第九章吸收自測題-答案

1、第二章吸收一. 填空題1、 壓力，溫度，將有利于吸收的進行。增加，下降2、 對于接近常壓的低濃度溶質的氣液平衡系統(tǒng)，在吸收操作中溫度不變，壓力增加，可使相平衡常數(shù) ，傳質推動力 。減小，增大3、 生產上常見的解吸方法有 、。升溫，減壓，吹氣4、 吸收操作的原理是 。混合氣體中各組分在溶劑中溶解度的差異5、 增加吸收劑用量，操作線的斜率 ，吸收推動力 。增大，增大6、 所謂氣膜控制，即吸收總阻力集中在 一側，而一側阻力可忽略；如果說吸 收質氣體是屬于難溶氣體，則此吸收過程是 控制。氣膜，液膜，液膜7、 某逆流填料吸收塔，用純溶劑吸收混合氣中的易溶組分，已知入塔yb=8%（摩爾比），平 衡關系y=

2、2x?，F(xiàn)設填料層無窮高， 若液氣比（摩爾數(shù)之比）為時，吸收率=%。（2）若液氣比為時，吸收率=% 100% 75%8、 在設計吸收塔時，增加吸收劑用量，將使操作線的斜率 和吸收過程的推動力（ ym）。變大，變大9、 已知S02水溶液在三種溫度 t1、t 2、t 3下的亨利系數(shù)分別為 E仁、E2= E3=，則三 者溫度的關系為 。t1>t3 >t210、 實驗室用水吸收空氣中的 CO2 ,基本屬于 控制，氣膜阻力 液膜阻力。液膜控制、小于11、 濃度高，漂流因子（）,主體流動的影響大。低濃度時，漂流因子近似等于1,主體流動的影響小。大，大12、（）和（）有利于吸收操作過程；而（）和（

3、）則有利于解吸操作過程。加壓，降溫，減壓，升溫13、操作點P離平衡線越近，則總推動力就（越小）。14、 操作線斜率越小，越靠近平衡線，傳質推動力（越?。瑢髻|越（不利） 。二、單項選擇題（每空 2分，共30分）（C ）,相平衡常數(shù)將（B ），亨利系數(shù)A.增加B.降低C.不變D.不確定2在逆流吸收塔中,吸收過程為氣膜控制,若進塔液體組成X2增大,其他條件不變,則氣相總傳質單元高度將（A.增加B.降低C.不變D.不確定A.在氣體混合物與某液體系統(tǒng)的y-x圖中,操作線在平衡線下方,說明該過程為（B）吸收B.解吸C.平衡D.不能估計F列說法錯誤的是（A.溶解度系數(shù)H值很大，為難溶氣體B.亨利系數(shù)E值

4、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，為難溶氣體低濃度逆流吸收操作中， 若其它操作條件不變,僅增加入塔氣量,則氣相總傳質單元高度將（A ）;氣相總傳質單元數(shù)將（B ）A.增加B.減少C.不變D.不確定逆流操作的填料吸收塔,當吸收因數(shù)A V1且填料為無窮高時,氣液兩相將在（B）達到平衡。A 塔頂 B塔底、C 塔中部通常所討論的吸收操作中,當吸收劑用量趨于最小用量時（A.回收率趨向最高 C 操作最為經濟 B 吸收推動力趨向最大D 填料層高度趨向無窮大8 .吸收塔設計中，最大吸收率n max與（D ）無關A. 液氣比 B .液體入塔濃度 C .相平衡常數(shù) D .吸收塔

5、型式9. 在吸收操作中，以液相濃度差表示的吸收塔某一截面上的總推動力為A qA. xe - x ; B. x - xe; C. xi -x ; D. x - xi10. 操作中的吸收塔，當其它操作條件不變，僅降低吸收劑入塔濃度，則吸收率將（A ）;又當用清水作吸收劑時，當其它操作條件不變，僅降低入塔氣體濃度則吸收率將（C ）A、增大;B、降低；C、不變;D、不確定11、對常壓操作的低濃度吸收系統(tǒng)， 當系統(tǒng)溫度升高時， 亨利系數(shù) E 將（ A ）, 平衡常數(shù) m 將（ A ），溶解度系數(shù) H 將（ B ）。A. 增加 B. 降低 C. 不變 D. 不確定12、據(jù)雙膜模型的基本假設，固定相界面兩側

