化工原理习题第四部分吸收答案

第四部分 气体吸收一、填空题 1物理吸收操作属于传质过程。理吸收操作是一组分通过另一停滞组分的 单向 扩散。 2操作中的吸收塔，若使用液气比小于设计时的最小液气比，则其操作结果是达不到要求的吸收分离效果 。3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。4若吸收剂入塔浓度 X2 降低，其它操作条件不变，则出口气体浓度 降低 。 5含 SO2 为 10%(体积)的气体混合物与浓度 c 为 0.02 kmol/m3 的 SO2 水溶液在一个大气压下相接触。操作条件下两相的平衡关系为 p*=1.62c （大气压），则SO2 将从 气相 向 液相 转移。 6含 SO2 为 10%(体积)的气体混合物与浓度 c 为 0.02 kmol/m3 的 SO2 水溶液在一个大气压下相接触。操作条件下两相的平衡关系为 p*=1.62c (大气压)，以气相组成表示的传质总推动力为 0.0676 atm 大气压。 7总传质系数与分传质系数之间的关系为 l/KL=l/kL+H/kG，其中 l/kL 为 液膜阻力 。8总传质系数与分传质系数之间的关系为 l/KL=l/kL+H/kG， 当气膜阻力 H/kG 项可忽略时，表示该吸收过程为液膜控制。 9亨利定律的表达式之一为 p*=Ex，若某气体在水中的亨利系数 E 值很大，说明该气体为 难溶 气体。 10亨利定律的表达式之一为 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。 11低浓度气体吸收中，已知平衡关系 y*=2x，k xa=0.2 kmol/m3.s，k ya =2l0-4 kmol/m3.s，则此体系属 气膜 控制。 12压力 增高 ，温度 降低 ，将有利于吸收的进行。 13某操作中的吸收塔，用清水逆流吸收气体混合物中 A 组分。若 y1 下降，L、V、 P、T 等不变，则回收率 减小 。 14某操作中的吸收塔，用清水逆流吸收气体混合物中 A 组分。若 L 增加，其余操作条件不变，则出塔液体浓度 降低 。 15吸收因数 A 在 Y-X 图上的几何意义是 操作线斜率与平衡线斜率之比 。 16脱吸因数 S 可表示为 mV / L，吸收因数 A 可表示为 L/ mV 。 17脱吸因数 S 在 Y-X 图上的几何意义是 平衡线斜率与操作线斜率之比 。 18在逆流解吸塔操作时，若气液入口组成及温度、压力均不变，而气量与液量同比例减少，对液膜控制系统，气体出口组成将 增加 。 19在逆流解吸塔操作时，若气液入口组成及温度、压力均不变，而气量与液量同比例减少，对液膜控制系统，液体出口组成将 减少 。 20吸收过程物料衡算时的基本假定是：（1） 气相中惰性气体不溶于液相；（2） 吸收剂不挥发 。 21在气体流量、气体进出口压力和组成不变时，若减少吸收剂用量，则传质推动力将 减小 。 22在气体流量、气体进出口压力和组成不变时，若减少吸收剂用量，则操作线将 靠近 平衡线。 23在气体流量、气体进出口压力和组成不变时，若减少吸收剂用量，则设备费用将 增加 。 24对一定操作条件下的填料塔，如将填料层增高一些，则塔的 HOG 将 不变 。 25对一定操作条件下的填料塔，如将填料层增高一些，则塔的 NOG 将 增加 。 26如果一个低浓度气体吸收塔的气相总传质单元数 NOG=1，则此塔的进出口浓度差（Y 1-Y2）将等于 塔内按气相组成表示的平均推动力 。 27.气体吸收计算中，表示设备（填料）效能高低的一个量是 传质单元高度 ，而表示传质任务难易程度的一个量是 传质单元数 。28.单向扩散中飘流因 A 1。漂流因数可表示为 ，它反映 由于总BMP体流动使传质速率比单纯分子扩散增加的比率。29.一般来说，两组份的等分子反相扩散体现在精馏单元操作中，而 A 组份通过B 组份的单相扩散体现在 吸收 操作中。30.板式塔的类型有 泡罩塔 、 浮阀塔 、 筛板塔 （说出三种） ；板式塔从总体上看汽液两相呈 逆流 接触，在板上汽液两相呈 错流 接触。30.分子扩散中菲克定律的表达式为 ， 气 相 中 的 分 子 扩dzCDJABA散 系 数 D 随 温 度 升 高 而 增 大 （ 增 大 、 减 小 ） ， 随 压 力 增 加 而 减 小 （ 增大 、 减 小 ） 。31.易溶气体溶液上方的分压 小 ，难溶气体溶液上方的分压 大 ，只要组份在气相中的分压 大于 液相中该组分的平衡分压，吸收就会继续进行。32.根据双膜理论，两相间的传质阻力主要集中在 相界面两侧的液膜和气膜处，增加气液两相主体的湍动程度，传质速率将_增大_ 。33.吸收的逆过程称为 解吸 。34.对于低浓度气体吸收，其气、液相平衡关系服 亨利定律 。