化工原理吸收复习题.docx
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化工原理吸收复习题
“吸收”复习题
—、填空题
I.20C时,CQ气体溶解于水的溶解度为0.878(标m3)/m3(出0),此时液相浓度C=0.0392
=kmol/m3.液相摩尔分率x=0.000705.比摩尔分率X=0.000706.
2.在常压下,20°C时氨在空气中的分压为69.6mmHg此时氨在混合气中的摩尔分率y=
0.0916,比摩尔分率Y=0.101
3.用相平衡常数m表达的亨利定律表达式为_y=mx__.在常压下,20C时,氨在空气
中的分压为50mmHg与之平衡的氨水浓度为7.5(kgNH3/100kgH2。
).此时m=_0.894_.
4.用亨利系数E表达的亨利定律表达式为_p=Ex__.在常压下,20C时,氨在空气中的分压为50mmHg,与之平衡的氨水浓度为7.5(kgNH3/100kgH20).此时亨利系数E=680mmHg=相平衡常数m=_0.894
5.用气相浓度Ap为推动力的传质速率方程有两种,以传质分系数表达的传质速率方程为
NA=kG(p-pi),以总传质系数表达的传质速率方程为Na=Kqp-p门
6.用液相浓度为推动力的传质速率方程有两种,以传质分系数表达的速率方程为M=kL(Ci-Cl),以传质总系数表达的速率方程为Na=K(Cg*-Cl)
7.用气相浓度为推动力的传质速率方程有两种,以传质分系数表达的速率方程为
Nx=ky(y-yJ,以传质总系数表达的速率方程为Na=Ky(y-y)
8.用液相浓度Ax为推动力的传质速率方程有两种,以传质分系数表达的速率方程为
Nx=kx(xi-x),以传质总系数表达的速率方程_N=K(x*-x)
9.用气相浓度为推动力的传质速率方程有两种,以传质分系数表达的速率方程为
M=kY(Y-Yi),以传质总系数表达的速率方程为Na=KY(Y-Y*)
10.用厶y,为推动力的传质速率方程中,当平衡线为直线时传质总系数瓦与分系数ky、
kx的关系式为1/Ky=1/ky+m/kx,Kx与ky、kx的关系式为1/Kx=1/(m.ky)+1/kx
II.用厶Y,AX为推动力的传质速率方程中,当平衡线为直线时,传质总系数Ky与分系数kY,kx的关系式为1/Kv=1/kL+m/kx,Kx与k%kx的关系式为1/K2=1/(m.k丫)+1氷上_
12.用厶p,△C为推动力的传质速率方程中,当平衡线为直线时,传质总系数Kg与分系数kG、、、kL的关系式为1/KG=1/kc+1/H.kL,Kl与kG、、kL的关系式为1/KL=H/kc+1/kL
13.用清水吸收空气与A的混合气中的溶质A,物系的相平衡常数m=2入塔气体浓度y1=0.06,要求出塔气体浓度y2=0.008,则最小液气比为1.733
14.某吸收塔中,物系的平衡线方程为y=2.0x,操作线方程为y=3.5x+0.001,当y1=0.06,y2=0.0015时,x1=0.01685,x2=0.0001429,L/G=3.5,气相传质单元数N==7.12
15.吸收过程主要用于三个方面:
制备产品;分离气体混合物;除去气体中的有害组分
16.填料的种类很多,主要有拉西环;鲍尔环;矩鞍环;阶梯环;波纹填料;丝网填料.
17.质量传递包括有吸收、蒸馏、萃取、吸附、干燥等过程。
18.吸收是指用液体吸收剂吸收气体的过程,解吸是指液相中的吸收质向气相扩散的过
程
19.指出下列组分,哪个是吸收质,哪个是吸收剂.
