第九章吸收自测题

一.填空题1、压力__________，温度__________，将有利于吸收的进行。增加，下降2、对于接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统，在吸收操作中温度不变，压力增加，可使相平衡常数__________，传质推动力__________。减小，增大3、生产上常见的解吸方法有___________、____________、__________。升温，减压，吹气4、吸收操作的原理是__________________。混合气体中各组分在溶剂中溶解度的差异5、增加吸收剂用量，操作线的斜率___________，吸收推动力___________。增大，增大6、所谓气膜控制，即吸收总阻力集中在______一侧，而_______一侧阻力可忽略；如果说吸收质气体是属于难溶气体，则此吸收过程是________控制。气膜，液膜，液膜7、某逆流填料吸收塔，用纯溶剂吸收混合气中的易溶组分，已知入塔yb=8%(摩尔比)，平衡关系y=2x。现设填料层无穷高，若液气比(摩尔数之比)为2.5时，吸收率=____________%。(2)若液气比为1.5时，吸收率=_____________%。100%75%8、在设计吸收塔时，增加吸收剂用量，将使操作线的斜率__________和吸收过程的推动力(Δym)________。变大，变大9、已知SO2水溶液在三种温度t1、t2、t3下的亨利系数分别为E1=0.00625atm、E2=0.0011atm、E3=0.0035atm，则三者温度的关系为___________。t1t3t210、实验室用水吸收空气中的2CO，基本属于_________控制，气膜阻力______液膜阻力。液膜控制、小于11、浓度高，漂流因（），主体流动的影响（）。低浓度时，漂流因子近似等于1，主体流动的影响小。大，大12、（）和（）有利于吸收操作过程；而（）和（）则有利于解吸操作过程。加压，降温，减压，升温13、操作点P离平衡线越近，则总推动力就（越小）。14、操作线斜率越小，越靠近平衡线，传质推动力（越小），对传质越（不利）。二、单项选择题（每空2分，共30分）1对常压操作的低浓度吸收系统，当系统总压在较小范围内增加时，亨利系数E将(C)，相平衡常数将(B)，亨利系数H将(C)。A.增加B.降低C.不变D.不确定2在逆流吸收塔中，吸收过程为气膜控制，若进塔液体组成增大，其它条件不变，则气相总传质单元高度将()。3、在气体混合物与某液体系统的y-x图中，操作线在平衡线下方，说明该过程为（）。A.吸收B.解吸C.平衡D.不能估计4、下列说法错误的是（）。A.溶解度系数H值很大，为难气体B.亨利系数E值很大，为难溶气体C.亨利系数E值很大，为易溶气体D.平衡常数m值很大，为难溶气体5、低浓度逆流吸收操作中，若其它操作条件不变，仅增加入塔气量，则气相总传质单元高度将（a）；气相总传质单元数将（b）。A.增加B.减少C.不变D.不确定6、逆流操作的填料吸收塔，当吸收因数A＜1且填料为无穷高时，气液两相将在（）达到平衡。A．塔顶B．塔底、C．塔中部7．通常所讨论的吸收操作中，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8．吸收塔设计中，最大吸收率max与（）无关A．液气比B．液体入塔浓度x2C．相平衡常数mD．吸收塔型式9．在吸收操作中，以液相浓度差表示的吸收塔某一截面上的总推动力为_____。A.xxe；B.exx；C.xxi；D.ixx10．操作中的吸收塔，当其它操作条件不变，仅降低吸收剂入塔浓度，则吸收率将（a）；又当用清水作吸收剂时，当其它操作条件不变，仅降低入塔气体浓度，则吸收率将（c）。A、增大；B、降低；C、不变；D、不确定11、对常压操作的低浓度吸收系统，当系统温度升高时，亨利系数E将（a），相平衡常数m将（a），溶解度系数H将（b）。A.增加B.降低C.不变D.不确定12、据双膜模型的基本假设，固定相界面两侧的扩散阻力集中在两层虚拟的静止膜层之内，但对于易溶气体的吸收，则为()。A.气膜阻力远大于液膜阻力，属于气膜控制过程B.气膜阻力远大于液膜阻力，属于液膜控制过程C.气膜阻力远小于液膜阻力，属于气膜控制过程D.气膜阻力远小于液膜阻力，属于液膜控制过程13、关于双膜模型的描述，错误的是()。A.气液两相接触时，有稳定相界面，且界面处气液两相达平衡B.相界面两侧各有一停滞膜，膜内传质方式为分子扩散C.传质阻力全部集中在停滞膜内，膜外传质阻力为零D.相界面处有阻力存在，计算中不可忽略14、对于溶质浓度较大的稀溶液（仍为低浓度吸收），单方向扩散速率和等分子反向扩散速率的大小关系是()。A.单方向扩散速率大于或等于等分子反向扩散速率B.单方向扩散速率小于等分子反向扩散速率C.单方向扩散速率等于二分之一等分子反向扩散速率D.单方向扩散速率等于三分之一等分子反向扩散速率三．简答题1．简述吸收剂的选取标准。答：对溶质组分有较大的溶解度；溶质组分有良好的选择性；不易挥发；黏度低；无毒、无腐蚀性、不易燃烧、不发泡、价廉易得，并具有化学稳定性等要求。2.实际操作时的液气比可否小于或等于最小液气比？此时吸收塔是否能操作？将会发生什么现象？可以，能，但达不到指定的吸收要求四、计算题1、在总压101.3kPa，温度30℃的条件下，SO2摩尔分率为0.3的混合气体与SO2摩尔分率为0.01的水溶液相接触，试问：（1）从液相分析SO2的传质方向；（2）从气相分析，其它条件不变，温度降到0℃时SO2的传质方向；（3）其它条件不变，从气相分析，总压提高到202.6kPa时SO2的传质方向，并计算以液相摩尔分率差及气相摩尔率差表示的传质推动力。