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化工原理: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/m-3(H2O),此时液相浓度C=________kmol/m3。

液相摩尔分率x A=_________.2、在常压下,20℃时氨在空气中的分压为50mmHg,此时氨在混合气中的摩尔分率y A=________,3、用相平衡常数m表达的亨利定律表达式为_______.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=______.4、用气相浓度△p,△C、△y、△x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________________,以总传质系数表达的传质速率方程为_______________.5、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K y与分系数k x,k y 的关系式为_________________,K x与k x,k y的关系式为__________________.6、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________.7、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=_______,x2=_________,L/V=______,气相传质单元数N OG=_______.8、吸收过程主要用于三个方面:__________,___________,_______________.9、填料的种类很多,主要有________,_________,_________,_________,_______,_____.10、质量传递包括有_____________等过程。

11、吸收是指________的过程,解吸是指_______的过程。

12、吸收质是指___;而吸收剂则是指____;惰性组分是指_____。

13、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,H O是____,HCl是_____.(2)用98.3%H2SO吸收SO生产H2SO,SO是___;H2SO是___。

(3)用水吸收甲醛生产福尔马林,H2O是____;甲醛是___。

14、相平衡关系将取决于以下两种情况:(1) 若p e>p 或C>C e则属于__过程(2) 若p>p e或C e>C 则属于__过程15、吸收速度取决于_______,因此,要提高气-液两流体相对运动速率,可以__________来增大吸收速率。

16、气相吸收速率方程中,k y是以___为气膜传质推动力的气膜传质系数;而k x是以____为液膜传质推动力的液膜传质系数。

17、由于吸收过程气相中的溶质分压总____液相中溶质的平衡分压,所以吸收操作线总是在平衡线的____。

增加吸收剂用量,操作线的斜率____,则操作线向____平衡线的方向偏移,吸收过程推动力(y-y e)____。

18、含SO2为10%(体积)的气体混合物与浓度C为0.020kmol/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 e=1.62C(大气压),则SO2将从___相向___相转移,以气相组成表示的传质总推动力为____大气压.19、图所示为同一温度下,它们溶解度大小的次序是______;同一平衡分压下,它们的液相平衡浓度大小顺序是________________。

20、吸收中,温度不变,压力增大,可使相平衡常数_______(增大,减小,不变),传质推动力_____(增大,减小,不变)21、吸收过程物料衡算时的基本假定是:(1)___________________________。

(2)_________________________。

22、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____,相平衡常数m____,溶解度系数H____。

23、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=_____。

当其他条件不变,而总压增加一倍时,相平衡常数m=_____,若测得总压值为2 atm ,则此时的亨利系数E=_____atm,而溶解度系数H≈_____kmol/(m3·atm)。

24、含溶质A 摩尔分率为x2=0.2的溶液与压力为2atm,y1=0.15的气体等温接触(此条件下的平衡关系为:p e=1.2x),则此时将发生_____过程。

用气相组成和液相组成表示的总传质推动力分别为△y=_____,△x=_____(摩尔分率)。

25、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____,操作线将___平衡线。

26、当温度增高时,溶质在气相中的分子扩散系数将_,在液相中的分子扩散系数将___。

27、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H OG将_____,N OG 将_____(增加,减少,不变)。

28、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:⑴.若液气比(摩尔比,下同)为2.5时,吸收率= ______%⑵.若液气比为1.5时,吸收率=________%29、吸收塔底部的排液管成U形,目的是起____作用,以防止___________。

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_______;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______出口气体浓度_______。

30、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:______、______、______。

31、溶解度很大的气体,吸收时属于____控制,强化吸收的手段是________。

32、某炉气含SO28.1%(体积),在一条件下,测得与其成平衡的溶液浓度为0.003(摩尔分率),则其相平衡常数值为____.34、吸收剂用量增加,操作线斜率__,吸收推动力___。

(增大,减小,不变)35、对于难溶气体,吸收时属于______控制的吸收,强化吸收的手段是_____。

36、某低浓度气体吸收过程,已知m=1,气膜体积传质分系数k y a=2×10-4kmol/(m3.s),液膜体积传质分系k x a=0.4 kmol/(m3.s)。

