì)Ao入塔混合氣流量為0.0323kmol/s,溶質(zhì)的含量為y1=0.0476（摩爾分?jǐn)?shù)，下同） ,要求吸收率為95%已知塔徑為1.4m,相平衡關(guān)系為Y=0.

14、95X （X、Y均為摩爾比） ， 傳質(zhì)屬于氣膜控制，&a=410-2kmol/（m2s）,要求出塔液體中溶質(zhì)的含量為x1=0.0476,試求：（1）吸收劑用量（kg/h）；（2）填料層高度。解先進(jìn)行組成和物理量單位換算Y2Y1(1)0.05(10.95)0.0025Y10.047610.04760.0500（1）由全塔物料衡算關(guān)系X20-Z(1yjZ(1y1)0.0323(10.0476)2、VB-空0.020kmol/(ms)0.785D20.7851.42X1X11X10.047610.04760.0500LSY|Y20.050.0025八”10.95VBX1X20.050所以吸收

15、劑用量為L(zhǎng)S0.95/B0.950.020.019kmol/(m2s)0.95VBM(H2O)36000.0190.7851.42183600(10分)1894.3kg/h(2)由于脫吸因子SmVBm0.951TTLB095VB說(shuō)明操作線與平衡線平行，推動(dòng)力處處相等，即*YY1丫2丫2丫2丫2mX2丫200.00250.050.0025190.0025五、計(jì)算題。（15分）在常壓逆流吸收塔中，用清水吸收混合氣體中溶質(zhì)組分A。進(jìn)塔氣體組成為吸收率為99%;出塔液相組成為0.013。操作壓力為101.3kPa,溫度為27C,操作條件下的平衡關(guān)系為（YX均為摩爾比）。已知單位塔截面上惰氣流量為54k

16、mol/（nth）,氣相總體積吸收系數(shù)為1.12kmol/（m-h-kPa），試求：1、所需填料層高度。（7分）2、操作液氣比為最小液氣比的多少倍？（8分）；五、（15分）解：1、（7分）氣相進(jìn)塔組成匕二口03氣相出塔組成一一液相出塔組成一11：液相進(jìn)塔組成工片口（2分）耳*二之為=2x0,013=0105瑪*=2/=0曠匕-口.口？-。.豌=0.004西=-Ta*=0J0OO3NOGYI丫2HOGVBKYa0.02041020.5m(10分)0.03（摩爾比,下同），口儂-如*3*3, ,0.0040.004InIn口BOOMBOOM匕_.c.03-0.ono5_nn衣Q0WU3及101.3

17、25kPa（絕壓）時(shí)，每小時(shí)處理2000m3含5%（體積）丙酮的空氣-丙酮混合氣，處理時(shí)用水作溶劑，塔頂送出的尾氣中含丙酮0.263%（體積）。塔底送出的溶液中每kg含丙酮61.2g。在上述操作條件下，平衡關(guān)系為y*=2x。根據(jù)上述所測(cè)出的數(shù)據(jù)，試求：（1）氣相總傳質(zhì)系數(shù)Kya；（2）每小時(shí)回收的丙酮量。2（20分）解：（1）求體積總傳質(zhì)系數(shù)方法1:對(duì)數(shù)平均推動(dòng)力法（1分）（2分）jCjCr raQ1.13aQ1.131013101354-0.476-0.476（1分）Z=益洛舊-0476x20.77=9.3862、（8分）（1分）操作液氣比YiY20.030.0003由Y2X（L）（）min

18、V丫1X1X20.01302.28（2分）*X1丫2*X1X2Yi蟠0.01520.030.0003,”1.980.0150（2分）（2分）（V）opt2.281.981.15（2分）min1.（20分）某廠有一填料吸收塔，直徑為880mm,填料層高6m,所用填料為56mm的拉西環(huán)。在25Cy10.05,y22.63101858*mx120.019830.03966,Ayy1y10.01034*y2mx20,Ayy2y22.6310方法2:吸收因子法（2）每小時(shí)回收的丙酮量GA=G(y1-y2)=83.2和.05-2.631伙3)=3.94kmol/h=228.5kg/h五、（20分，08考研

19、）用填料塔吸收混合氣體中所含的苯，入塔氣體中含苯5%（體積分率），其余為空氣，要求苯的回收率為90%,吸收塔在常壓、25c下操作，入塔混合氣體為每小時(shí)940m3（標(biāo)準(zhǔn)狀況），入塔吸收劑為純煤油，其耗用量為最小耗用量的1.5倍，已知該系統(tǒng)的相平衡關(guān)系為丫=0.14X（其中X、丫為摩爾比），氣相總體積吸收系數(shù)KYa=0.035kmol/（m3-s）,純煤油的平均分子量為170,塔徑為0.6m。試求：（1）吸收劑用量kg/h；（2）溶劑出塔濃度；（3）填料層高度。五、（20分，05考研）一填料塔用清水逆流吸收混合氣中的有害成分A。已知操作條件下氣相總傳質(zhì)單元高度為1.5m,進(jìn)塔混合氣組成為0.04

20、（A的摩爾分率， 下同） ， 出塔尾氣組成為0.0053,出塔水溶液濃度為0.0128,操作條件下平衡關(guān)系為Y=2.5X。試求：（1）液氣比為最小液氣比的倍數(shù)。（2）所需填料層高度。（3）若氣液流量和初始組成不變，要求尾氣濃度降至0.0033,需將填料層加高多少米？五、（20分，06考研）在逆流操作的填料塔中，用清水吸收焦?fàn)t氣中的氨，氨的濃度為8g/標(biāo)準(zhǔn)m,混合氣體處理量為4500標(biāo)準(zhǔn)m/h。氨的回收率為95%吸收劑用量為最小用量的1.5倍?？账馑贋?.2m/s。氣相體積總吸收系數(shù)&a為0.06kmol/（耐h）,且K正比于V7,（V為惰性氣體處理量）。操作壓強(qiáng)為101.33kPa,溫度為30C,在操作條件下氣液平衡關(guān)系為Y=1.2X。試求：（1）用水量，kg/h;（2）塔徑和塔高，m；（3）若混合氣體處理量增加20%,要求吸收率不變，則需增加的填料層高度，s（氨分子量17）四、（20分，07考研）填料塔