（15分）已知总压101.3kPa，温度30℃条件下SO2在水中的亨利系数E=4850kPa；总压101.3kPa，温度0℃的条件下，SO2在水中的亨利系数E=1670kPa解：(1)88.473.1014850PEm从液相分析01.000627.088.473.0myxe故SO2必然从液相转移到气相，进行解吸过程。(3分)(2)pEm3.1011670=16.49从气相分析ye=mx=16.49×0.01=0.16y=0.3故SO2必然从气相转移到液相，进行吸收过程。(3分)(3)在总压202.6kPa，温度30℃条件下，SO2在水中的亨利系数E=4850kPapEm6.2024850=23.94从气相分析ye=mx=23.94×0.01=0.24y=0.3故SO2必然从气相转移到液相，进行吸收过程。(3分)0125.094.233.0myxe以液相摩尔分数表示的吸收推动力为:∆x=xe－x=0.0125－0.01=0.0025(3分)以气相摩尔分数表示的吸收推动力为:∆y=y－ye=0.3－0.24=0.06(3分)2.在某常压填料吸收塔中，用清水吸收废气中的氨气。废气中氨的浓度为0.08(摩尔分数)，要求回收率不低于98％。操作液气比2GL，操作条件下的平衡关系为y=1.48x，气相体积总传质系数Kya=125kmol/(m3.h)。试求：（1）吸收液浓度；（2）吸收操作线方程；（3）若Ｇ=100kmol/m2h，求填料层高度。解（1）．0016.0)98.01(*08.0)1(bayy)()(ababxxLyyG)0(2)0016.008.0(1bx0392.0bx（2）．y=L/Gx+(ya－L/Gxa)=0016.02x（3）．maKGHyOG8.012510074.0248.1LmGS08.1074.00016.008.074.01ln74.0111ln11SmxymxySSNaaabOGho＝10.08*0.8=8.06m3．在某常压填料吸收塔中，用清水吸收废气中的氨气。废气中氨的浓度为0.08(摩尔分数)，要求回收率不低于98％。操作液气比2GL，操作条件下的平衡关系为y=1.48x，气相体积总传质系数Kya=125kmol/(m3·h)。试求：（1）吸收液浓度；（2）收操作线方程；（3）填料层高度。解：解（1）．0016.0)98.01(*08.0)1(bayy)()(ababxxLyyG)0(2)0016.008.0(1bx0392.0bx（2）．y=L/Gx+(ya－L/Gxa)=0016.02x（3）．maKGHyOG8.012510074.0248.1LmGS08.1074.00016.008.074.01ln74.0111ln11SmxymxySSNaaabOGho＝10.08*0.8=8.06m4.在总压为100kPa、温度为30℃时，用清水吸收混合气体中的氨，气相传质系数Gk=3.84×10-6kmol/（m2·s·kPa），液相传质系数Lk=1.83×10-4m/s，假设此操作条件下的平衡关系服从亨利定律，测得液相溶质摩尔分率为0.05，其气相平衡分压为6.7kPa。求当塔内某截面上气、液组成分别为y=0.05，x=0.01时（1）以eppAA、AAecc表示的传质总推动力及相应的传质速率、总传质系数；（2）分析该过程的控制因素。解：（1）根据亨利定律kPa13405.07.6AexpE相平衡常数34.1100134pEm溶解度常数4146.0181341000ssEMHeppAA=100×0.05-134×0.01=3.66kPaGLG111kHkK=253797240617131801086.311083.14146.01646G1094.3Kkmol/（m2·s·kPa）)(AAGAeppKN=3.94×10-6×3.66=1.44×10-5kmol/（m2·s）56.01000/1899.001.0Ackmol/m3AAecc=0.4146×100×0.05－0.56=1.513kmol/m3m/s105.94146.01094.366GLHKK)(AAeLAccKN=9.5×10-6×1.513=1.438×10-5kmol/（m2·s）（2）与eppAA表示的传质总推动力相应的传质阻力为53797（m2·s·kPa）/kmol；其中气相阻力为131801Gkm2·s·kPa/kmol；液相阻力2406171LHkm2·s·kPa/kmol；气相阻力占总阻力的百分数为%8.94%100253797240617。故该传质过程为气膜控制过程。5.在一塔径为0.8m的填料塔内，用清水逆流吸收空气中的氨，要求氨的吸收率为99.5%。已知空气和氨的混合气质量流量为1400kg/h，气体总压为101.3kPa，其中氨的分压为1.333kPa。若实际吸收剂用量为最小用量的1.4倍，操作温度（293K）下的气液相平衡关系为Y=0.75X，气相总体积吸收系数为0.088kmol/m3·s，试求（1）每小时用水量；（2）用平均推动力法求出所需填料层高度。解(1)0132.03.101333.11y0134.00132.010132.01111yyY0000669.0)995.01(0134.0)1(12YY02X因混合气中氨含量很少，故kg/kmol29Mkmol/h7.47)0132.01(291400V5.08.0785.02Ω㎡得kmol/h6.35075.00134.0)0000669.00134.0(7.472*121minXXYYVL实际吸收剂用量L=1.4Lmin=1.4×35.4=49.8kmol/h(2)X1=X2+V（Y1－Y2）/L=0+0128.08.49)0000669.00134.0(7.470095