吸收习题.doc

第七章 吸收一、 填空题1、根据双膜理论，两相间的传质阻力主要集中在_，增加气液两相主体的湍动程度，传质速率将_ 。2、吸收是分离 的单元操作。3、吸收是根据气体混合物中各组分 的不同而进行分离的。4、压力 ，温度 将有利于吸收的进行。5、难溶气体属于 控制，主要传质阻力集中于 侧。6、按吸收过程有无温度变化，吸收可分为 和 。7、吸收的逆过程称为 。8、在101.3kPa、293K下,空气中CCl4的分压为21mmHg,则CCl4的摩尔分数为 ，摩尔比为 。9、在100kg水中含有0.015kg的CO2,则CO2的质量分数为 ,质量比为 。10、在101.3 kPa、20下，100kg下，100kg水中含氨1kg时，液面上方氨的平衡分压为0.80kPa，则氨在气相中的组成（摩尔分数）为 ，在液相中的摩尔分数为 。11、对于低浓度气体吸收，其气、液相平衡关系服从 。12、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 。13、物质在静止流体中的传递主要是依靠流体是依靠流体 的无规则运动；物质在湍流流体中的传递主要是靠流体 的无规则运动。14、吸收过程相内传质过程的推动力为 。15、湍流主体与相界面之间的涡流扩散与分子扩散的总称称为 。16、一般情况下取吸收剂用量为最小用量的 倍是比较适宜的。17、总的来说，由于化学反应消耗了进入液相中的溶质，使溶质的有效溶解度 而平衡分压 ，使吸收过程的推动力 。18、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 。19、吸收塔的操作线斜率为 ，斜率越大，操作线 平衡线，则各截面上吸收推动力 。20、由双膜理论可知，溶质分子仅以 的方式连续通过两虚拟膜层。二、 选择题1、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（ ）A：物理吸收 B：单组分吸收 C：化学吸收 D：非等温吸收 2、由于分子的无规则热运动而造成物质分子传递的现象称为（ ）A：涡流扩散 B：对流扩散 C：分子扩散 D：湍流扩散 3、为使脱吸操作易于进行，通常可采用（ ）A：升温，减压 B：升温，加压 C：降温，减压 D：降温，加压 4、在下列吸收操作中，属于气膜控制的是 （ ）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 5、吸收是分离（ ）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 6、吸收的逆过程称为（ ）A：蒸馏 B：解吸 C：萃取 D：过滤 7、气体在同一种溶质中的溶解度随温度的升高而（ ）A：增大 B：减小 C：不变 D：无关 8、吸收操作过程气、液相平衡关系符合（ ）A：拉乌尔定律 B：费克定律 C：亨利定律 D：傅立叶定律 9、下述说法中正确的是（ ） 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10、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：1.733 B：2.733 C：1 D：无法确定 11、填料吸收塔空塔速度（ ）液泛速度。A：大于 B：等于 C：小于 D：无关 12、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：pA> pA* B：pA= pA* C：pA< pA* D： pA pA* 13、对接近常压的低浓度溶质气液平衡系统，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（ ）A：增大 B：减少 C：不变 D：不能确定 14、吸收速率方程中，吸收系数为KY时，其对应的传质推动力为（ ）A：Y-Y* B：y-y* C：p-p* D：C-C* 15、常压下用水逆流吸收空气中的CO2，若增加水的用量，则出口气体中CO2的浓度将（ ）A：增大 B：减小 C：不变 D：不能确定 16、吸收过程相际传质的极限是（ ）A：相互接触的两相之间浓度相等。B：相互接触的两相之间压强相等。C：相互接触的两相之间温度相等。D：相互接触的两相之间达到相平衡的状态。 17、难溶气体的传质阻力主要集中在（ ）A：气膜一侧 B：液膜一侧 C：相界面上 D：液相主体中 18、在吸收操作中，吸收的推动力是（ ）A：温度差 B：浓度差 C：气液相平衡关系 D：压力差 19、用于描述等分子反向扩散传质速率的公式是（ ）A： B： C： D： 20、低浓度逆流吸收操作中，若其他操作条件不变，仅增加入塔气量，则溶质回收率将（ ）A：增加 B：减小 C：不变 D：不能确定 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。