吸收试题目解析

第 7 章 吸收一、选择题1. 吸收操作的依据是（ B ）。A、挥发度差异B、溶解度差异C、温度差异D、密度差异2. 在逆流吸收塔中，增加吸收剂用量，而混合气体的处理量不变，则该吸收塔中操作线方程的斜率会 （ A ）。A、增大B、减小 C、不变 D、不能确定3. 在吸收系数的准数关联式中，反映物性影响的准数是（ D ）A、ShB、ReC、GaD、Sc4. 已知SO2水溶液在三种温度t2、t3下的亨利系数分别为E=0.35kPa、E2=1.1kPa、E3=0.65kPa 则（ A ）。A、t1t2C、t3 t25. 在吸收塔中，随着溶剂温度升高，气体在溶剂中的溶解度将会（ C ）。A、增加 B、不变 C、减小 D、不能确定6. 下述说明中正确的是（ D ）。A、用水吸收氨属液膜控制B、常压下用水吸收二氧化碳属难溶气体的吸收，为气膜阻力控制C、用水吸收氧属难溶气体的吸收，为气膜阻力控制D、用水吸收二氧化硫为具有中等溶解度的气体吸收，气膜阻力和液膜阻力都不可忽略7. 下述说法错误的是（ B ）。A、溶解度系数H很大，为易溶气体B、亨利系数E值很大，为易溶气体C、亨利系数E值很大，为难溶气体D、相平衡系数m值很大，为难溶气体8. 扩散系数D是物质重要的物理性质之一，下列各因数或物理量与扩散系数无关的是（D ）。A、扩散质和扩散介质的种类B、体系的温度C、体系的压力D、扩散面积9. 吸收塔的操作线是直线，主要基于如下原因（ ）。A、物理吸收B、化学吸收C、高浓度物理吸收D、低浓度物理吸收说明：以上答案均不正确，应是：惰性组分完全不溶解，溶剂完全不挥发10. 吸收操作的作用是分离（ A ）。A、气体混合物B、液体混合物C、互不相溶的液体混合物D、气液混合物11. 通常所讨论的吸收操作中，当吸收剂用量趋于最小用量时，则下列那种情况正确（ D ）。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12. 根据双膜理论，吸收质从气相主体转移到液相主体整个过程的阻力可归结为（ C ）。A、 两相界面存在的阻力 B、 气液两相主体中的扩散的阻力C、气液两相滞流层中分子扩散的阻力D、气相主体的涡流扩散阻力13. 根据双膜理论，当被吸收组分在液体中溶解度很小时，以液相浓度表示的传质总系数Kl（ B ）A、大于液相传质分系数k LB、近似等于液相传质分系数k LC、大于气相传质分系数k G D、近似等于气相传质分系数k G14. 对某一汽液平衡物系，在总压一定时，温度升高，则亨利系数（ B ）A、变小B、增大C、不变 D、不确定15. 吸收是分离（ A ）混合物的化工单元操作，其分离依据是利用混合物中各组分（ E ）的 差异。A、气体 B、液体 C、固体D、挥发度E、溶解度F、温度16. 为使吸收过程易于进行，采取的措施是 （ B ）。A、加压升温B、加压降温C、减压升温D、减压降温17. 吸收速率方程式中各吸收系数之间的关系是（ A ）。A、（KG）-1 = （kG）-1 +（H kL）-1B、（KG）-1 = （H kG）-1 +（ kL）-1C、（KG）-1 = （kG）-1 +（m kL）-1D、（KG）-1 = （m kG）-1 +（kL）-118. 根据双膜理论，在气液接触界面处（ D ）。A=c iB、Pi jC、Pj jD、Pj = c/H19. 物质在空气中的分子扩散系数随压强的增大而（ C ），随温度的升高而（ A ）A、增大 B、不变 C、减小 D、无法判断20. 根据双膜理论，在气液接触界面处（ D ）。A、气相组成小于液相组成B、气相组成大于液相组成C、气相组成等于液相组成D、气相组成与液相组成平衡21.22.为使操作向有利于吸收的方向进行，采取的措施是（ C ）A、加压和升温C、加压和降温 吸收是分离（ A 差异。A、气体 B、液体B、减压和升温D、减压和降温）混合物的化工单元操作，其分离依据是利用混合物中各组分（ EC、固体D、挥发度E、溶解度F、温度）的23. 对难溶气体的吸收过程，传质阻力主要集中于（ B ）。