35 根据气体混合物中各组分在液体溶剂中溶解度的不同，从而使气体混合物得以分离的操作称为 吸收 。36、当物系一定时，亨利系数 E 随系统的温度而变化，通常温度升高， E 值 增大 。37、吸收塔的操作线斜率为 液气比 LSV B ，斜率越大，操作线 平衡线，则各截面上吸收推动力 增大 。38.在低浓度的难容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 NOG 将 不变 ，气体出口浓度 ya 将 降低 。39.在逆流吸收塔中，用清水吸收混合气中的溶质组分，其液气比 L/G 为 2.7，平衡关系为 Y=1.5X，若溶质的吸收率为 90 % ，则操作液气比与最小液气比之比值为 2 。40.含低浓度的难容气体的混合气体，在逆流填料吸收塔内进行吸收操作，传质阻力主要存在于 液相 中；若增大液相湍动程度，则气相总体积吸收系数Kya 值将 增大；若增加吸收剂的用量，其他操作条件不变，则气体出塔浓度Y2 将 减小 ；溶质 A 的吸收率将 增大 ；若系统的总压强升高，则亨利系数将 不变 ，相平衡常数将 减小 。41.若某气体在水中的恒里面系数 E 值很大，说明该气体为。 难溶 气体，该吸收过程为 液膜控制 过程。42.用逆流操作的吸收塔处理低浓度易溶溶质的气体混合物，其他条件均不变，而入口气体浓度增加，则此塔的液相总传质单元数 不变 ，出口气体组成 增加 ，出口液相组成 增加 。43.在吸收操作过程中，保持气液相流量、气相进口组成不变，若液相进口浓度降低，则塔内平均传质推动力将 增大 ，气相出口浓度将 减小 。44.对填料塔期末控制的逆流吸收过程，若其他操作条件不变，将气液流量同比例减小，则气体出塔组成 y2 将 减小 ，液体出塔组成 X1 将 增大 。二、选择题1用纯溶剂吸收混合气中的溶质。逆流操作，平衡关系满足亨利定律。当入塔气体浓度 y1 上升，而其它入塔条件不变，则气体出塔浓度 y2 和吸收率 的变化为：（ C ）。 A y2 上升， 下降 B y2 下降， 上升 C ）y 2 上升， 不变 D ）y 2 上升， 变化不确定 2在填料塔中，低浓度难溶气体逆流吸收时，若其它条件不变，但入口气量增加，则气相总传质单元数（ B ）。 A 增加 B 减少 C 不变 D 不定 3在填料塔中，低浓度难溶气体逆流吸收时，若其它条件不变，但入口气量增加，则出口气体组成将（ A ）。 A 增加 B 减少 C 不变 D 不定 4在填料塔中，低浓度难溶气体逆流吸收时，若其它条件不变，但入口气量增加，则出口液体组成（ A ）。 A 增加 B 减少 C 不变 D 不定 5低浓度的气膜控制系统，在逆流吸收操作中，若其它条件不变，但入口液体组成增高时，则气相总传质单元数将（ C ）。 A 增加 B 减少 C 不变 D 不定 6低浓度的气膜控制系统，在逆流吸收操作中，若其它条件不变，但入口液体组成增高时，则气相总传质单元高度将（ C ）。 A 增加 B 减少 C 不变 D 不定 7低浓度的气膜控制系统，在逆流吸收操作中，若其它条件不变，但入口液体组成增高时，则气相出口组成将（ A ）。 A 增加 B 减少 C 不变 D 不定 8低浓度的气膜控制系统，在逆流吸收操作中，若其它条件不变，但入口液体组成增高时，则液相出口组成将（ A ）。 A 增加 B 减少 C 不变 D 不定 9正常操作下的逆流吸收塔，若因某种原因使液体量减少以至液气比小于原定的最小液气比时，下列哪些情况将发生？（ C ）（A）出塔液体浓度增加，回收率增加 （B）出塔气体浓度增加，但出塔液体浓度不变 （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 10最大吸收率与（ D ）无关。 A 液气比 B 液体入塔浓度 C 相平衡常数 D 吸收塔型式 11逆流填料吸收塔，当吸收因数 A1 且填料为无穷高时，气液两相将在（ B ）达到平衡。 A 塔顶 B 塔底 C 塔中部 D 塔外部 12某吸收过程，已知 ky= 410-1 kmol/m2.s，k x= 810-4 kmol/m2.s，由此可知该过程为（ A ）。 A 液膜控制 B 气膜控制 C 判断依据不足 D 液膜阻力和气膜阻力相差不大 12.在吸收操作中，若 C*-CCi-C，则该过程为 A 。A.液膜控制 B.气模控制 C.双膜控制 D.不能确定13.在吸收操作中，已液相组成差表示的吸收塔某一截面上的总推动力为 A 。A.X*-X B.X-X* C .Xi-X D. X-Xi14.、某吸收过程中溶质与吸收剂之间有明显的化学反应，称之为（ C ） 。A：物理吸收 B：单组分吸收 C：化学吸收 D：非等温吸收 2、15.