第九章吸收自測題

1、第二章吸收一. 填空題1、壓力 _ ，溫度 _ ，將有利于吸收的進(jìn)行。增加，下降2、對于接近常壓的低濃度溶質(zhì)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(zhì)推動(dòng)力 _ 。減小，增大3、生產(chǎn)上常見的解吸方法有_、 _ 、 _。升溫，減壓，吹氣4、吸收操作的原理是_?；旌蠚怏w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(dòng)力 _。增大，增大6、所謂氣膜控制， 即吸收總阻力集中在_一側(cè)，而 _一側(cè)阻力可忽略； 如果說吸 收質(zhì)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?nèi)軇┪栈旌蠚庵械囊兹芙M分，已知入塔 y

2、b=8%( 摩爾比 ) ，平 衡關(guān)系 y=2x 。 現(xiàn)設(shè)填料層無窮高，若液氣比 ( 摩爾數(shù)之比 ) 為 2.5 時(shí)，吸收率 =_%。(2) 若液氣比為 1.5時(shí)，吸收率 =_%。100% 75%8、 在設(shè)計(jì)吸收塔時(shí)，增加吸收劑用量，將使操作線的斜率_ 和吸收過程的推動(dòng)力( ym)_。變大，變大9 、 已知 SO2 水溶液在三種溫度t1、 t 2 、 t 3下的亨利系數(shù)分別為E1=0.00625atm 、E2=0.0011atm 、E3=0.0035atm ，則三者溫度的關(guān)系為_ 。 t1>t3 >t210、實(shí)驗(yàn)室用水吸收空氣中的CO2 ，基本屬于 _控制，氣膜阻力 _ 液膜阻力。

3、液膜控制、小于11、濃度高，漂流因子（），主體流動(dòng)的影響大。低濃度時(shí)，漂流因子近似等于1，主體流動(dòng)的影響小。大，大12、 （ ）和（ ）有利于吸收操作過程；而（）和（ ）則有利于解吸操作過程。加壓，降溫，減壓，升溫13、操作點(diǎn) P離平衡線越近，則總推動(dòng)力就（越?。?4 、操作線斜率越小，越靠近平衡線，傳質(zhì)推動(dòng)力（越?。?，對傳質(zhì)越（不利）。二、單項(xiàng)選擇題（每空2分，共30分）1 對常壓操作的低濃度吸收系統(tǒng)，當(dāng)系統(tǒng)總壓在較小范圍內(nèi)增加時(shí)，亨利系數(shù) E 將( C ) ，相平衡常數(shù)將 (B) ，亨利系數(shù) H將(C) 。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(jìn)塔

4、液體組成X2 增大， 其他條件不變， 則氣相總傳質(zhì)單元高度將 ( C ) 。A. 增加B.降低C.不變D.不確定3、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）A. 吸收B.解吸C.平衡D.不能估計(jì)4、下列說法錯(cuò)誤的是（A.C） 。A.溶解度系數(shù)H 值很大，為難溶氣體B.亨利系數(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、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(zhì)單元高度將（A）；氣相總傳質(zhì)單元數(shù)將（B ）A. 增加B.減少C.不變D.不確定6、 逆流操作的填料吸收塔，

5、當(dāng)吸收因數(shù) A 1且填料為無窮高時(shí)，氣液兩相將在（ B）達(dá)到平衡。 A 塔頂B塔底、 C 塔中部7通常所討論的吸收操作中，當(dāng)吸收劑用量趨于最小用量時(shí)（D）A回收率趨向最高C 操作最為經(jīng)濟(jì)B 吸收推動(dòng)力趨向最大D 填料層高度趨向無窮大8吸收塔設(shè)計(jì)中，最大吸收率 max 與（ D）無關(guān)A液氣比B液體入塔濃度C相平衡常數(shù) D 吸收塔型式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(dòng)力為_A_。A. xe - x；B. x - xe；C. xi -x； D. x xi10 操作中的吸收塔，當(dāng)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(dāng)用清水作吸收劑時(shí)，當(dāng)其它操作條件

6、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(dāng)系統(tǒng)溫度升高時(shí)，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(shè)，固定相界面兩側(cè)的擴(kuò)散阻力集中在兩層虛擬的靜止膜層之內(nèi)，但對于易溶氣體的吸收，則為(A)。A. 氣膜阻力遠(yuǎn)大于液膜阻力，屬于氣膜控制過程B. 氣膜阻力遠(yuǎn)大于液膜阻力，屬于液膜控制過程C. 氣膜阻力遠(yuǎn)小于液膜阻力，屬于氣膜控制過程D. 氣膜阻力遠(yuǎn)小于液膜阻力，屬于液膜控制過程13、關(guān)于雙膜模型的描述，錯(cuò)誤的是( D)。A. 氣液兩相接觸時(shí)，

