吸收概念題示例與分析

1、第五局部吸收一、填空題5-1在液相中,假設(shè)溫度提升1倍,粘度不變,那么擴(kuò)散系數(shù) .答案：增大1倍分析：由D D°T可知.T05-2操作中的吸 收塔,當(dāng)生產(chǎn)任務(wù) 一定,假設(shè)吸收劑用量 小于最 小用量,那么吸 收效果 .答案：達(dá)不到要求 分析：所謂最小液氣比及最小吸收劑用量是針對(duì)一定的別離任務(wù)而言的,當(dāng)實(shí)際液氣比或吸 收劑用量小于最小值時(shí),那么吸收效果達(dá)不到給定的別離要求.5-3脫吸因數(shù)s的表達(dá)式為,在Y-X坐標(biāo)系下的幾何意義是 .答案：s mV;平衡線斜率與操作線率之比5-4在氣體流量、氣相進(jìn)出口組成和液相進(jìn)口組成不變時(shí),假設(shè)減少吸收劑用量,那么操作線將 衡線,傳質(zhì)推動(dòng)力將 ,假設(shè)吸收

2、劑用量減至最小吸收劑用量時(shí),設(shè)備費(fèi)用將 .答案：靠近；減??；無窮大5-5對(duì)逆流操作的填料吸收塔,當(dāng)脫吸因數(shù)s>1時(shí),假設(shè)塔高為無窮大,那么氣液兩相將于塔_ 到達(dá)平衡.答案：底分析：因平衡線的斜率大于操作線的斜率,故操作線無限延長塔高無限大時(shí),將在高濃度端與平衡線相交,即兩相在塔底到達(dá)平衡.5-6根據(jù)雙膜理論,兩相間的傳質(zhì)阻力主要集中在 增加氣液兩相主體的湍動(dòng)程度,傳質(zhì)速率將.答案：相界面兩側(cè)的液膜和氣膜中；增大5-7 si,s 2,s 3是3種氣體在吸收過程中的脫吸因數(shù), s! S2 S3,且吸收過程的操作條件 相同,試將3種氣體按溶解度大小排序如下 .答案：第3種最大,第2種次之,第1

3、種最小分析：操作條件相同,V L相同,由s 平 可知當(dāng)s S2 S3有m1 m2 m3而m值愈大,說明氣體溶解度愈小.5-8壓力,溫度,將有利于吸收的進(jìn)行.答案：增大；下降分析：由m E,說明m是溫度和壓力的函數(shù).一般情況下,溫度下降,那么E值下降,故溫度P下降,壓力增大,導(dǎo)致 m值下降,溶解度增大,有利吸收.5-9難溶氣體屬限制,主要傳質(zhì)阻力集中于 嘰答案：液膜；液膜5-10雙膜理論的根本假設(shè)是：1;； .答案：氣液界面兩側(cè)各存在一層靜止的氣膜和液膜；全部阻力集中于該兩層靜止膜中,膜中 的傳質(zhì)是定態(tài)分子擴(kuò)散；在相界面處,兩相達(dá)平衡.5-11等分子反向擴(kuò)散適合于描述 過程中的傳質(zhì)速率關(guān)系.一組

4、分通過另一停滯組分的擴(kuò)散適合于描述 _過程中的傳質(zhì)速率關(guān)系.答案：精餾,吸收和脫吸5-12欲得到一定濃度的溶液,對(duì)易溶氣體所需的分壓 ,而對(duì)難溶氣體所需的分壓那么.答案：較低,很高分析：由亨利定律P Ex難溶氣體的E值很大,故需要的分壓高,而易溶氣體的E值很小,故需要的分壓低.5-13在選擇吸收劑時(shí),應(yīng)主要考慮的 4個(gè)方面1,2,3,4.答案：溶解度,選擇性；揮發(fā)性；粘性5-12漂流因數(shù)反映,當(dāng)漂流因數(shù)大于1時(shí)說明.答案：總體流動(dòng)對(duì)傳質(zhì)速率的影響；由于有總體流動(dòng)而使傳遞速率較之單純分子擴(kuò)散速率要 大一些.5-13物質(zhì)在靜止流體中的傳遞,主要是依靠流體 的無規(guī)那么運(yùn)動(dòng).物質(zhì)在湍流的傳遞,主要是依