为使脱吸操作易于进行，通常可采用（ A ）A：升温，减压 B：升温，加压 C：降温，减压 D：降温，加压 16、在下列吸收操作中，属于气膜控制的是 （ C ）A：用水吸收 CO2 B：用水吸收 H2 C：用水吸收氨气 D：用水吸收O2 17、吸收是分离（ B ）的单元操作。A：液体混合物 B：气体混合物 C：悬浮液 D：含尘气体 18、吸收的逆过程称为（ B ）A：蒸馏 B：解吸 C：萃取 D：过滤 19、气体在同一种溶质中的溶解度随温度的升高而（ B ）A：增大 B：减小 C：不变 D：无关 20、吸收操作过程气、液相平衡关系符合（ C ）A：拉乌尔定律 B：费克定律 C：亨利定律 D：傅立叶定律 21、下述说法中正确的是（ D ） A：用水吸收氨属于难溶气体的吸收，为液膜阻力控制 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：用水吸收氧属于难溶吸收，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22、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 ( A ).A：1.733 B：2.733 C：1 D：无法确定 23、在吸收传质过程中，它的方向和限度取决于吸收质在气液两相的平衡关系，若要进行吸收操作，则应控制（ A ）A：p A pA* B：p A= pA* C：p A1 B t2 C t1t2 D t3t134、逆流操作的吸收塔，当吸收因素 A1 且填料为无穷高时，气液两相将在B达到平衡。A 塔顶 B 塔底 C 塔中部 D 不确定35、 对 一 定 操 作 条 件 下 的 填 料 吸 收 塔 ， 如 将 填 料 层 增 高 一 些 ， 则 塔 的 HOG 将C， NOG 将 A。A 增 大 B 减 小 C 不 变 D 不 能 判 断36、 吸 收 塔 的 设 计 中 ， 若 填 料 性 质 及 处 理 量 （ 气 体 ） 一 定 ， 液 气 比 增 加 ， 则 传 质推 动 力 A ， 传 质 单 元 数 B ， 传 质 单 元 高 度 C ， 所 需 填 料 层 高度 B 。A 增 大 B 减 小 C 不 变 D 不 能 判 断37、料塔中用清水吸收混合气中 NH3，当水泵发生故障上水量减少时，气相总传质单元数 NOG A .A 增加 B 减少 C 不变 D 不确定三、判断题1、吸收操作线方程的斜率是 L/V。 （ ）2、脱吸因数 S 的表达式为 L/mV。 （ ）3、用水吸收 H2 属于液膜吸收。 （ ）4、吸收过程中，当吸收操作线与平衡线相切或相交时，吸收剂用量最少，吸收推动力最大。 （ ）5、高温有利于吸收操作。 （ ）6、高压有利于解吸操作。 （ ）7、亨利定律中亨利系数 E 与 m 间的关系是 。 （ ）mPE8、费克定律描述的是分子扩散速率基本规律。 （ ）9、等分子反扣扩散适合于描述吸收过程中的传质速率关系。 （ ）10、当填料层高度等级于传质单元高度 HOG 时，则该段填料层的传质单元数NOG1。 （ ）11、在液相中，若温度提高 1 倍，粘度不变，则扩散系数 D 增大 1 倍。 （ ）12、当气体处理量及初、终浓度已被确定，若减少吸收剂用量，操作线斜率不变。（ ）13、漂流因数反映分子扩散对传质速率的影响。 （ ）14、对流扩散就是涡流扩散。 （ ）15、计算填料吸收塔时，其 NOG 的含意是传质单元高度。( )16、工业上的吸收是在吸收塔中进行的,逆流操作有利于吸收完全并可获得较大的传质推动力。 （ ）17、吸收操作时，在 Y-X 图上吸收操作线的位置总是位于平衡线的上方。 （ ）18、对于逆流操作的填料吸收塔，当气速一定时，增大吸收剂的用量，则出塔溶液浓度降低，吸收推动力增大。 （ ）19、溶解度系数 H 值很大，为易溶气体。 （ ）四、简答题1、吸收传质中双膜理论的基本论点有哪些？答：双膜理论的基本论点为：吸收时，在气、液相间有一一固定的界面，界面两侧分别存在着气膜和液膜，两膜内均呈滞流流动。吸收过程中溶质以稳定的分子扩散的方式从气相主体连续通过此两层停滞膜而进入液相主体。在相界面上两相互成平衡状态，不存在吸收阻力。吸收阻力集中在两层膜内，两膜以外为气相主体和液相主体，处于充分湍动，各点浓度均一，不存在浓度差。2、吸收速率方程有哪些表达方式？（以总吸收系数表示）答：吸收速率方程的表达式有：NAK Y（Y-Y ）K y（y-y*）K X（X -X）K （ -）K G（p-p ）K L（C -C）3、请写出亨利定律的几种表达形式，并说明它们的适用场合。答：亨利定律的表达式为： 、AcpExHymx它们适用于低浓度气体吸收，稀溶液的情况。4、提高吸收速率应采取哪些措施？答：（1）增大湍动程度（2）增大气液接触，从而增大传质系数（3）增大液气比，使传质推动力增大。5、填料吸收塔由哪几部分构成