(A)吸收 (B)解吸 (C)相平衡 (D)不确定 （三）思考题
9-1 吸收的目的和基本依据是什么？吸收的主要操作费用花费在哪里？ 9-2 选择吸收溶剂的主要依据是什么？什么是溶剂的选择性？ 9-3 E、m、H三者各自与温度、总压有何关系? 9-4 工业吸收过程气液接触的方式有哪两种?
9·5 扩散流JA，净物流N，传递速率NA相互之间有什么联系和区别？ 9-6 漂流因子有什么含义？等分子反向扩散时有无漂流因子？为什么？
9-7 气体分子扩散系数与温度、压力有何关系？液体分子扩散系数与温度、黏度有何关系? 9-8 修伍德数、施密特数的物理含义是什么？
9-9 传质理论中，有效膜理论与表面更新理论有何主要区别？
9-10 传质过程中，何种情况是气相阻力控制?何种情况是液相阻力控制？ 9-11 低含量气体吸收有哪些特点?
9-12 吸收塔高度计算中，将NOG与HOG分开，有什么优点？ 9-13 建立操作线方程的依据是什么? 9-14 什么是返混?
9-15 何谓最小液气比？操作型计算中有无此类问题？
9-16 x2max与(L/G)min。是如何受到技术上的限制的？技术上的限制主要是指哪两个制约条件？ 9-17 有哪几种Nca的计算方法？用对数平均推动力法和吸收因数法求Not；的条件各是什么？ 9-18 Hca的物理含义是什么？常用吸收设备的HOG约为多少？
9-19 吸收剂的进塔条件有哪三个要素？操作中调节这三要素，分别对吸收结果有何影响? 9-20 吸收过程的数学描述与传热过程的数学描述有什么类似与区别？ 9-21 高含量气体吸收的主要特点有哪些？
9-22 化学吸收与物理吸收的本质区别是什么?化学吸收有何特点？ 9-23 化学吸收过程中，何时成为容积过程?何时成为表面过程？ （三）练习题
气液相平衡
9-1 在盛水的鼓泡吸收器中通人纯CO2气，经长期接触后测得水中CO2的平衡浓度为2.857×10 -2mol/L 溶液。鼓泡器中的总压为101.3kPa，水温30℃，溶液的密度ρ = 996kg/m3。求亨利系数，并将此实验值与文献值E = 188.5MPa作比较。
[答：E＝188.1MPa，偏差0.21％]
9-2 惰性气与CO2的混合气中CO2体积分数为30％，在表压1MPa下用水吸收。
设吸收塔底水中溶解的CO2达到饱和，此
吸收液在膨胀槽中减压至表压20kPa，放出大部分CO2，然后再在解吸塔中吹气解吸。
设全部操作范围内水与CO2的平衡关系服从亨利定律，操作温度为25℃。求1kg水在膨胀槽中最多能放出多少千克CO2气体。
[答：3.07×10-3kg CO2]
9-3 20℃的水与N2气逆流接触以脱除水中溶解的O2气。
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塔底人口的N2气中含氧体积分数为0.1％，设气液两相在塔底达到平衡，平衡关系服从亨利定律。求下列两种情况下，水离开塔底时的最低含氧量，以mg/m3水表示。 (1)操作压力(绝对)为101.3kPa。(2)操作压力(绝对)为40kPa。
[答：(1)44.16mg/m3水；(2)17.51mg/m3水]
9-4 气液逆流接触的吸收塔，在总压为101.3kPa下用水吸收Cl2气，进入塔底的气体混合物中含氯体积分数为1％，塔底出口的水中含氯摩尔分数x＝0.8×10-5。试求两种不同温度下塔底的吸收推动力，分别以(xe?x)及(y?ye)表示。
(1)塔底温度为20℃；(2)塔底温度为40℃。
[答： (1)1.09×10-5，5.76×10-3；(2)4.7×10-6，3.68×10-3]
9-5 某逆流吸收塔塔底排出液中含溶质摩尔分数x＝2×10-4，进口气体中含溶质体积分数为2.5％。操作压力为101kPa，气液平衡关系为y＝50x。
现将操作压力由101kPa增至202kPa，问塔底推动力(y?ye)及(xe?x)各增加至原有的多少倍。
[答：1.33，2.67]
扩散与相际传质速率
9-6 柏油马路上积水2mm，水温20℃。水面上方有一层0.2mm厚的静止空气层，水通过此气层扩散进入大气。大气中的水汽分压为1.33kPa。问多少时间后路面上的积水可被吹干。
[答：0.58hr]
9-7 某水杯中初始水面离杯上缘1cm，水温30℃，水汽扩散进入大气。杯上缘处的空气中水汽分压可设为零，总压101.3kPa。求水面下降4cm需要多少天?
