化工原理吸收复习题.doc

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1、 “吸收”复习题一、填空题1.20时,CO2气体溶解于水的溶解度为0.878(标m3)/m3(H2O),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= 0.1013.用相平衡常数m表达的亨利定律表达式为_ y=mx _.在常压下,20时, 氨在空气中的分压为50mmHg,与之平衡的氨水浓度为7.5(kgNH3/100kgH2O).此时m=_0.894_.4.用亨利系数E表达的亨利定律表达式为_ p=

2、Ex _.在常压下,20时, 氨在空气中的分压为50mmHg, 与之平衡的氨水浓度为7.5(kgNH3/100kgH2O).此时亨利系数E=_680mmHg _,相平衡常数m=_0.8945.用气相浓度p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 =KG(p-pL*)6.用液相浓度C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 NA =kL(Ci-CL) ,以传质总系数表达的速率方程为 NA=KL(CG*-CL)7.用气相浓度y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NA

3、=ky(y-yi) ,以传质总系数表达的速率方程为 NA =Ky(y-y*)8.用液相浓度x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NA= kx (xI-x) ,以传质总系数表达的速率方程 NA=Kx(x*-x) 9.用气相浓度Y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NA=kY(Y-Yi) ,以传质总系数表达的速率方程为 NA=KY(Y-Y*)10.用y, x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/Ky=1/ky+m/kx ,Kx与ky 、kx的关系式为1/Kx=1/(m.ky)+1/kx11.用Y, X

4、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/KY=1/kY + m/kX ,KX与kY, kX的关系式为_1/KX=1/(m.kY)+1/kX12.用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/kG+1/H.kL ,KL与kG、kL的关系式为 1/KL=H/kG+1/kL13.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 1.73314.某吸收塔中,物系的平衡线方程为y=2.0x,操作线方

5、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NOG=_7.1215.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HCl生产盐酸,H2O是 吸收剂

6、 ，HC是 吸收质 (2)用98.3 H2SO4吸收SO3生产H2SO4, SO3,是 吸收质 ；H2SO4是 吸收剂 (3)用水吸收甲醛生产福尔马林,H2O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 pGpL* 或 CG*CL则属于解吸过程 (2) 若pL*pG 或 CLC G* 则属于吸收过程22.扩散速率的费克定律公式是 JA= - DdcA/dz ，式中每项的物理意义 JA组分A的扩散通量kmol/(m2s )； D扩散系数m2/s, dc

7、A/dz组分的浓度梯度kmol/m423.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 YY* 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

8、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（yy*） 增大 29.图所示为同一温度下A.B.C三种气体在水中的溶解度曲线。由图可知，它们溶解度大小的次序是CBA；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CCCBCA 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

9、 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 ，则此物系的相平衡常数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2 atm ，则此时的亨利系数E=4.0atm,而溶解度系数H14kmol/(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

10、料吸收塔，如将塔料层增高一些，则塔的HOG将 不变 ，NOG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Y1=8（体积），平衡关系Y=2X。试问: .若液气比（摩尔比，下同）为2.5时，吸收率= _100_.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

11、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/KG1/kGm/kL。若为气膜控制，则KG kG41.某低浓度气体吸收过程，已知m1，气膜体积传质分系数kya210-4kmol.m3.s，液膜体积传质分系kxa0.4 kmol/(m3.s)。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99.9510042.填料吸收塔正常操

12、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，应特别注意减少_气膜_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（

13、体积）。49.吸收设备的主要类型有_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CO2，

14、若将用水量增加则出口气体中的CO2量将（ B ）气相总传质系数K y将（ A ），出塔液体中CO2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Ky=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. 0.02 B. 0.01 C. 0.015 D. 0.005 B. y* =0.50.01=0.005；NA=Ky（y-y*）=ky（y-yi） 1.5（0.025-0.005）=2（0.025-yi） yi =0.017.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