A、气相一侧B、液相一侧C、气液相界面处D、无法判断24. 在吸收过程中（C ）将使体系的相平衡常数m减小。A、加压和升温B、减压和升温C、加压和降温D、减压和降温25. 对易溶气体的吸收过程，传质阻力主要集中于（ A ）。A、气相一侧B、液相一侧C、气液相界面处D、无法判断26. 实验室用水吸收空气中的二氧化碳，基本属于（ B ）吸收控制，其气膜阻力（ B ） 液膜阻力。A、汽膜B、液膜C、共同作用D、无法确定A、大于B、小于C、等于D、无法确定27. 在双组分理想气体混合物中，组分A的扩散系数是（C ）A、组分A的物质属性 B、组分B的物质属性C、系统的物质属性D、仅取决于系统的状态28. 含低浓度溶质的气液平衡系统中，溶质在气相中的摩尔组成与其在液相中的摩尔组成的差值为（ D ）。A、负值B、正值C、零 D、不确定29. 某吸收过程，已知气膜吸收系数kY为2kmol/（ m2.h ），液膜吸收系数kX为4 kmol/（ m2.h ）,由此 判断该过程为（ C ）。A、气膜控制B、液膜控制.C、不能确定D、双膜控制30. 含低浓度溶质的气体在逆流吸收塔中进行吸收操作，若进塔气体的流量增大，其他操作条件不变，则 对于气膜控制系统，则出塔气相组成将（ B ）。A、增加B、减小C、不变D、不确定31. 含低浓度溶质的气体在逆流吸收塔中进行吸收操作，若进塔液体的流量增大，其他操作条件不变，则对于液膜控制系统，起出塔气相组成将（ ）。A、增加B、减小C、不变D、不确定32. 在吸收操作中，吸收塔某一截面上的总推动力（以气相组成表示）为（ A ）。A，Y-Y* B、Y*-Y C、Y-YiD、Yi-Y33. 在逆流吸收塔中，吸收过程为气膜控制，若将进塔液相组成 X2 增大，其它操作条件不变，则气相总 传质单元数“。6将（C ），气相出口浓度将（A ）。A、增加B、减小C、不变D、不确定34. 在逆流吸收塔中当吸收因数A1，且填料层高度为无限高时，则气液平衡出现在（A ）A、塔顶B塔上部C、塔底D、塔下部35. 在逆流吸收塔中，用纯溶剂吸收混合气中的溶质，平衡关系符合亨利定律。当将进塔气体组成 Y1 增 大，其他操作条件不变，起出塔气相组成Y2将（A ），吸收率甲（C ）A、增加B、减小C、不变D、不确定二、填空题1. 在吸收单元操作中， 计算传质单元数的方法很多，其中，采用对数平均推动力法计算总传质单元数 法的前提条件是一操作线与相平衡线均为直线2. 吸收操作是吸收质从一气相转移到液相_的传质过程。在吸收操作中压力_增大温度减小将有利于吸收过程的进行。3. 吸收是指_利用各组分溶解度不同而分离气体混合物的化工单元操作。4. 逆流吸收操作中，当气体处理量及初、终浓度已被确定，若减少吸收剂用量，操作线的斜率将减小, 其结果是使出塔吸收液的浓度增大,而吸收推动力相应减小一。5. 用亨利系数E表达的亨利定律表达式为_p*=Ex.在常压下,20弋时，氨在空气中的分压为69.6mmHg,与之平衡的氨水浓度为10（kg NH3 （100kg） -1H2O）.此时亨利系数E=_97.39kPa,平衡 常数 m=_0.961_.6. 对于难溶气体，吸收时属于 液膜_控制的吸收，强化吸收的手段是强化液相湍动程度7. 吸收操作中，温度不变，压力增大，可使相平衡常数 减小，传质推动力 增大8. 某气体用水吸收时，在一定浓度范围内，其气液平衡线和操作线均为直线，其平衡线的斜率可用 相平衡常数表示，而操作线的斜率可用液气比 表示。9. 吸收是指溶质从气相向液相转移的过程，解吸是指溶质从液相向气相转移的过程。10. 溶解度很大的气体，吸收时属于气膜控制，强化吸收的手段是强化气相湍动程度11. 在气体流量，气相进出口组成和液相进口组成不变时，若减少吸收剂用量，则传质推动力将减小，操作线将靠近 平衡线。12. 吸收因数A可以表示为丄/mV_，它在YX图上的几何意义是 操作线斜率与平衡线斜率之比（操作线与平衡线的距离）。13. 在一逆流吸收塔中，若吸收剂入塔浓度下降，其它操作条件不变，此时该塔的吸收率_不变,塔顶气体出口浓度下降。