5、據(jù)靠流體 的無規(guī)那么運(yùn)動(dòng)答案：分子；質(zhì)點(diǎn)5-14對(duì)流傳質(zhì)是指發(fā)生在運(yùn)動(dòng)著的流體與 間的傳質(zhì)過程.答案：相界面5-15 3種具有代表性的傳質(zhì)理論是：1, 23-.答案：雙膜理論；溶質(zhì)滲透理論；外表更新理論.5-16吸收操作時(shí),塔內(nèi)任一橫截面上,溶質(zhì)在氣相中的實(shí)際分壓總是 其接觸的液相平衡分壓,所以吸收操作線總是位于平衡線的 .反之,如果操作線位于平衡線 ,那么應(yīng)進(jìn)行脫吸過程.答案：高于；上方,下方.5-17當(dāng)氣體處理量及初、終濃度已被確定,假設(shè)減少吸收劑用量,操作線的斜率將 ,其結(jié)果是使出塔吸收液的濃度,而吸收推動(dòng)力相應(yīng).答案：變??；變大；變小分析：由題意知V、y1、y2已經(jīng)確定,減少L用量意味

6、著液氣比減小,因低濃度端已固定,故操作線斜率變小且向平衡線靠近,使傳質(zhì)推動(dòng)力變小.又由物料衡算:V(yi y2) L(xi X2)常數(shù) 可知當(dāng)X2一定時(shí),L減小,xi必增大.5-18 一般情況下取吸收劑用量為最小用量的倍是比擬適宜的答案：填料層高度的計(jì)算將要涉及、與這3種關(guān)系式的應(yīng)用.答案：物料衡算；傳質(zhì)速率；相平衡5-20傳質(zhì)單元數(shù)Ng及N°l反映 . Hog及H °l那么與設(shè)備的型式、設(shè)備中的操作條件有關(guān),表示,是吸收設(shè)備性能上下的反映.答案：別離任務(wù)的難易；完成一個(gè)傳質(zhì)元所需的填料層高度*5-21在氣液進(jìn)口濃度給定的情況下,參數(shù) 電 值的大小反映.在氣液進(jìn)口濃度丫2

7、丫2及吸收率的條件下,參數(shù) S值的大小反映 .答案：溶質(zhì)吸收率的上下；吸收推動(dòng)力的大小5-22對(duì)于低濃度氣體吸收操作,在求傳質(zhì)單元數(shù)時(shí),解析法的適用條件是,對(duì)數(shù)平均推動(dòng)力法的適用條件是 ,梯級(jí)圖解法的適用條件是 ,圖解積分法的適用條件是.答案：操作范圍內(nèi)平衡線為直線；操作范圍內(nèi)平衡線為直線；操作范圍內(nèi)平衡線彎曲程度不大；各種情況5-23總的來說,由于化學(xué)反響消耗了進(jìn)入液相中的溶質(zhì),使溶質(zhì)的有效溶解度,而平衡分壓,使吸收過程的推動(dòng)力一假設(shè)溶質(zhì)組分進(jìn)入液相后立即反響被消耗掉,那么界面上的溶質(zhì)分壓為 ,吸收過程可按膜限制的物理吸收計(jì)算.答案：增大；降低；增大；零；氣膜5-24克列姆塞爾方程的最簡形式

8、為.答案：屮££5-25對(duì)常壓下低濃度溶質(zhì)的氣液平衡系統(tǒng),當(dāng)液相總濃度增加時(shí),其相平衡常數(shù)m分析：由亨利定律y mx mCA溶液總濃度,kmol m3 ；c式中cA 溶質(zhì)的濃度,kmol. m3 ； c由題知y,cA不變,c增加,故m必增大.5-25當(dāng)填料層高度等于傳質(zhì)單元高度H°g時(shí),那么該段填料層的傳質(zhì)單元數(shù) Ng進(jìn)出該填料段的氣體摩分?jǐn)?shù)之差等于 0答案：1;該段用氣相摩分?jǐn)?shù)表示的平均推動(dòng)力5-26對(duì)逆流吸收系統(tǒng),假設(shè)脫吸收因數(shù)S = 1,那么氣相總傳質(zhì)單元數(shù)Nog將理論板數(shù)Nt假設(shè)脫吸因數(shù)S >1,貝U Nog將 Nt. 答案：等于；小于分析：由出 可