(1)用水吸收HCI生产盐酸,H2O是吸收剂,HC1是吸收质
(2)用98.3%H2SQ吸收SO生产HSQ,SO3,是吸收质;HSQ是吸收剂
(3)用水吸收甲醛生产福尔马林,H2Q是吸收剂;甲醛是吸收质
20.吸收一般按有无化学反应分为物理吸收和化学吸收,
其吸收方法分为喷淋吸收、鼓泡吸收、膜式吸收。
21.气液两相平衡关系将取决于以下两种情况:
(1)若Pg〉Pl或Cg〉C-则属于解吸过程
(2)若Pl*〉Pg或Cl〉Cg*则属于—吸收—过程
22.扩散速率的费克定律公式是Ja=-Ddc/dz,式中每项的物理意义Ja组分A的扩散
通量kmol/(ms);D扩散系数m/s,dc"dz组分的浓度梯度kmol/m
23.吸收速度取决于双膜的扩散速率,因此,要提高气-液两流体相对运动速率,可以
—减少气膜、液膜厚度来增大吸收速率。
24.影响扩散系数D值的大小的因素有扩散组分的性质及介质、温度、压力、浓度。
25.总吸收速率方程式中Ky是以丫一丫*为气相摩尔比差为传质推动力的气相总传质系数;而Kx是以X*—X为液相摩尔比差为传质推动力的液相总传质系数。
26.填料选择的原则是表面积大、空隙大、机械强度高价廉,耐磨并耐温。
27.气相中:
温度升高则物质的扩散系数增加压强升高则物质的扩散系数减小.在
液相中:
液相粘度增加则物质的扩散系数减小。
易溶气体溶液上方的分压小,难溶
气体溶液上方的分压大,只要组分在气相中的分压大于液相中该组分的平衡分
压,吸收就会继续进行,直至达到一个新的平衡为止。
28.由于吸收过程气相中的溶质分压总大于液相中溶质的平衡分压,所以吸收操作线总
是在平衡线的上方。
增加吸收剂用量,操作线的斜率增大,则操作线向远离平衡线的方向偏移,吸收过程推动力(y—y*)增大
290B>L;同一平衡分压下,它们的液相平衡浓度大小顺序是在同一平衡分压下Cc>
cb>ca
30.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E不变,相平
衡常数m减少,溶解度系数H不变
31.在常压下,测定水中溶质A的摩尔浓度为0.56kmol/m3,此时气相中A的平衡摩尔分率为0.02,贝吐匕物系的相平衡常数m=2.0_。
当其他条件不变,而总压增加一倍时,相平衡常数m=1.0,若测得总压值为2atm,贝U此时的亨利系数E=_4.0—atm,而溶解度系数H^—14_kmol/(m3.atm)。
32.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,则传质推动力将减少,操作线将靠近平衡线。
33.当温度增高时,溶质在气相中的分子扩散系数将增加,在液相中的分子扩散系
数将增加
34.对一定操作条件下的填料吸收塔,如将塔料层增高一些,则塔的HOg将不变,Ndg将
增加
35.某逆流吸收塔,用纯溶剂吸收混合气中易溶组分,设备高为无穷大,入塔丫1=8%(体
积),平衡关系丫=2X试问:
⑴.若液气比(摩尔比,下同)为2.5时,吸收率=_100_%
⑵.若液气比为1.5时,吸收率=75%
36.吸收塔底部的排液管成U形,目的是起液封作用,以防止空气倒灌和塔内气体跑出
操作中的吸收塔,若使用液气比小于设计时的最小液气比,则其操作结果是—吸收效果达
不到要求—;若吸收剂入塔浓度X2降低,其它操作条件不变,吸收结果将使吸收率增大出口气体浓度—降低
37.计算吸收塔的填料层高度,必须运用如下三个方面的知识关联计算:
平衡线、操作线、传质系数。
或者平衡关系、物料衡算、传质速率。
38.溶解度很大的气体,吸收时属于—气膜控制,强化吸收的手段是增大气相侧的传
质分系数或气流湍动程度。
39.吸收操作中,对吸收剂的要求有溶解度大、选择性好、腐蚀性小、挥发度小。
40.当平衡线在所涉及的气液范围内斜率为m的直线时,则1/Kg=1/kg+m/kL。