6、的擴散阻力集中在兩層虛擬的靜止膜層之內， 但對于易溶氣體的吸收，則為 （ A ） 。A. 氣膜阻力遠大于液膜阻力，屬于氣膜控制過程B. 氣膜阻力遠大于液膜阻力，屬于液膜控制過程C. 氣膜阻力遠小于液膜阻力，屬于氣膜控制過程D. 氣膜阻力遠小于液膜阻力，屬于液膜控制過程13、關于雙膜模型的描述，錯誤的是 （ D ） 。A. 氣液兩相接觸時，有穩(wěn)定相界面，且界面處氣液兩相達平衡B. 相界面兩側各有一停滯膜，膜內傳質方式為分子擴散C. 傳質阻力全部集中在停滯膜內，膜外傳質阻力為零D. 相界面處有阻力存在，計算中不可忽略14、對于溶質濃度較大的稀溶液 （仍為低濃度吸收） ，單方向擴散速率和等分子反向擴

7、散速 率的大小關系是 （ A ） 。A. 單方向擴散速率大于或等于等分子反向擴散速率B. 單方向擴散速率小于等分子反向擴散速率C. 單方向擴散速率等于二分之一等分子反向擴散速率D. 單方向擴散速率等于三分之一等分子反向擴散速率三簡答題1 簡述吸收劑的選取標準。答：對溶質組分有較大的溶解度； 溶質組分有良好的選擇性； 不易揮發(fā)； 黏度低； 無毒、無 腐 蝕性、不易燃燒、不發(fā)泡、價廉易得，并具有化學穩(wěn)定性等要求。2. 實際操作時的液氣比可否小于或等于最小液氣比此時吸收塔是否能操作將會發(fā)生什 么 現(xiàn)象 可以，能，但達不到指定的吸收要求四、計算題1、 在總壓，溫度30 C的條件下，S02摩爾分率為的混

8、合氣體與S02摩爾分率 為 的水溶液相接觸， 試問： （1）從液相分析 SO2 的傳質方向； （2）從氣相分析， 其它條件不變， 溫度降到0 C時S02的傳質方向；（3）其它條件不變，從氣相分析，總壓提高到時S02的傳質方向， 并計算以液相摩爾分率差及氣相摩爾率差表示的傳質推動力。（15 分） 已知總壓，溫度30 C條件下SO2在水中的亨利系數(shù) E=4850kPa;總壓，溫度0 C的條件下，S02 在水中的亨利系數(shù) E=1670kPa解： （1） m= E /P = 4850/=從液相分析xe = y /m = / = <故 S02 必然從液相轉移到氣相，進行解吸過程。 （3 分 ）（2

9、） m = E / P =1670 / =從氣相分析ye=mx= x = < y= 故SO2必然從氣相轉移到液相，進行吸收過程。（3分） 在總壓，溫度30 C條件下，SO2在水中的亨利系數(shù) E=4850kPam= E/ p = 4850/ =從氣相分析ye=mx=x = < y= 故 S02 必然從氣相轉移到液相，進行吸收過程。 （3 分）xe = y / m = 0 .3/= （3分）以液相摩爾分數(shù)表示的吸收推動力為 : x=xe x=以氣相摩爾分數(shù)表示的吸收推動力為： y= y ye= = （3 分）2. 在某常壓填料吸收塔中， 用清水吸收廢氣中的氨氣。 廢氣中氨的濃度為 （

10、摩爾分數(shù) ）， 要 求回收率不低于 98。操作液氣比 L = 2 ，操作條件下的平衡關系為 y= ，氣相體積總傳質 系數(shù) Kya=125kmol/ 。試求：（ 1 ）吸收液濃度；（ 2）吸收操作線方程；（3）若G =100kmol/m2? h，求填料層高度。G (y b - y a) = L ( xb - x a )1 - = 2( xb - 0)xb =2) y=L/Gx+(ya L/Gxa)= 2 x +3) H OG = G/ K y a=100/125= 0.8mS= mG / L=2 =ho = *=8.06m4. 在總壓為100kPa、溫度為30 C時，用清水吸收混合氣體中的氨，氣

11、相傳質系數(shù)k G=x 10-6 kmol/ （m2- s kPa）,液相傳質系數(shù) k L =x 10-4 m/s，假設此操作條件下的平衡關 系服從亨利 定律，測得液相溶質摩爾分率為 ，其氣相平衡分壓為 。求當塔內某截面上氣、 液 組成分別為 y= , x= 時 （ 1 ） 以 p A - p A e 、 cAe - c A 表示的傳質總推動力及相 應的傳質速率、總傳質系數(shù)； （2） 分析該過程的控制因素。 解： （ 1 ）根據(jù)亨利定律 E = p Ae / x = 6 .7/ = 134kPa相平衡常數(shù) m = E /p = 134/100 =溶解度常數(shù) H = p s / EM s = 10