9、知 S 1時(shí),Nog NtNog ln SS 1 時(shí),Nog NtS 1 時(shí),N°g Nt5-27生產(chǎn)中常見的脫吸方法有,和o答案：通入惰性氣體；通入水蒸氣；降壓5-28用清水在填料塔中逆流吸收空氣的氨,氣體入塔濃度為¥ 5% 摩爾,平衡關(guān)系丫=,填料層高為無窮大.試問： 當(dāng)液氣流量之比為1時(shí),出塔氣相組成 丫2=,吸收率A=%； 當(dāng)液氣流量之比為時(shí),出塔氣相組成 丫2 ,吸收率a=%o答案：1 0,100%;2,94%分析：1當(dāng) L 1時(shí) s mV 0.75 0.75 1VL 1操作線在低濃度端已平衡線相交,即兩相在塔頂?shù)竭_(dá)平衡,故有X2 =0, Y2 =0所以¥

10、; 丫2A丫1-100%/c、LmV0.75(2)0.7,s1.07>1VL0.7說明操作線在高濃度端與平衡線相交,即兩相在塔底到達(dá)平衡,故有X* 丫10.050.067m0.75由V丫1 丫2*L(X1X2)丫2 ¥LX10.05 0.70.0670.0031V所以丫1AY20.050.003194%0.055-29在X 丫圖上示意繪出兩塔操作線X2 0 V2Y10.0070¥XiX3圖5-1 5-32 附圖5-30低濃度難溶氣體的逆流吸收操作系統(tǒng),假設(shè)僅增加液體量,而不改變其他條件,那么此塔的氣相總傳質(zhì)單元數(shù)Nog將,氣體出口濃度丫2將 答案：增大；下降分析：難溶

11、氣體的吸收過程為液膜阻力限制,主要阻力在液相,即1 1mmKykykxkxk,故總阻力十下降所以H OGJ將變小KYa而Z不變,故Nog將增大當(dāng)增加液體量,可增大液膜傳質(zhì)系數(shù),有效降低液膜阻力因S mV隨L的增加而下降.由S,Nog,丫1g 關(guān)系可知丫1g 將增加,故丫2必下降.LY2mX2Y2mX25-31化學(xué)吸收的歷程為溶質(zhì),個(gè)步驟構(gòu)成.答案：在氣相中擴(kuò)散到液面；溶解進(jìn)入液相；在液相中擴(kuò)散；在液相中反響.5-32在逆流操作的填料塔中,用純?nèi)軇┪漳硽怏w混合物中的有害成分.平衡關(guān)系為Y=2X操作液氣比L 2,入塔氣中含摩爾分?jǐn)?shù),下同,出塔液相濃度為,那么氣相總傳質(zhì)V單元N°g 0

12、假設(shè)將填料塔改為板式塔,那么理論板數(shù)Nt=.答案：6； 6分析：由物料衡算求丫2V Y1 Y2L X1 X2所以 丫2 丫1N 0'007 2 0.003 0.001由于s myL動(dòng)力法求Nog1,可知平衡線與操作線相互平行,二線間垂直距離處處相等,故用對(duì)數(shù)平均推YmY2 Y2mX2 Y2N OG丫1 丫2 _ 0.0070.001Ym60.0011時(shí),有Nt Nog 6、單項(xiàng)題5-33氣相壓力一定,溫度提升1倍,組分在氣相中的擴(kuò)散系數(shù) ；假設(shè)溫度不變,壓力增加答案：C; B1倍,那么擴(kuò)散系數(shù)A.增大1; B.減少1倍； C.約原來的23/2倍；D. 不變;分析：由馬克斯韋爾一吉利蘭公

13、式有5-34操作中的吸收塔,當(dāng)其他操作條件不變,僅降低吸收劑入塔濃度,那么吸收率將又當(dāng)用清水作吸收劑時(shí),其他操作條件不變,僅降低入塔氣體濃度,那么吸收率將答案A；CA.增大：B.降低； C. 不變； D.不確定;分析：第一問由于吸收劑入塔濃度下降,使塔內(nèi)傳質(zhì)推動(dòng)力增大,傳質(zhì)效果提升,從而使氣體出塔濃度下降,吸收率增大.第二問由于 Z、H OG 不變,可知N OG 也不變Nog i1 s21 sy2 mx>S =1口mV十卄十卄及 s 不變 可知 A不變5-35低濃度逆流吸收操作中,假設(shè)其他操作條件不變,僅降低入塔液體組成X2,那么：氣相總傳質(zhì)單元高度Hog將；氣相總傳質(zhì)單元數(shù)Nog將;氣