[答：1.44×106s]
9-8 某填料塔用水吸收混合气中的丙酮蒸气。混合气流率为16kmol/(m2·h)，操作压力101.3kPa。已知容积传质系数kya＝64.6kmol/(m3·h)，kLa＝16.6kmol/(m3·h)(kmol/m3)，相平衡关系为pA＝4.62cA。式中气相分压pA的单位是kPa，平衡浓度单位是kmol/m3。求(1)容积总传质系数及传质单元高度HOG。(2)液相阻力占总传质阻力的百分数。
[答：(1)54.9kmol/(m3·h)，0.291m；(2)15.1％]
9-9 在设计某降膜吸收器时，规定塔底气相中溶质的摩尔分数y＝0.05，液相中溶质的摩尔分数x＝0.01。两相的传质系数分别为是kx＝8×10-4kmol/(m2·s)，ky＝5×10-4kmol/(m2·s)。操作压力为101.3kPa时相平衡关系为y＝2x。试求：(1)该处的传质速率NA，单位为kmol/(m2·s)；(2)如果总压改为162kPa，塔径及气、液两相的摩尔流率均不变，不计压强变化对流体黏度的影响，此时的传质速率有何变化?讨论总压对ky、Ky，及(y?ye)的影响。
[答：(1)6.66×10-6；(2)1.05×10-5，ky不变，Ky增加，(y?ye)增加]
吸收过程数学描述
9-10 对低含量气体吸收或解吸，由
9-11 低含量气体逆流吸收，试证：
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11m1??出发，试证NOL?NOG。 KykykxANOG??y1ln1
1?mG/L?y2式中 ?y1?y1?y1e为塔底的吸收推动力；?y2?y2?y2e为塔顶的吸收推动力。
9-12 用纯溶剂对低浓度气体作逆流吸收，可溶组分的回收率为η，采用的液气比是最小液气比的β倍。物系平衡关系服从亨利定律。试以η、β两个参数列出计算NOG的表达式。
[答：NOG?
9-13 附图为两种双塔吸收流程，试在y-x图上定性画出每种吸收流程中A、B两塔的操作线和平
衡线，并标出两塔对应的气、液相进口和出口摩尔分数。 [答略]
9-14 含量较高的溶液进入图示解吸塔塔顶，塔底吹气解吸，塔中部某处抽出一半液体，另一半液 体由塔底排出，试在y-x图上画出平衡线与操作线，并标出各股流体的含量坐标。
[答略]
??1?11?ln1??????1?????] ??1?(??)?1?????1
吸收过程的设计型计算
9-15 流率为0.014kmol/(m2·s)的空气混合气中含氨体积分数为2％，拟用逆流吸收以回收其中95％的氨。塔顶淋入摩尔分数为0.0004的稀氨水溶液，设计采用的液气比为最小液气比的1.5倍，操作范围内物系服从亨利定律y＝1.2x，所用填料的总传质系数Kya＝0.052kmol/(m3·s)。试求：(1)液体在塔底的摩尔分数x1；(2)全塔的平均推动力?ym；(3)所需塔高。
[答：(1) 0.0113；(2) 2.35×10-3；(3) 2.18m]
9-16 用纯溶剂对低含量混合气作逆流吸收以回收其中的可溶组分，物系的相平 衡关系服从亨利定律，吸收剂用量是最小用量的1．3倍，试求下列两种情况下所需
的塔高，已知传质单元高度Hoc；＝0.8m。(1)回收率η＝90％。 (2)回收率η＝99％。(3)两种情况下的吸收剂用量有何差别?