14. 在低浓度难溶气体的逆流吸收塔中，若其他条件不变而入塔液体量增加，则此塔的液相传质单元数Nol将减小_，而气相总传质单元数Ng将一丕变_，气体出口浓度V2将一减小。15. 对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统当总压增加时亨利系数 不变相平衡常数m 减小，溶解度系数H不变（增加、减少、不变）16. 在一逆流吸收塔中，吸收剂温度降低，其它条件不变，此时塔顶气体出口浓度 减小出塔溶液组成 增大。17. 对易溶气体的吸收过程，阻力主要集中于气膜1 1 1 1若传质总系数与分系数之间的关系表示为二 +，则其中的表示-气膜阻力，当K Hk kkG L G G18.19.20.21.22.23.24.25.26.27.28.29.1HkL项可以忽略时表示该吸收过程为气膜控制。11 H1若传质总系数与分系数之间的关系表示为二 +，则其中的表示液膜阻力，当K k kkL L G LH项可以忽略时表示该吸收过程为液膜控制。kG传质单元数Ng反映及收过程的难度（推动力大小）一分离任务所要求的液体浓度变化越大 过程的平均推动力_小所需的传质单元数nog越大。在填料塔中用水吸收氨。欲提高吸收速率，增大气相的流量比增大另一相的流量更有效。在低浓度溶质的气液平衡系统，当总压操作降低时，亨利系数E将 不变，相平衡常数m将增大一, 溶解度系数H将 不变。亨利定律表达式p* = Ex ,若某气体在水中的亨利系数E值很小，说明该气体为 易溶气体。亨利定律表达式P* = H，若某气体在水中的亨利系数H值很大，说明该气体为易溶气体。在吸收过程中，KY和ky是以气相组成以摩尔比表示的气相总推动力（Y-Y*）和 气相组成以摩尔分率表示的气膜推动力（y-yj为推动力的吸收系数，它们的单位是 1（无单位）1 1 1 1若总吸收系数和分吸收系数间的关系可表示为二 + ，其中 表示气膜阻力，K k HkkG G L G1当项可忽略时，表示该过程为气膜控制。Hk -L在1atm、20弋下某低浓度气体被清水吸收，若气膜吸收系数k二0. lkmo1 /（ m 2 hatm）,液膜G溶质的溶解度系数吸收系数为 k = 0.25kmol Am2.h.kmol /m3)LH = 150kmol/(m3.atm),则该溶质为气体,气相总吸收系数ky =0.09973 kmol / m2.h)。=0.09973kmol/(m 2 hatm)K沁PKYG11 f + k Hk gL一般而言，两组分A、B的等摩尔相互扩散体现在 精馏单元操作中，而组分A在B中单向扩散体现在吸收单元操作中。在吸收过程中，若降低吸收剂用量，对气膜控制体系，体积吸收总系数K,值将 丕对液膜控制物系，体积吸收总系数K ,值将 减小30.双膜理论是将整个相际传质过程简化为经由两个流体停滞膜层的分子扩散31吸收塔的操作线方程和操作线是通过物料衡算得到的，它们与系统平衡关系、操作条件_和设 备结构形式等无关。32. 在吸收过程中，若减小吸收剂的用量，操作线的斜率 减小，吸收推动力 减小Y Y1233. 在吸收过程中，物系平衡关系可用Y* mX表示，最小液气比的计算关系式-)V mm Y / m 一 X1234.某吸收过程，用纯溶剂吸收混合气体中的溶质组分A,混合气进塔组成为0.1,出塔组成为0.02 （均为摩尔比），已知吸收因数A为1,若该吸收过程所需理论板数为4层，则需传质单元数为4y二TNT02-y2二2 I-! r 2y一一020计算题1.某吸收塔填料层高4m,用水吸收尾气中的有害成分A。在此情况下，测得的浓度如图所示。已知平衡关系为Y=1.5X。求1气相总传质单元高度；2操作液气比为最小液气比的多少倍？ 3由于法 定排放浓度规定y2必须小于0.002，所以拟将填料层加高。若液气比不变，问填料层应加高多少？ （4）画出填料加高前后吸收操作线的示意图。