14、相出塔組成Y2將;液相出塔組成X1將,答案：C; C; B; BA增加；B減??；C不變；D不確定.N OG分析：由于氣液流量不變,所以 Hog不變,又由于Z不變,故Nog不變.Y, mX2 sY2 mX2可知當(dāng)Nog、S不變時(shí),丫1 mX2也不變,由于丫1丫2,故丫2必下降丫2 mX2同理由N°l -ln 1 A 丫一竺 A ,可知當(dāng) A、 Nol不變時(shí),1 A第 mX,丫一mX也不變,故當(dāng)X2下降時(shí)X1必下降.Y mX15-36雙組分氣體A、B進(jìn)行穩(wěn)定分子擴(kuò)散,JA及Na分別表示在傳質(zhì)方向上某截面處溶質(zhì)A的分子擴(kuò)散速率與傳質(zhì)速率,當(dāng)系統(tǒng)的漂流因數(shù)大于1時(shí),Ja Jb ；Na Nb答

15、案：C ； AA.大于； B. 小于； C. 等于； D不確定分析：由于是雙組分氣體,所以系統(tǒng)中A和B的濃度梯度大小相等方向相反.由費(fèi)克定律可知A和B的分子擴(kuò)散速率也將大小相等方向相反.然而因漂流因數(shù)大于1,說明產(chǎn)出了主體流動(dòng),結(jié)果增大了 A的傳遞速率.這里按習(xí)慣B為惰性組分.5-37低濃度逆流吸收操作中,假設(shè)其他操作條件不變,僅增參加塔氣量,貝氣相總 傳質(zhì)單元高度Hog將 ；氣相總傳質(zhì)單元數(shù)Nog將；出塔氣相組成丫2將；出塔液相組成X1將；溶質(zhì)回收率將；答案：A;E;A;A;EA.增加；E .減??；C .不變；D .不確定分析：由Hog可知Hog隨V的增加而增大；K Ya由 Z H OG N

16、 OG 不變,可知N OG 下降.由S mV及Nog、S、丫1 mX2關(guān)系圖,可知s增加和Nog下降均使L丫2 mX 2丫2mX2mX2下降,故丫2必增大,使回收率減小I1由Hol懇廠,由于£隨V的增加而下降,可知Hol將下降,從而使Nol增加.又由于Ng、S、丫1 似2之間的關(guān)系與N°l、A 丫 區(qū)之間的關(guān)系規(guī)律完全相同,Y2 mX2丫 mXi故可將、S、泳關(guān)系圖用于Nol、A、晉關(guān)系,所以當(dāng)A下降,Nol增大時(shí),丫光將增大,故Xi必增加.5-38對(duì)常壓下操作的低濃度吸收系統(tǒng),系統(tǒng)總壓在較小范圍增加時(shí),享利系數(shù)E將,相平衡常數(shù)m將,溶解度系數(shù)H將,答案：C; B; CA.

17、增加；B.降低；C.不變； D. 不確定分析：由于低壓下E僅是溫度的涵數(shù),及 m=EPsEMs可是總壓增加E、H不變,m下降.5-39低濃度逆流吸收操作中,假設(shè)其他入塔條件不變,僅增參加塔氣體濃度Yi,貝出塔氣體濃度丫2將出塔液體濃度Xi答案：A； AA 增大；B 減??；C 不變；D 不確定分析：Nog、S皆不變,故注不變,所以當(dāng)丫1增大時(shí)丫2必增大.同理,由A、Nol 不變,知丫！ mX2丫衣不變,由于Xi X2,故當(dāng)Yi增大時(shí),Xi必增大.從另一角度來看,丫1的增大使塔內(nèi)傳質(zhì)推動(dòng)力增大,故 Xi增大.5-40低濃度逆流吸收操作,當(dāng)氣液進(jìn)塔組成不變,而改變操作條件使脫吸因數(shù)s增大,那么:氣體