7、有穩(wěn)定相界面，且界面處氣液兩相達(dá)平衡B. 相界面兩側(cè)各有一停滯膜，膜內(nèi)傳質(zhì)方式為分子擴(kuò)散C. 傳質(zhì)阻力全部集中在停滯膜內(nèi)，膜外傳質(zhì)阻力為零D. 相界面處有阻力存在，計(jì)算中不可忽略14、對于溶質(zhì)濃度較大的稀溶液（仍為低濃度吸收），單方向擴(kuò)散速率和等分子反向擴(kuò)散速率的大小關(guān)系是( A )。A. 單方向擴(kuò)散速率大于或等于等分子反向擴(kuò)散速率B. 單方向擴(kuò)散速率小于等分子反向擴(kuò)散速率C. 單方向擴(kuò)散速率等于二分之一等分子反向擴(kuò)散速率D. 單方向擴(kuò)散速率等于三分之一等分子反向擴(kuò)散速率三簡答題1 簡述吸收劑的選取標(biāo)準(zhǔn)。答：對溶質(zhì)組分有較大的溶解度；溶質(zhì)組分有良好的選擇性；不易揮發(fā)； 黏度低；無毒、無 腐蝕性

8、、不易燃燒、不發(fā)泡、價(jià)廉易得，并具有化學(xué)穩(wěn)定性等要求。2. 實(shí)際操作時(shí)的液氣比可否小于或等于最小液氣比？此時(shí)吸收塔是否能操作？將會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？可以，能，但達(dá)不到指定的吸收要求四、計(jì)算題1、在總壓 101.3kPa ，溫度 30 的條件下， SO2 摩爾分率為0.3的混合氣體與SO2 摩爾分率 為0.01的水溶液相接觸，試問：（ 1）從液相分析SO2的傳質(zhì)方向；（ 2）從氣相分析，其它條件不變，溫度降到0 時(shí)SO2的傳質(zhì)方向；（ 3）其它條件不變，從氣相分析，總壓提高到202.6kPa時(shí) SO2 的傳質(zhì)方向，并計(jì)算以液相摩爾分率差及氣相摩爾率差表示的傳質(zhì)推動(dòng)力。（ 15分）已知總壓101.3k

9、Pa，溫度30 條件下SO2在水中的亨利系數(shù)E=4850kPa；總壓101.3kPa， 溫度0 的條件下，SO2 在水中的亨利系數(shù)E=1670kPa解： (1) m= E /P = 4850/101.3=47.88從液相分析xe = y /m =0.3 / 47.88= 0.00627 < 0.01故 SO2 必然從液相轉(zhuǎn)移到氣相，進(jìn)行解吸過程。(3 分)(2) m = E / P =1670 / 101.3 = 16.49從氣相分析ye=mx=16.49 × 0.01=0.16 < y=0.3故 SO2 必然從氣相轉(zhuǎn)移到液相，進(jìn)行吸收過程。(3分)(3) 在總壓 202

10、.6kPa ，溫度 30 條件下， SO2 在水中的亨利系數(shù) E=4850kPa m= E/ p = 4850/202.6 = 23.94從氣相分析ye=mx=23.94 × 0.01=0.24< y=0.3故SO2必然從氣相轉(zhuǎn)移到液相，進(jìn)行吸收過程。(3分 )xe = y / m = 0 .3/23.94= 0.0125 (3分 )以液相摩爾分?jǐn)?shù)表示的吸收推動(dòng)力為:x=xe x=0.0125 0.01=0.0025以氣相摩爾分?jǐn)?shù)表示的吸收推動(dòng)力為:y= y ye=0.30.24=0.06 (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 0.

11、08( 摩爾分?jǐn)?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(guān)系為y=1.48x ，氣相體積總傳質(zhì)系數(shù)Kya=125kmol/(m3.h)。試求：（ 1）吸收液濃度；（ 2）吸收操作線方程；2（ 3）若 =100kmol/m ?h，求填料層高度。解（ 1） y a = y b (1 - ) = 0.08 * (1 - 0.98) = 0.0016G (y b - y a) = L ( xb - x a )1(0.08 - 0.0016) = 2( xb - 0)xb = 0.0392（ 2） y=L/Gx+(ya L/Gxa)= 2 x + 0.0016（ 3） H

12、OG = G/ K y a=100/125= 0.8mS= mG / L=1.48/2 = 0.74ho10.08*0.8=8.06m4. 在總壓為100kPa 、 溫度為 30 時(shí)，用清水吸收混合氣體中的氨，氣相傳質(zhì)系數(shù)k G=3.84 × 10-6 kmol/（ m2· s· kPa），液相傳質(zhì)系數(shù)k L =1.83× 10-4 m/s ，假設(shè)此操作條件下的平衡關(guān)系服從亨利定律，測得液相溶質(zhì)摩爾分率為0.05 ，其氣相平衡分壓為6.7kPa 。求當(dāng)塔內(nèi)某截面上氣、液組成分別為y=0.05 ， x=0.01時(shí) （1） 以 p A - p A e、 cA