12、00/（134 x 18）= p A - p A e =100 xx =13180+240617=253797-6 2K G = x 10 kmol/ (m s kPa)N A = K G ( pA - pA e ) =x 10-6 x =x 10-5 kmol/ (mi s)cA = / x 18 / 1000)= kmol/m3cAe - cA = x 100x = kmol/m 3KL = K G / H = x 10 -6 /x 10 -6 m/sN A = K L (cAe - cA ) =x 10-6-52x =x 10 kmol/ (m s)(2)與p A - p A e表示的傳

13、質總推動力相應的傳質阻力為253797 ( m2 - s kPa) / kmol;其中氣相阻力為 1 / kG = 240617 m2 s kPa/ kmol ;液相阻力 1 / Hk L = 13180 m2 s kPa/ kmol ;氣相阻力占總阻力的百分數(shù)為240617 / 253797 x 100% = % 。故該傳質過程為氣膜控制過程。5. 在一塔徑為 0.8m 的填料塔內，用清水逆流吸收空氣中的氨，要求氨的吸收率為%。 已知空氣和氨的混合氣質量流量為 1400kg/h ，氣體總壓為 ，其中氨的分壓為 kPa 。若實際吸 收劑用量為最小用量的倍，操作溫度(293K)下的氣液相平衡關系

14、為 Y=,氣相總體積吸收系數(shù)為m3 s，試求 (1)每小時用水量；(2)用平均推動力法求出所需填料層高度。解 (1)y1 = / = Y1 =y1 /(1 - y1) =Y2 = Y1 (1 - n ) = (1 -=X2 = 0因混合氣中氨含量很少，故 M29kg/kmolV = 1400 / 29 * (1 - = kmol/hQ = X 2 =m2得 Lmin = V(Y1 -Y2)/(X1*-X2)= - / = h實際吸收劑用量 L= X =h(2) X1 = X2+V ( Y1Y2)/L = 0+ =Y1* = X =Y2* = 0? Y1=Y1-Y1* = - =? Y2 = Y

15、2 - Y2* = -0 =? Ym = ( ? Y1 - ? Y2)/ln( ? Y1/? Y2)= - / ln )=N OG =(Y1 - Y2)/? Ym=H OG = V/(K Y a Q )=3600)/*=Z = N OG * H OG = X =4.27m6. 在一填料塔中用清水吸收氨空氣中的低濃氨氣，若清水量適量加大， 其余操作條件不變，則y 2 、x1如何變化(已知體積傳質系數(shù)隨氣量變化關系為k Y a )解：用水吸收混合氣中的氨為氣膜控制過程，故K Y a k Y a*)因氣體流量 G不變，所以k Y a 近似不變。由于 K Y a k Y a *k Y a不變所以HOG

16、不變。因塔高不變，故根據(jù) H= N OG * H OG 可知 N OG 不變。 <當清水量加大時，因 1/A = m/(L/G) ，故 1/A 降低，由圖可以看出 (y1-mx2)/(y2-mx2) 會增 大，故 y 2 將下降。根據(jù)物料衡算 L( x1 - x 2 ) = G ( y1 - y 2 )可近似推出 x1 將下降。4. 在一填料吸收塔內， 用含溶質為 (摩爾比) 的吸收劑逆流吸收混合氣中溶質的 85%， 進 塔氣體中溶質濃度為 （摩爾比），操作液氣比為 ，已知操作條件下系統(tǒng)的平衡關系為 ye= x ，假設體積傳質系數(shù)與流動方式無關。試求2）逆流操作與并流操作平均吸收推動（

17、1）逆流操作改為并流操作后所得吸收液的濃度； 力的比。解： 逆流吸收時，已知 y1 = ， x 2 =所以 y 2 = y1 （1 - n ） = （1 -=x1 = x2+V （y1y2）/L=+ - / =Y 1* = *X1 =X =Y2* = *X 2 =X =? Y1 =Y1 - Y1* = - =? Y2 =Y2 - Y2* = - =? Ym= ( ? Y1 - ? Y2)/ln (Y1/Y2)= - / ln=N OG=(Y1 - Y2) /? Ym= - / =改為并流吸收后，設出塔氣、液相組成為 Y1' 、X 1' ，進塔氣、液相組成為 Y2 、X 2 。物料衡算：( X 1' - X 2 ) L = V (Y2 - Y1' )N OG =(Y2 - Y'1)/(Y2 - mX 2 ) - (Y1' - mX 1' )/ln (Y2- mX 2)/(Y1 - mX 1')將物料衡算式代入 N OG 中整理得：N OG =1/(1+ m/(L/V)/ln