18、出塔濃度丫2將;液體出塔濃度X1將答案：A； DN OG 將,；氣相總傳質(zhì)單元高度Hog將,A增大；B 減??；C 不變；D 不確定分析：S 罟,S的增大,意味著操作線將向平衡線靠近,使傳質(zhì)推動(dòng)力減小,故丫2必增大,而Xi怎樣改變和m及L的具體變化有關(guān),而此題并沒有明確,故 Xi不能確定.5-41低濃度難溶氣體的逆流吸收過程,假設(shè)其他操作條件不變,僅入塔氣量有所下降,貝液,;氣相總傳質(zhì)單元數(shù)相總傳質(zhì)單元數(shù)Nol將;液相總傳質(zhì)單元高度Hol將操作線斜將答案：C; C; A； B; AA.增加；E .減?。籆 .根本不變； D.不確疋；分析：因液膜限制,故H°l Hl,可以為根本不受氣 量

19、的影響,所以H °l及N°l.根本 不變.由H OG = s H OL, s = -m,可知當(dāng)V減小進(jìn),H OG將減小.由Nog ANol,A ,可知當(dāng)V減小時(shí),N°g將增加.mV顯然,V減小使-增大.V5-42某逆流吸收過程,系統(tǒng)滿足亨利定律,吸收因數(shù)A I,當(dāng)塔高為無窮大時(shí),(1) 塔底氣相組成Yi將 Y* ；塔頂氣相組成丫2將Y； . (2)假設(shè)其他操作條件不變,僅將系統(tǒng)壓力減小了 1,那么此時(shí)塔底氣相組成Y1將Y；.3A 大于 B .小于； C.等于；答案：(1)A、C (2) CI3分析：(1)由A 1,知操作線的斜率大于平衡線的斜率.所以當(dāng)塔高為無窮大

20、時(shí),兩mV 2線將于低濃度端相交,即兩相將于塔頂達(dá)平衡,故Y1 Y1*,Y2 Y；. 由于mE ,由題意知P3PLmV|mV5-43對(duì)同一溫度和液相濃度的稀溶液,說明平衡線與操作將重合,故 Yi Yi .如果總壓減小1倍,那么與之平衡的氣相濃度(或分壓)增大1倍；增大1倍；減小1倍；減小1倍;答案：A分析：稀溶液系統(tǒng)服從亨利定律,那么有： P Ex 或 y上XPy2由題意知總壓P減小1倍,即P2衛(wèi)1,且X2E均不變,那么：旦X生x 2y1P2PP1 cP2 P2y2 丁 紗 PA P15-44下述別離過程中哪一種不屬于傳質(zhì)別離A. 萃取別離；B：吸收別離；C：結(jié)晶別離；D：離心別離答案：D5-

21、45在常壓塔中用水吸收二氧化碳,Ky和Kx分別為氣相和液相傳質(zhì)分系數(shù),Ky為氣相總傳質(zhì)系數(shù),m為相平衡常數(shù),那么答案：DA.為氣膜限制,且KykyB.為液膜限制,且KykxC.為氣膜限制,且Ky匕D.為液膜限制,且Kykxmm分析：由11 m及m1難溶氣體吸收,可知KykxKykykxkxkym5-46下述說法中錯(cuò)誤的選項(xiàng)是答案：CA. 溶解度系數(shù)H值很大,為易溶氣體；B.享利系數(shù)E值很大,為難溶氣體；C.亨利系數(shù)E值很大,為易溶氣體；D.平衡常數(shù)m值很大,為難溶氣體；5-47下述說法中錯(cuò)誤的選項(xiàng)是 .答案：AA. 液體中的擴(kuò)散系數(shù)與壓力成正比,與粘度成反比；B. 氣體中的擴(kuò)散系數(shù)與壓力成反比,與溫度的 3次方成正比；2C. 液體中的擴(kuò)散系數(shù)與溫度成正比,與粘度成反比；D. 發(fā)生在靜止或滯流流體中的擴(kuò)散屬于分子擴(kuò)散5-48下述說法中錯(cuò)誤的選項(xiàng)是 .答案：BA. 理想溶液滿足拉烏爾定律,也滿足亨利定律；B. 理想溶液滿足拉烏爾定律,但不滿足亨利定律；C. 非理想稀溶液滿足亨利定律,但不滿足拉烏爾定律；D. 服從亨利定律并不說明溶液的理想性,服從拉烏爾定律才說明溶液的理想性5-49下述說