（ ）8、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。（ ）分析：由可知12、吸收过程的传质理论只有双膜理论。（ ）13、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。（ ）14、漂流因数反映分子扩散对传质速率的影响。（ ）15、对流扩散就是涡流扩散。（ ）16、计算填料吸收塔时,其NOG的含意是传质单元高度.( )17、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。（ ）18、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。（ ）19、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。（ ）20、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？2、吸收速率方程有哪些表达方式？（以总吸收系数表示）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。4、提高吸收速率应采取哪些措施？5、填料吸收塔由哪几部分构成？6、列出你所知道的填料种类。7、什么叫液泛现象？8、 请说明填料吸收塔中设置液体再分布器的作用。9、求取最小液气比有何意义?适宜液气比如何选择?增大液气比对操作线有何影响?10、物理吸收与化学吸收的主要区别在哪里?11、吸收与解吸在什么情况下发生?从平衡线与操作线的位置加以说明。12、何谓气膜控制吸收?如何提高吸收总系数？13、何谓液膜控制吸收?如何提高吸收总系数?14、试说明填料吸收塔由哪几个主要部分组成？并指出气、液的流向。15、欲提高填料吸收塔的回收率，你认为应从哪些方面着手？五、 计算题1、总压100kPa，30时用水吸收氨，已知 k=3.8410kmol./（m2.skPa），k=1.8310kmol./（m2.skmol.m）, 且知x=0.05时与之平衡的p=6.7kPa.求：ky、K、Ky。（液相总浓度C 按纯水计为55.6 kmol./m3）2、用水作为吸收剂来吸收某低浓度气体生成稀溶液（服从亨利定律）,操作压力为850mmHg,相平衡常数m=0.25,已知其气膜吸收分系数=1.25kmol./（m2hatm），液膜吸收分系数 k0.85m/h，试分析该气体被水吸收时,是属于气膜控制过程还是液膜控制过程?3、直径为0.8m的填料塔中，用1200kg/h的清水吸收空气和SO混合气中的SO，混合气量为1000m（标准）/.h，混合气含SO1.3（体积），要求回收率99.5，操作条件为20、1atm， 平衡关系为y*=0.75x，总体积传质系数Ka0.055kmol/（.m3.s.atm），求液体出口浓度和填料高度。4、某一逆流操作的填料塔中，用水吸收空气中的氨气。已知塔底气体进气浓度为 0.026（摩尔比）（下同），塔顶气相浓度为0.0026，填料层高度为1.2m，塔内径为0.2m，吸收过程中亨利系数为0.5atm，操作压力0.95atm，平衡关系和操作关系（以摩尔比浓度表示）均为直线关系。水用量为0.1m.h，混合气中空气量为100m.h（标准状态下）。试求此条件下，吸收塔的气相总体积传质系数。5、有一座用油吸收煤气中苯蒸汽的吸收塔，已知煤气流量为2240（标准m/h），入塔气体中含苯4，出塔气体含苯0.8（均为体积分率），进塔油中不含苯，取液体用量L1.4L/min，已知气液平衡关系为Y0.126X。求：1吸收率；2求Lmin 及L（kmol/h）；3求液体出塔组成X（kmol苯/kmol油）； 4求吸收的对数平均推动力Ym ； 5为增大液体喷淋量，采用部分循环流程，在保证原吸收率情况下，最大循环量L 为多少（kmol/h）?并示意画出带部分循环和不带循环的两种情况下的操作线。6、已知：如下图所示。试求：(1)塔底气相推动力为多少？ (2)塔顶液相推动力为多少？7、某厂准备采用一个填料吸收塔用清水逆流吸收含有10%（体积%）的SO的混合气体。已知塔内的操作压力102.63kN.m和温度25。要求处理的混合气体量为1000(标准)m.h,实际吸收剂单位耗用量比最小吸收剂单位耗用量大50%，吸收率要达到98%，塔内气体的实际空塔速度为0.5m.s。试求： (1)吸收用水量为多少m.h? (2)吸收塔直径为多少m？(3)若想再提高吸收率，你认为可采用什么措施？（附：气液平衡方程：Y=40X，M=64）8、某厂有一个用清水逆流吸收某废气中的氨气的填料塔。操作温度30，压力为常压。已知进塔的废气中含氨5%（体积%），液气比为最小液气比的1.5倍。气液关系为Y=1.5X，现为了进一步做好环境保护工作，准备将原来的回收率从90%提高到95%时，你认为此塔的填料层应从原来的4m增加到多少m高才行？