13、e -c A表示的傳質(zhì)總推動(dòng)力及相應(yīng)的傳質(zhì)速率、總傳質(zhì)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 .7/0.05 = 134kPa相平衡常數(shù)m = E /p = 134/100 = 1.34溶解度常數(shù)H = s / EM s = 1000/ (134× 18) = 0.4146p A - p A e =100× 0.05-134 × 0.01=3.66kPa=13180+240617=253797KG=3.94 × 10-6 kmol/ （ m2· s·kPa）N A = K G (

14、 pA - pA e ) =3.94× 10-6 × 3.66=1.44× 10-5 kmol/ （ m2·s）cA = 0.01 / (0.99× 18 / 1000)= 0.56 kmol/m3cAe - cA =0.4146× 100× 0.05 0.56=1.513 kmol/m3KL=KG/H=3.94× 10-6× 10-6/ 0.4146 = 9.5m/sN A = K L (cAe - cA ) =9.5-6×1.513=1.438× 10-52× 10kmo

15、l/ （ m·s）（ 2）與 p A - p A e 表示的傳質(zhì)總推動(dòng)力相應(yīng)的傳質(zhì)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?jǐn)?shù)為240617 / 253797× 100% = 94.8%。故該傳質(zhì)過程為氣膜控制過程。5. 在一塔徑為 0.8m 的填料塔內(nèi)，用清水逆流吸收空氣中的氨，要求氨的吸收率為99.5% 。已知空

16、氣和氨的混合氣質(zhì)量流量為1400kg/h ，氣體總壓為 101.3kPa ，其中氨的分壓為1.333kPa。若實(shí)際吸收劑用量為最小用量的1.4倍，操作溫度（293K）下的氣液相平衡關(guān)系為Y=0.75X，氣相總體積吸收系數(shù)為0.088kmol/m3·s，試求（ 1）每小時(shí)用水量；（ 2）用平均推動(dòng)力法求出所需填料層高度。解 (1)y1 =1.333 /101.3 = 0.0132 Y1 =y1 /(1 - y1) = 0.0134 Y2 = Y1 (1 - ) = 0.0134(1 - 0.995) = 0.0000669X2=0因混合氣中氨含量很少，故M 29kg/kmolV = 1

17、400 / 29 * (1 - 0.0132) = 47.7 kmol/h = 0.785× 0.82=0.5得 Lmin = V(Y1 -Y2)/(X1* -X2)=47.7(0.0134 - 0.0000669)/ (0.0134/0.75-0)= 35.6kmol/h實(shí)際吸收劑用量L=1.4Lmin=1.4× 35.4=49.8kmol/h(2) X1 = X2+V （ Y1 Y2） /L = 0+ 47.7(0.0134-0.0000669)/49.8 = 0.0128 Y1* = 0.75 × 0.0128 = 0.00953Y2*=0? Y1=Y1-Y

18、1* = 0.0134 - 0.00953 = 0.00387? Y2 = Y2 - Y2* = 0.0000669 -0 = 0.0000669? Ym=( ? Y1-?Y2)/ln(? Y1/ ?Y2)=(0.003870.0000669 )=0.000936N OG =(Y1 - Y2)/?Ym=14.24-0.0000669)/ln(0.00387/H OG = V/(K Y a )=(47.7/3600)/(0.088*0.5)=0.3Z=NOG*HOG=14.24× 0.30=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

19、y 2、x1如何變化？（已知體積傳質(zhì)系數(shù)隨氣量變化關(guān)系為k Y a G0.8 ）解： 用水吸收混合氣中的氨為氣膜控制過程，故0.8K Y a k Y a G）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 G0.8k Y a 不變 所以 HOG不變。因塔高不變，故根據(jù)H=NOG*HOG 可知 NOG 不變。 <當(dāng)清水量加大時(shí)，因1/A = m/(L/G)，故 1/A 降低，由圖可以看出(y1-mx2)/(y2-mx2)會(huì)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(nèi)

20、， 用含溶質(zhì)為 0.0099 （摩爾比） 的吸收劑逆流吸收混合氣中溶質(zhì)的85%， 進(jìn)塔氣體中溶質(zhì)濃度為0.091 （摩爾比），操作液氣比為0.9 ，已知操作條件下系統(tǒng)的平衡關(guān)系為ye= 0.86 x，假設(shè)體積傳質(zhì)系數(shù)與流動(dòng)方式無關(guān)。試求（ 1）逆流操作改為并流操作后所得吸收液的濃度； （ 2）逆流操作與并流操作平均吸收推動(dòng)力的比。解： 逆流吸收時(shí)，已知 y1 = 0.091， x 2 = 0.0099所以 y 2 = y1 (1 - ) = 0.091(1 - 0.85) = 0.01365x1 = x2+V （ y1 y2） /L=0.0099+(0.091 - 0.01365)/ 0.9 = 0.09584Y 1* = 0.86*X1 = 0.86× 0.09584 = 0.0824Y2* = 0.86*X 2 = 0.86× 0.0099 = 0.008514? Y1 = Y1 - Y1* = 0.091 - 0.0824 = 0.0086? Y2 = Y2 - Y2* = 0.01365 - 0.008514 = 0.005136? Ym = ( ? Y1 - ?Y2)/ln (Y1/Y2)= (0