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O25、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y 1=0.06,要求出塔气体浓度y 2=0.008,则最小液气比为( )A :1.733B :2.733C :1D :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 :p A > p A *B :p A = p A *C :p A < p A *D : p A ≤ p A *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K Y 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CO 2,若增加水的用量,则出口气体中CO 2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 :AdC A AB dZ J D =- B : D A RTZ N =A1A2(p -p )C :Bm DP A RTZP N =A1A2(p -p )D : A G N K =i (p-p )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H 2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mP E =。
( )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H OG 时,则该段填料层的传质单元数N OG =1。
( )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000T D D T μμ=()()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N OG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=3.84×10kmol./(m2.·s·kPa),k=1.83×10kmol./(m2.·s·kmol.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850[mmHg],相平衡k=1.25kmol./(m2·h·atm),液膜吸收分系数 k0.85[m/h],常数m=0.25,已知其气膜吸收分系数g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 SO1000m/.h,混合气含SO 1.3%(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K a=0.055kmol/(.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.h100m.h,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L=1.4L/min,已知气液平衡关系为Y0.126X。
求:1.吸收率η;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ΔYm ; 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的操作压力102.63kN.m25℃。
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CO1000m/h,CO13%(体积),其余为惰性气体,要求CO90%,塔底的出口溶液浓度为0.2gCO/1000g H 2O,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K a=10695kmol.m.h CO2分子量为44,水分子量为18。