则该吸收过程为___膜阻力控制。

气膜阻力占总阻力的百分数为___。

37、亨利系数E值(E=p e/x)的大小反映了气体吸收质被吸收的难易程度,其E值愈大,则该气体______被吸收。

38、物理吸收的极限取决于当时条件下_________________________,吸收速率取决于吸收质从气相主体传入液相主体的_________。

39、填料吸收塔正常操作时,气相为____相;液相为____相;而当出现液泛现象时,则气相为____相,液相为____相。

40、气体的溶解度随_____的升高而减少,随______的升高而增大,所以______________对吸收操作有利。

41、当吸收质在液相中的溶解度甚大时,吸收速率主要受______膜一方的吸收阻力控制,称为__________,此时气相吸收总系数K y_________。

42、吸收塔内填装一定高度的料层,其作用是提供足够的气液两相_________。

43、填料应具有较_____的__________,以增大塔内传质面积。

44、一般吸收塔中常采用逆流操作,其目的是________________________________________________________________________。

45、吸收操作中,当气液两相达到平衡时,其吸收推动力________,吸收速率___________。

46、填料塔内提供气液两相接触的场所的是__________________。

问答题:1、有一填料吸收塔,逆流操作,气体由塔底进入,吸收剂从塔顶淋下,该过程的平衡线与操作线如下图,试将下列有关参数表示在图上。

(1)塔顶、塔底气液组成;(2)作出最小液气比时的操作线;(3)理论上塔底可获得的最大浓度。

2、吸收传质中的双膜理论的基本点是什么?双膜理论的基本点是:气液相之间有一固定的界面,气相一侧存在气膜,液相一侧存在液膜,气体吸收是吸收质的分子在两层膜中的扩散,由气膜,扩散,穿过界面,再穿过液膜传到液相主体;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匀一致;3、什么叫吸收操作?举例说明吸收操作在化工生产中的应用。

利用混合气体各组分对某溶剂具有不同的溶解度,从而使气体混合物得以分离的过程。

例如焦炉气中氨的分离,氯化氢气体用水吸收生产盐酸,合成氨工业中用铜氨溶液吸收原料气中的CO、CO2、H2S等有害气体。

4、亨利定律有哪几种表达式?它们只适合于什么场合?***答案***P e=E x,p e=C/H,y e=m xE称为亨利系数,H称为溶解度系数,m称为相平衡常数。

它们只适合于稀溶液的情况。

5、提高吸收速率应采取哪些措施?由N A=K y(y-y e)看出,为了提高N A,必须增大吸收系数和吸收推动力。

(1.)增大湍动程度;(2.)增大气液接触是为了增大吸收系数;(3).增大液气比是为了提高推动力。

5、何谓气膜控制吸收?如何提高吸收总系数?当溶质气体A为易溶气体时,m值较小,1/K=1/k+m/k,1/K≈1/k,此时为气膜控制吸收。

因为K y≈k y,所以关键是提高气相传质分系数ky。

增大湍动程度,提高气液接触面积,可提高k。

6、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?溶质气体A得以吸收的最小溶剂用量、最小液气比时,欲达到分离要求需填料层高度(或理论塔板数)无穷大,所以在最小液气比时,吸收操作只在理论上才能进行。

当液气比比最小液气比还小时,有一部分操作线会在平衡线之下,吸收在理论上都行不通了,而为脱吸了。

与解吸的分界线。

适宜液气比常在最小液气比的1.1~1.5倍范围内。

增大液气比,操作线更远离平衡线,越加有利于吸收。

7、欲提高填料吸收塔的回收率,你认为应从哪些方面着手?(1)、降低操作温度或增大压力,可使吸收速率提高,使回收率提高;(2)、在保证不发生“液泛”在前提下,适当增大气速;(3)、适当增大吸收剂的用量(增大喷淋密度),可使回收率提高(但会导致操作费增大,溶液浓度x1下降);(4)、喷淋液体应均匀,并保证填料被充分润湿;(5)、可适当增加填料层高度。

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