化工原理课后作业(吸收).doc

6吸收一、单选题 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j的变化为：（ ）。C （A）y2上升，j下降 （B）y2下降，j上升 （C）y2上升，j不变 （D）y2上升，j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（ ）无关。 D 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（ ）达到平衡。 B 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，kx= 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 二、填空题 1物理吸收操作属于（ ）过程。 传质 2物理吸收操作是一组分通过另一停滞组分的（ ）扩散。 单向 3当平衡线在所涉及的范围内是斜率为m的直线时，则1/Ky=1/ky+（ ）1/kx 。m 4吸收塔底部的排液管成U形，目的是起（ ）作用，以防止（ ）。 液封作用 气体倒灌 5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 6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 7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 8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（ ）相向（ ）相转移。 气相 液相 9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（ ）大气压。 0.0676 atm 10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)，以液相组成表示的传质总推动力为（ ）kmol/m3。 0.0417 kmol/m3 11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 12总传质系数与分传质系数之间的关系为l/KL=l/kL+H/kG，当（ ）项可忽略时，表示该吸收过程为液膜控制。 气膜阻力H/kG 13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H/kG为（ ）。 气膜阻力 14总传质系数与分传质系数之间的关系为l/KL二l/kL+H/kG，当（ ）项可忽略时，表示该吸收过程为气膜控制。 液膜阻力l/kL 15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（ ）气体。 难溶 16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（ ）气体。 易溶 17低浓度气体吸收中，已知平衡关系y*=2x，kxa=0.2 kmol/m3.s，kya =2l0-4 kmol/m3.s，则此体系属（ ）控制。 气膜 18吸收过程的传质速率式：NA=KG （ ） = kY （ ）。 （p-p*） （y-yi） 19压力（ ），温度（ ），将有利于吸收的进行。 增高 降低 20通常所讨论的吸收操作中，当吸收剂用量趋于最小用量时，填料层高度趋向（ ）。无穷大 21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 22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 23吸收因数A可表示为（ ）。 L/mV 24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 25脱吸因数S可表示为（ ）。 mV / L 26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 27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 28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 29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，溶质解吸率将（ ）。 增加 30实验室用水逆流吸收空气中的CO2，当水量和空气量一定时，增加CO2量，则入塔气体浓度（ ）。 增加 31实验室用水逆流吸收空气中的CO2，当水量和空气量一定时，增加CO2量，出塔气体浓度（ ）。 增加 32实验室用水逆流吸收空气中的CO2，当水量和空气量一定时，增加CO2量，出塔液体浓度（ ）。 增加 33吸收过程物料衡算时的基本假定是：（1）（ ）；（2）（ ）。 气相中惰性气体不溶于液相 吸收剂不挥发 34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 35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（ ） 平衡线。 靠近 36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 37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 38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 39提高吸收剂用量对吸收是有利的。当系统为气膜控制时，Kya值将（ ）。 基本不变或不变 40提高吸收剂用量对吸收是有利的。当系统为液膜控制时，Kya值将（ ）。 变大 41在吸收过程中，若液气比等于最小液气比时，则塔高为（ ）。 无穷大 42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（Y1-Y2）将等于（ ）。 塔内按气相组成表示的平均推动力 三 计算1. 吸收剂用量对气体极限残余浓度的影响用纯水逆流吸收气体混合物中的SO2(其余组分可视为惰性成分)，混合物中SO2的初始浓度为5(体积百分数)，在操作条件下相平衡关系，试分别计算液气比为4与6时气体的极限出口浓度。解：当填料塔为无限高，气休出口浓度达极限值，此时操作线与平衡线相交。对于逆流操作，操作线与平衡线交点位置取决于液 气比与相平衡常数m的相对大小。 当LG4，（LGm时，操作线ab与平衡线交于塔底(见附图点b)，由相平衡关系可以计算液体出口的最大浓度为： 由物料衡算关系可求得气体的极限出口浓度为：当LG6时(LGm)，操作线ab与平衡线交于塔顶(见附图中点a)，由平衡关系可以计算气体极限出口浓度为：由物料衡算关系可求得液体出口浓度为：从以上计算结果可知，当L/Gm时，气体的极限残余浓度随LG增大而减小；当L/Gm时，气体的极限浓度只取决于吸收剂初始浓度，而与吸收剂的用量无关。2. 逆流与并流操作最小吸收剂用量在总压为3039105 Pa(绝对)、温度为20下用纯水吸收混合气体中的SO2，SO 2的初始浓度为0.05(摩尔分率)，要求在处理后的气体中SO2含量不超过1(体积百分数)。已知在常压下20时的平衡关系为y139x，试求逆流与并流操作时的最小液气比(LG) 各为多少?解：由常压下20时的相平衡关系y139x，可求得p3039105Pa、t=20时的相平衡常数为： （1）逆流操作时，气体出口与吸收剂入口皆位于塔顶，故操作线的一个端点(y2,x2)的位置已经确定(附图b中点b)。当吸收剂用量为最小时，操作线将在塔底与平衡线相交于点d，即。于是,由物料衡算式可求得最小液气比为: 附图（a）附图（b）(2) 并流操作时，气体与液体进口皆位于塔顶，故操作线一端点(、)的位置已确定（附图b中点c）。当吸收列用量最小时，气液两相同样在塔底达到平衡，操作线与平衡线交于d点，此时。由物料衡算式可得最小液气比为 从以上计算结果可以看出，在同样的操作条件下完成同样的分离任务，逆流操作所需要的最小液气比远小于井流。因此，从平衡观点看，逆流操作优于并流操作。3. 吸收塔高的计算 某生产过程产生两股含有HCl的混和气体，一股流量0.015kmo1s，HCI浓度（摩尔分率），另一股流量0015kmo1s，HCl浓度 (摩尔分率)。今拟用一个吸收塔回收二股气体中的HCl，总回收率不低于85，历用吸收剂为20纯水，亨利系数E2786105 Pa，操作压强为常压，试求：(1) 将两股物料混和后由塔底入塔(附图a中点a )，最小吸收剂用量为多少?若将第二股气流在适当高度单独加入塔内(附图a中点b)，最小吸收刘用量有何变化？ (2) 若空塔速度取05ms，并已测得在此气速下 kmo1（sm2），实际液气比取最小液气比的12倍，混合进料所需塔高为多少？附图（a） (3) 若塔径与实际液气比与(2)相同，第二股气流在最佳位置进料，所需塔高为多少？中间加料位于何处？解：(1) 在操作条件下，系统的相平衡常数为：两股气体混和后的浓度为：气体出口浓度为两股气体混合后进塔的最小液气比（参见附图b）为：附图（c）附图（b）当两股气体分别进塔时，塔下半部的液气比大于上半部，操作线将首先在中间加料处与平衡线相交(参见附图c)，对中间加料口至塔顶这一