若为气
膜控制,则Kpkg
41.某低浓度气体吸收过程,已知vm=1,气膜体积传质分系数kya=2X10-4kmol.mls,
液膜体积传质分系kxa=0.4kmol/(mIs)。
则该吸收过程为—气—膜阻力控制。
气膜阻力占总阻力的百分数为—99.95%〜100%
42.填料吸收塔正常操作时,气相为—连续—相;液相为—分散—相;而当出现液泛现象时,则气相为—分散—相,液相为—连续—相。
43.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。
44.双膜理论认为,吸收阻力主要集中在界面两侧的—气膜—和—液膜—之中。
45.对于气膜控制的吸收过程,如要提高其过程速率,应特别注意―阻力。
46.一般吸收塔中常采用逆流操作,其目的是使两相传质平均推动力大,从而可减小设
备尺寸;提高吸收效率和吸收剂使用率。
47.传质的基本方式有:
分子扩散,和涡流扩散
48.填料塔的喷淋密度是指—单位塔截面上单位时间内下流的液体量(体积)。
49.吸收设备的主要类型有一填料吸收塔,板式吸收塔等
二、选择题
1.吸收速率主要决定于通过双膜的扩散速度,要提高气液两流体的相对运动,提高吸收效
果,则要()
A.增加气膜厚度和减少液膜厚度;B.减少气膜和液膜厚度C.增加气膜和液膜厚
度
2.选择吸收设备时,综合考虑吸收率大,阻力小,稳定性好结构简单造价小,一般应选
()
A.填料吸收塔B.板式吸收塔C.喷淋吸收塔
3.对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统,当温度和压力不变,而液相总浓度增加时其
溶解度系数H将(C),亨利系数E将(C)。
A.增加B.减少C.不
变
4.在常压下用水逆流吸空气中的CO,若将用水量增加则出口气体中的CO量将(B)气相总传质系数Ky将(A),出塔液体中CO浓度将(B)。
A.增加;B.减少;C.不变。
***答案***B;A;B.
5.通常所讨论的吸收操作中,当吸收剂用量趋于最小用量时,完成一定的分率()。
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。
***答案***D
6在吸收塔某处,气相主体浓度y=0.025,液相主体浓度x=0.01,气相传质分系数
ky=2kmol/(m2.h)气相总传质系数Kz=1.5kmol/(m2.h),则该处气液界面上气相浓度yi应为
(),平衡关系y=0.5x。
A.0.02B.0.01C.0.015D.0.005
B.y*=0.5X0.01=0.005;N=£(y-y*)=ky(y-yi)
1.5(0.025-0.005)=2(0.025-yi)=0.01
7.正常操作下的逆流吸收塔,若因某种原因使液体量减少以致液气比小于原定的最小液气比时,下列哪些情况将发生?
()
A.出塔液体浓度x增加,回收率增加;B.出塔气体浓度增加,但x不定;
C.出塔气体浓度与出塔液体浓度均增加;D.在塔下部将发生解吸现象。
**答案*B
8.气体的亨利系数E值越大,表明气体()A.越易溶解;B.越难溶解C.溶解度适中
9.填料吸收塔空塔的速度应()于液泛速度。
A.大;B.小;C.等。
10.对吸收操作有利的是()。
A.温度低,气体分压大时;B.温度低,气体分压小时;
C.温度高,气体分压大时;C.温度高,气体分压小时;
11.在Y—X图上,吸收操作线总是位于平衡线的()。
A.上方;B.下方;C.重合线上;
12.亨利定律是一个稀溶液定律,其亨利系数E值愈小,表明该气体的溶解度(A);温
度升高,E值(A)。
A.愈大;B.不变;C.愈小;
三、判断题
1•喷淋吸收是吸收剂成液滴分散在气体中,因
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