C．p>p*D．无法判断
【规律总结】
1．影响相平衡关系的主要因素是系统的总压和温度。
加大压强和降低温度，则溶解度加大，E值减小，m值减小，H值增大。
2．对于稀溶液，相平衡关系可用亨利定律表达，即当总压不很高（小于0.5MPa）和温度一定的条件下，溶质在稀溶液中的溶解度与其在气相中的分压成正比。
§7．3吸收过程的机理与吸收速率
【考纲要求】理解吸收过程的机理与吸收速率的概念．
【考点填空】
1．菲克定律
，其中D为，单位为；
称为，单位为；负号表示。
2．气膜吸收系数kG、kY的单位分别为、；
气相总吸收系数KG、KY的单位分别为、。
3．若以（P-P*）为总推动力表示吸收速率方程式，则吸收过程的总阻力为，气膜阻力为，液膜阻力为；．若以（C*-C）为总推动力表示吸收速率方程式，则吸收过程的总阻力为，气膜阻力为，液膜阻力为。
4．根据双膜理论，吸收传质阻力主要集中在，为了提高吸收传质速率，应设法提高。
5．涡流扩散系数De不是物性常数，其单位为，；它与有关，且随而不同。
6．双膜理论的基本假设是：
①；②；③。
【基础练习】
1．
式中kL称为，kG称为，当吸收过程为气膜控制时式子可简化为。
2．发生在流体中的扩散有和两种，前者发生在的流体中，是凭藉
传质；后者发生在
的流体中，是凭藉传质。
3．以液相物质的量浓度差表示的吸收总推动力为，此吸收过程的总阻力是由气膜阻力和液膜阻力两部分组成，对于难溶气体，此时吸收过程阻力的绝大部分存在于之中，这种现象称为。
4．以（Y-Y*）表示总推动力的吸收速率方程式为，以（X*-X）表示总推动力的吸收速率方程式为。
5．难溶气体属于控制，主要传质阻力集中于侧。
【典型例题】
1．在压强为101.33kPa下，用清水吸收含溶质A的混合气体，平衡关系服从亨利定律。
在吸收塔某截面上，气相主体溶质A的分压为4.0kPa，液相中溶质A的摩尔分数为0.01，相平衡常数m为0.84，气膜吸收系数
y为2.776×10-5kmol/（m2·s）；液膜吸收系数
为3.86×10-3kmol/（m2·s），试求：
（1）气相总吸收系数
，并分析该吸收过程控制因素；
（2）吸收塔截面上的吸收速率
.
分析欲知总系数
和过程控制因素，则需充分利用分系数
和
与总系数
的关系，求出
、液膜阻力、气膜阻力，再据总吸收速率方程式求出
。
解
（1）
故
=2.756×10-5kmol/（m2·s）
由于液膜阻力远小气膜阻力，所以该吸收过程为气膜控制。
（2）
0.899×10-6kmol/（m2·s）
【巩固训练】
1．物质在静止液体中的传递，主要是依靠流体的无规则运动。
物质在湍流流体中的传递，主要依靠的无规则运动。
2．对流传质是指发生在运动着的流体与之间的传质过程。
3．对于一定的传质过程，当总推动力的表达形式不同时，气膜阻力或液膜阻力的数值是，但气膜阻力与液膜阻力的比值是。
4．在稳定传质过程中，若在传质方向上a、b两点间传质推动力较另两点间的推动力大，则表明a、b两点间的阻力比另两点间的阻力。
5．双组分气体混合物中，组分A的扩散系数是。
A．系统的物质属性B．组分A的物质属性
C．只取决于系统的状态D．以上三者都不是
【精彩回放】
1．（2002年单招试题）本题附图为双膜理论的假想模型示意图，写出图中
（1）—（5）所示的名称，并在图中相应位置处标出p、pi、C、Ci。
（1）
（2）
（3）
（4）
（5）
2．（1998年单招试题）吸收速率是指。
A．单位时间内由气相转入液相的溶质组分量
B．单位相际传质面积上吸收的溶质量随温度的变化率
C．单位时间吸收的溶质量随压力的变化率
D．单位时间内由液相转入气相的溶质组分量
3．（1998年单招试题）某易溶气体的吸收过程，已知其气相传质分系数kY=4×10-14kmol/（m2·s），液相传质分系数kX=8×10-14kmol/（m2·s），由此可知该吸收过程为。
A．液膜控制B．气膜控制
C．双膜控制D．判据不足
【规律总结】
1．物质在均相流体内的传递过程主要以两种方式进行，一种是分子扩散，另一种是涡流扩散。
弄清菲克定律的表达式以及分子扩散系数的定义和单位。
2．把传质系数、传质阻力、传质推动力的表达形式一一对应。
3．辩证地理解双膜理论（双阻力理论）的论点及其局限性。
§7．4吸收塔计算
【考纲要求】掌握吸收塔的物料衡算及操作线方程、吸收剂用量、填料塔的内径和填料层高度的计算．
【考点填空】
1．吸收质的吸收率是指，即ф=。
2．吸收操作线的斜率L/V称为，亦称为，它是的比值，它反映，适宜的L/V=（L/V）min。