0.02 = 0.0204 y - 0.004 = 0 0041 0.0221 0.004解（1）. Y1 =X1爲0-0081- ij jjodX,= uL Y Y1X X12 Y J C Y *) (0.0204 1.5 x 0.0081)(0.004 0)一 /2 ) 2 0.005870.0204 0.004mV2.025 S 0.0081 0L2.0251.5=0.741AYmInin。.。204-口 1 O0081NOGY Y *220.004 - 0-J 一V- 0.02 右 C.OJCY -Y0.0204 -0.0041AYm0.00587二 2.79N 1 inGs )Y1 Y2 + s-1inG 0.741)0.0204 0 + 0.741OG 1 SY Y *221 0.741L0.004 0或：=2.79Z 4H H H H1.73M og N 2.790.020410.0022.025+ 0H 0.00910204 1.5 X 0.0091) bb0210)0.00210NOG00204100020010394.71H 0.0039X7V 1.73X4.71 815wtOQ OQAZHZ、 ZH?15 4H4F10.741m741)罷+ 0.7414.71y1 为 0.0132（摩尔分率）。氨的回收率为 0.99。水的用量为最小用量的 1.5 倍。焦炉气入塔温度为30弋，空塔气速为1.1m /s。操作条件下平衡关系为Y* =1.2X （ X ,Y为摩尔比）气相体积总吸收系数KYa为200 kmol /ms.h，试求：1气相总传质单元数NG ； 2填料层高度乙 解.V -500xG-0.0132)= 0.00612kmol/s3600 x 22.4“500 厶“) 273.15 + 30 八行 /Y -x 1 - 0.01318丿x- 0.1521m3 / ss 3600273.15V 0.1521Q 0.138m 2u 1.1Y - 0.0132 0.013411 - 0.0132Y - Y (1-申)-0.0134(1 - 0.99)- 0.00013421(L L Y-Y0.0134 -0.000134- 1.51.5 x 12-1.5 x1.7821V J1V JX *-X0.0134 十 1.2min 1 2X12+ 0 - 0.00744Y - Y0.0134 - 0.0001341.782S-竽-鴿-0.673lnAYm22“ -6134-】.2 x O.。0744)-G.00134-0)- 0.00124严34-】.2 X 0007440.000134 - 0NOGY -Y 0.0134 - 0.0001341AYm0.00124-10.7或：NOGln1-SHOGK aQYG - S )Y1 - Y2* + S Y - Y *220.00612-0.798m200 01380.13836001 - 0.673lnC - 0.673)號骼 + 0.673 -咲Z-HxNOG OG- 0.798 x10.7 -8.54m3. 用清水吸收含甲醇0.03（摩尔分率）混合气中的甲醇。进塔气体的流量为1322 标准myh。要求甲醇的回收率为90%,操作条件下气液平衡关系为Y =1.18X,气相总体积V 1322 xro,03)o,0159hnol 3600X22.471QD) 0.785X12 H0.785?n240.031 0.03H 0.0309y Hy (1)H 0.0309 xh 0.90r0b03092 1min 1 200309 0000309001309 小 L18Lloo1.9120.0309 0.003091.912+ 0H 0.0145HP617G.0309 Lloox 0.0145) G.00309 0)0.0309 Lloolx 0.0145In000309 0E y y 00309 000309 N Hl 2 H HW0C9OG AY 000715mNOGHOG0.0071511ii1 syi y二1sJ”2+ s1-0.617II2 2V 0.0159K aQ 2.2x102 X0.785yH 0.92 hwzhh xn h 0.921 X 3.89 h 3.58mOG OG3.OO9