（其它条件不变）又问：为了提高回收率，你认为可采用什么较好的措施？为什么？11、在塔径为 1.33m的逆流操作的填料吸收塔中，用清水吸收温度为20，压力为1 atm的某混合气体中的CO，混合气体处理量为1000m/h，CO含量为13（体积），其余为惰性气体，要求CO的吸收率为90，塔底的出口溶液浓度为0.2gCO/1000g H2O，操作条件下的气液平衡关系为Y=1420X（式中 Y、X均为摩尔比），液相体积吸收总系数Ka=10695kmol.m.h，CO2 分子量为44，水分子量为18。试求： 1吸收剂用量（kg/h）；2所需填料层高度（m）。12、在常压填料吸收塔中，用清水吸收废气中的氨气。废气流量为2500m3/h（标准状态），废气中氨的浓度为15g/m3，要求回收率不低于98。若吸收剂用量为3.6m3/h，操作条件下的平衡关系为Y=1.2X，气相总传质单元高度为0.7m。试求：1. 塔底、塔顶及全塔的吸收推动力（气相）；2.气相总传质单元数；3.总填料层高。13、用填料塔从一混合气体中吸收所含的苯。 混合气体中含苯 5（体积），其余为空气, 要求苯的回收率为90（以摩尔比表示），吸收塔为常压操作，温度为25，入塔混合气体为每小时940标准m，入塔吸收剂为纯煤油，煤油的耗用量为最小耗用量的1.5倍，已知该系统的平衡关系=0.14X（其中Y、X为摩尔比），已知气相体积传 质系数Ka0.035kmol.m.s，纯煤油的平均分子量Ms 170，塔径D0.6m。试求：（1）吸收剂的耗用量为多少kg.h?（2）溶液出塔浓度X1 为多少?（3）填料层高度Z为多少m?14、在常压逆流操作的填料塔内，用纯溶剂S吸收混合气体中的可溶组分A。入塔气体中A的摩尔分率y0.03（摩尔分率），要求其收率为95。已知操作条件下mV/L0.8（m可取作常数）,平衡关系为Y=mX，与入塔气体成平衡的液相浓度x=0.03（摩尔分率）。试计算:（1）操作液气比为最小液气比的倍数；（2）吸收液的浓度x（摩尔分率）；（3）完成上述分离任务所需的气相总传质单元数N。15、常压下，用煤油从苯蒸汽与空气混合物中吸收苯，吸收率为99。混合气量为53kmol.h。入塔气中含苯2（体积），入塔煤油中含苯0.02（摩尔分率） 。溶剂用量为最小用量的1.5倍。在操作温度50下，相平衡关系为y0.36x，总传质系数Ka0.015kmol.m.s。塔径为1.1米。试求所需填料层高度。16、用清水吸收氨空气混合气中的氨。混合气进塔时氨的浓度y 0.01（摩尔分率）,吸收率90，气液平衡关系y=0.9x。试求：1）溶液最大出口浓度； 2）最小液气比；3）取吸收剂用量为最小吸收剂用量的2倍时，气相总传质单元数为多少? 4）气相总传质单元高度为0.5m时，填料层高为几米?17、在一填料塔中用清水逆流吸收混合于空气中的氨气。混合气体的流量为111kmol.m.h,氨浓度为0.01（体积分率），要求回收率为99%，水的用量为最小用量的1.5倍，操作条件下的平衡关系为Y=2.02X，Ka=0.0611kmol.m.s(按摩尔比计算值) 试求：(1)出塔的液相浓度X；(2)气相总传质单元高度H(3)所需填料层高度 h 。18、在填料层高为8m的填料塔中，用纯溶剂逆流吸收空气HS混合气中的HS以净化空气。已知入塔气中含 HS 2.8%（体积%），要求回收率为95% ，塔在 1 atm、15下操作, 此时平衡关系为y=2x，出塔溶液中含HS为0.0126（摩尔分率），混合气体通过塔截面的摩尔流率为100kmol.m.h。试求：(1)单位塔截面上吸收剂用量和出塔溶液的饱和度；(2)气相总传质单元数；(3)气相体积总传质系数。 注：计算中可用摩尔分率代替摩尔比。19、今有逆流操作的填料吸收塔，用清水吸收原料气中的甲醇。已知处理气量为 1000 m.h（标准状态），原料气中含甲醇100g.m），吸收后的水溶液中含甲醇量等于与进料气体相平衡时的浓度的67%。设在标准状态下操作，要求甲醇的回收率为98%，吸收平衡线可取为 Y=1.15X,K=0.5kmol.m.h（以上均为摩尔比关系），塔内单位体积填料的有效气体传质面积为190 m.m，取塔内的气体空塔流速为0.5m.s试求：(1)水用量；(2)塔径；(3)填料层高度。甲醇分子量为3220、今拟在某一直径为 0.5m的填料塔中，在20、760mmHg下用清水对空气氨混合气进行逆流吸收操作，每小时向塔送入含NH1.5(mol%)的混合气480m（操作态），要求NH的回收率为98%。已知20的平衡关系为y=0.75x（x、 y均为摩尔分率），出塔溶液中NH的浓度为平衡浓度的80%。试求：(1)出塔溶液中氨的浓度（分别用摩尔分率与kmol.m表示）；(2)水用量（kg.h）; (3)已知气相体积总传质系数K为0.09kmol.m.s.y，计算所需填料层高度（m）。