[答：(1) 4.61m；(2) 11.3m；(3) L′/L＝1.1]
9-17 含H2S摩尔分数2.5×10-5的水与空气逆流接触以使水中的H2S脱除，操作在101.3kPa、25℃下进行，物系的平衡关系为y＝545x，水的流率为5000kg/(m2·h)。
试求：(1)为使水中H2S的摩尔分数降至x＝0.1×10-5所需的最少空气用量。(2)当空气用量为G = 0.40kmol/( m2·h)，设计时塔高不受限制，可以规定离解吸塔的水中含H2S最低摩尔分数是多少?示意画
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出该种情况下的解吸操作线。
[答：(1) 0.489kmol/(m2·h)；(2) 5.43×10-6]
9-18 采用图示的双塔流程以清水吸收混合气中的SO2，气体经两塔后SO2总的回收率为0.91，两塔的用水量相等，且均为最小用水量的1.43倍，两塔的传质单元高度HOG均为1.2m。在操作范围内物系的平衡关系服从亨利定律。试求两塔的塔高。
[答：2.8m，2.8m]
9-19 某填料吸收塔用过热水蒸气吹出洗油中的苯，人塔液体中苯的摩尔分率为0.05，要求解吸率97％，该物系相平衡关系为y＝2.8x，采用的过热蒸汽用量为最小气体用量的1.3倍，该填料的传质单元高度HOG = 0.3m，试求该塔的填料层高度。
吸收过程的操作型计算
9-20 某吸收塔用25mm×25mm的瓷环作填料，充填高度5m，塔径1m，用清水逆流吸收流量为2250m3/h的混合气。混合气中含有丙酮体积分数为5％，塔顶逸出废气含丙酮体积分数降为0.26％，塔底液体中每千克水带有60g丙酮。操作在101.3kPa、25℃下进行，物系的平衡关系为y＝2x。试求：(1)该塔的传质单元高度HOG及容积传质系数Kya；(2)每小时回收的丙酮量，kg/h。
[答：(1) 0.695m，0.0467kmol/(m2·s)；(2) 253kg/h]
9-21 某填料吸收塔高2.7m，在常压下用清水逆流吸收混合气中的氨。混合气人塔的摩尔流率为 0.03kmol/(m2·s)。清水的喷淋密度0.018kmol/(m2·s)。进口气体中含氨体积分数为2％，已知气相总传质系数Kya = 0.1kmol/(m2·s)，操作条件下亨利系数为60kPa。试求排出气体中氨的浓度。
[答：0.002]
9-22 某填料吸收塔用含溶质x2＝0.0002的溶剂逆流吸收混合气中的可溶组分，采用液气比是3，气体人口摩尔分数y1＝0.01回收率可达η＝0.90。已知物系的平衡关系为y＝2x。
今因解吸不良使吸收剂入口摩尔分数x2升至0.00035，试求：(1)可溶组分的回收率下降至多少? (2)液相出塔摩尔分数升高至多少?
[答：(1) 0.87；(2) 0.00325]
9-23 在15℃、101.3kPa下用大量的硫酸逆流吸收空气中的水汽。入塔空气中含水汽摩尔分数为 0.0145，硫酸进、出塔的摩尔分数均为80％，硫酸溶液上方的平衡水汽摩尔分数ye＝1.05×10-4，且已知该塔的容积传质系数Kya?G0.8。空气经塔后被干燥至含水汽摩尔分数0.000322。 现将空气流率增加一倍，则出塔空气中的含水量为多少?
??0.000478] [答：y2
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