3.在用
计算塔径时，关键在于，VS应以
为依据。
4．脱吸因数是和的比值，即S=，
该参数是反映。
5．填料层高度
6．传质单元数NOG、NOL与有关，而与无关，其数值反映了；HOG、HOL与有关，其数值大小表示，是的反映，其单位为。
【基础练习】
1．常压20℃下，稀氨水的相平衡方程为y*=0.94x，若使含氨18.8%（体积%）的混合气体与x=0.12的氨水接触，则发生。
A．吸收过程B．脱吸过程
C．平衡过程D．无法判断
2．下列表达式中错误的是。
A.mKY=KXB.KG=HKL
C.HOG=SHOLD.NOG=SNOL
3．在气体流量、气相进出口组成和液相进口组成不变时，若减小吸收剂用量，则传质推动力将，操作线将平衡线，设备费用将。
4．某厂有一个CO2水洗塔，用来处理合成原料气，原料气中含CO2为25%（体积分率），其余为惰性气体。
原料气量为22400m3（标准）/h，操作压力为17atm（绝压），操作温度为303K，用新鲜水吸收，要求水洗后CO2不超过1%（体积分率），所得溶液浓度为最大浓度的70%，吸收平衡线方程式为Y*=75X，试计算CO2的吸收率和水的耗用量L。
【典型例题】
1．在逆流操作的填料吸收塔中，用清水吸收混合气中溶质组分A。
进塔气体组成为0.03（摩尔比），吸收率为99%，出塔液相组成为0.013（摩尔比）。
操作压强为101.33kPa、温度为27℃，操作条件下相平衡关系为Y=2X（X、Y为摩尔比）。
已知单位塔截面积上惰性气体流量为54kmol/（m2·h），气相体积吸收总系数为0.95kmol/（m3·h·kPa），试求所需的填料层高度。
分析本题为求填料层高度的设计题，注意应已知和算出哪些条件才能求得Z。
同样计算中应注意各项单位，本例中特别要注意题中惰性气流量和气相体积吸收总系数的含义和单位。
解
Y1=0.03Y2=Y1（1-ФA）=0.03×（1-0.99）=0.0003
X1=0.013X2=0
【巩固训练】
1．如图所示，a、b两条曲线分别为两气体在同一条件下的两条吸收平衡线，则从图中可以看出。
A．两气体的溶解度一样大
B．b气体的溶解度大于a气体的溶解度
C．a气体的溶解度大于b气体的溶解度
D．因条件不够，无法确定a、b两气体的溶解度的大小
2．吸收塔设计中，增加吸收剂用量，操作线的斜率，吸收过程推动力（y-y※）。
3．在0.013MPa和一定的温度下，用水吸收含SO212%（体积%）的混合气体以制备SO2水溶液。
吸收塔处理的混合气体流量为360标准m3/h，吸收率ф=96%，若在操作条件下SO2的溶解度系数为11.45kmol/（m3·MPa），水的用量为最小用量的1.6倍，求实际水的用量及所得水溶液的浓度。
【精彩回放】
1．（2002年单招试题）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的比摩尔分率Y1=0.03，要求吸收率为95%，已知操作条件下mV/L=0.8（m为常数），平衡条件为Y*=mX，与入塔气体成平衡的液相浓度X1*=0.03，计算：
（1）操作液气比为最小液气比的倍数；
（2）吸收液的出口浓度X1。
2．（2006年单招试题）以清水在填料塔内逆流吸收空气～二氧化硫混合气中的SO2，总压为1atm，温度为20℃，操作条件下的相平衡关系为y=35x，填料层高度为4m。
单位塔截面积混合气流量为0.055kmol/（m2·s），其中含SO2为0.05（比摩尔分率），要求吸收率为90%，塔底流出液体浓度为1.0×10-3（比摩尔分率）。
试求：
（1）单位塔截面积吸收剂用量L，kmol/（m2·s）；
（2）传质单元数NOG；
（3）总体积传质系数
，kmol/（m3·s）。
【规律总结】
吸收塔计算问题可分为设计型和操作型两类，两类问题皆可联立物料衡算式、相平衡方程式、传质系数或传质单元高度、吸收剂的进口浓度等进行计算和分析，相关公式要牢记且要注意物理量的单位换算问题。
§7．5填料塔
【考纲要求】了解填料塔的基本构造和填料（拉西环、鲍尔环、阶梯环）的特点．
【考点填空】
1．在填料塔中，填料的充填方式有和两种方法，其中方式易引起壁流现象；为了把液体均匀地分布在填料表面上，必须有装置；在每隔一定高度的填料层上需设置一个，以改善液体向塔壁流动的效应。
2．填料塔的塔径与填料尺寸之比不能太小，一般认为比值至少要等于，若太小，易出现现象。
填料塔的适宜空塔气速一般可取的50%～80%。
3．填料的种类很多，大致可分为和两大类，常见的有、、、。
4．对填料塔操作影响较大的填料特性有、、
、。
5．填料塔的传质速率的高低除决定于吸收速率外，还与和
密切相关。
若塔内液体喷淋密度小于最小喷淋密度，可简单地采用予以补偿。
【基础练习】
1．填料塔属于式气液传质设备，塔内气液相组成呈变化。
2．填料塔的结构很简单，塔体内充填有一定高度的填料层，填料层的下面为
，上面为及装置，必要时需将填料层分段，在段与段之间设置。
3．填料塔操作范围很小，特别对于更为敏感，当过小时，填料表面，使急剧下降；当过大时，则容易产生。
4．填料塔设计时，空塔气速一般取气速的60%～80%，理由是。
若填料层较高，为了有效地湿润填料，塔内应设置装置。
一般而言，填料塔的压降板式塔压降。
5．填料塔内气、液逆流传质中发生的“返混”，。
A．可以加强气液密切接触，有利于传质
B．可加强涡流传质，对传质有利
C．对传质影响不大
D．会减小全塔抟质推动力，对传质不利
【典型例题】
1．下列论断中正确的是。
A．填料塔为连续接触的气液传质设备，只能应用于吸收过程。
B．填料塔的主要流体力学性能为液面落差和漏液。
C．填料塔的主要附件有：
①填料支承装置；②液体分布装置；③液体再分布装置；④除沫装置。
分析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；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。
故本题应选C．
【巩固训练】
1．填料的种类很多，大致可分为实体填料和网体填料，请写出三种常见的填料名称：
、、。
2．填料塔的传质效率高低与有关。
3．为了使通过填料塔的压降小，应选用大的填料。
4．下列填料中不属于实体填料的是。
A．拉西环B．鲍尔环
C．阶梯环D．波纹网
5.最大吸收率ηmax与无关。
A．液气比B．液体入塔浓度
C．相平衡常数D．吸收塔型式
6．在吸收塔设计中，当吸收剂用量趋于最小用量时，。
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
【精彩回放】
1．（1999年单招试题）对填料塔操作性能影响不大。
A．填料的比表面积B．填料的空隙率
C．单位堆积体积内的填料数目D．填料的密度
2．（2000年单招试题）填料的种类很多，大致可分为实体填料和网体填料两大类，请写出三种常见的填料的名称：
、、。
3．（2002年单招试题）拉西环填料层存在着严重的塔壁偏流和现象。
五十年代初期，是针对拉西环存在的缺点加以改进而研制的填料。
【规律总结】
熟记填料的种类、特性及作用，熟悉填料塔的主要结构和各塔内件的作用；了解填料塔的流体力学性能和传质动力学性能。
§7．6脱吸和吸收操作流程
【考纲要求】了解吸收和解吸的流程，掌握解吸收的原理．
【考点填空】
1．脱吸的目的是和。
2．解吸的必要条件为，
其过程的推动力为。
3．解吸的方法有、、、。
4．吸收操作的流程有、、
、。
【基础练习】
1．生产中常见的脱吸方法是、、。
2．解吸时溶质由向传递。
3．压力，温度，将有利于解吸的进行。
4．脱吸是吸收的逆过程，指的操作，该操作能够进行的条件是X*X，温度升高,压力减小，有利于过程的进行。
5.在X—Y图解时，操作线相对于相平衡线的位置，吸收与脱吸的差别是
。
【典型例题】
1．在逆流吸收操作的填料塔中，吸收因数A=.A<1时，若填料层高度H=∞，则气液两相将于达到平衡。
分析当A<1，即L/V故答案为：
、塔底．
【巩固训练】
1．脱吸因数是和的比值，即S=，该参数是反映。
2．若S1、S2、S3分别为难溶、中等溶解度、易溶气体在吸收过程中的脱吸因数，吸收过程中操作条件相同，则应有S1S2S3（<、=、>）。
3．在y—x图中，如果吸收操作线在平衡线下方，则表明该传质过程为
过程。
【精彩回放】
1．（2002年盐城市单招调研试题）吸收设备的布置，首先要考虑的是，
在一般的吸收操作流程中多采用；其次考虑的是。
2．（2004年盐城市单招调研试题）常压20℃下，稀氨水的相平衡方程为y*=0.94x，若使含NH35%（摩尔分率）的混合气体与x=0.1的氨水接触，则发生过程。
A．吸收过程B．脱吸过程
C．平衡过程D．无法判断
【规律总结】
解吸过程是吸收过程的逆过程，与吸收过程遵循相似的原理和规律，吸收过程中所用的分析方法和计算方法对于解吸过程均是适用的。
熟悉吸收和解吸的流程。
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