第十四章吸收習(xí)題集

1、第十四章 吸收習(xí)題集一、選擇題：1、低濃度液膜控制的逆流吸收，在塔操作中，若其它操作條件不變，而入口敢量有所增加，則液相傳質(zhì)單元數(shù)NOL C ，氣相傳質(zhì)單高度HOG A ，操作線斜率 B 。A. 增加， B. 減少， C. 基本不變， D. 不變。2、Y為吸收質(zhì)在氣相主體中的濃度，Y*為吸收質(zhì)在氣相主體中與液相主體濃度X成平衡的氣相濃度，則當(dāng) 時(shí)發(fā)生吸收過程 。AYY* B. YY* C. YY* D.YY*3、 對(duì)填料塔操作性能影響不大。A.填料的比表面積 B.填料的空隙率C.單位堆積體積內(nèi)的填料數(shù)目 D.填料的密度4、已知常壓、20時(shí)稀氨水的相平衡關(guān)系為Y*=0.94X，今使含氨6%（摩爾

2、分率）的混合氣體與X=0.05的氨水接觸，則將發(fā)生：（ ）A：解吸過程 B：吸收過程C：已達(dá)平衡無過程發(fā)生 D：無法判斷5、已知某吸收過程物系服從亨利定律Y*=1.20X，氣相吸收分系數(shù)Ky=5*10-4Kmol/m2s，液相吸收分系數(shù)Kx=5.5*10-3Kmol/m2s，則該吸收過程為：（ ）A：氣膜控制過程 B；液膜控制過程C：雙膜控制過程 D：不一定6、填料塔以清水逆流吸收空氣、氨混合氣體中的氨。當(dāng)操作條件一定時(shí)（Y1、L、V都一定時(shí)），若塔內(nèi)填料層高度Z增加，而其它操作條件不變，出口氣體的濃度Y2將（ ）A：上升 B：下降C：不變 D：無法判斷二、填空題：1、吸收是分離 混合物的單元

3、操作，它是利用混合物中各組分在吸收劑中的 差異，而進(jìn)行操作的；為此所選擇的吸收劑應(yīng)具有良好的 ，物理吸收操作的極限取決于 。吸收時(shí)，溶質(zhì)由 向 傳遞；壓力 ，溫度 將有利于吸收過程的進(jìn)行。吸收有利的條件是 溫 壓。2、含NH3 3%（體積）的混合氣體在填料塔中被水吸收，則氨溶液的最大濃度為 。已知：操作壓力為202.6Kpa，其氣液平衡關(guān)系為p = 267x。2(1)、亨利系數(shù)的單位是 ，易溶氣體的亨利系數(shù)值 。對(duì)于同一種氣體，當(dāng)溫度升高時(shí)，亨利系數(shù)值 ，氣體的溶解度 ，所以吸收常在較 溫度下進(jìn)行。2(2)、氣液兩相達(dá)到平衡時(shí)，易溶氣體溶液上方的氣體的平衡分壓 。3(1)、物質(zhì)發(fā)生在流體中的擴(kuò)

4、散有 和 這兩種形式。前者是憑藉 來傳遞物質(zhì)的，它主要發(fā)生在 ，后者是憑藉 來傳遞物質(zhì)的，它主要發(fā)生在 。3(2)在流體內(nèi)部的擴(kuò)散形式有 和 兩種，其中在靜止 流體內(nèi)部或?qū)恿髁黧w中相鄰兩流體層間的傳質(zhì)是以 形式進(jìn)行的。3(2)、在吸收這種相際傳質(zhì)過程的諸多理論中應(yīng)用最廣泛的為 ，該理論把整個(gè)相際傳質(zhì)過程簡(jiǎn)化為吸收質(zhì)經(jīng)由氣、液兩膜層的 過程。該理論認(rèn)為：在相界面處氣、液兩相處于 狀態(tài)，這樣整個(gè)相際傳質(zhì)過程的 全部集中在兩有效膜層內(nèi)。因此該理論又稱為 理論。 DEOXYY圖14(1)、吸收過程進(jìn)行的條件是Y Y*，解吸過程進(jìn)行的條件是Y Y*，過程的極限是Y Y*。4(2)、如圖，D（X，Y）為吸

5、收操作過程中吸收塔任意一截面的狀態(tài)點(diǎn)，OE為吸收平衡線（Y*=mX），與總吸收系數(shù)KY相對(duì)應(yīng)的吸收速率方程式為 ，其吸收推動(dòng)力為 ，并請(qǐng)?jiān)趫D1上示意出此推動(dòng)力。5(1)在吸收速率方程式：NA=KG(pA-pA*)中，p是 ，pA*是 ，總系數(shù)KG和膜系數(shù)kG，kL之間的關(guān)系為 ；其中 是氣膜阻力， 是液膜阻力。對(duì)于氣膜控制的吸收過程，KG 。 5(2)、假設(shè)氣液界面上沒有傳質(zhì)阻力，故pi與Ci的關(guān)系為 。如果液膜阻力遠(yuǎn)小于氣膜阻力，則KG與kG的關(guān)系為 ，在填料塔中氣速越大，KG越 ，擴(kuò)散系數(shù)D越 ，KG越 。6、填料塔是化工生產(chǎn)中常用的氣液傳質(zhì)設(shè)備之一，從其構(gòu)造上來看，它主要由 、 、 這四

6、部分組成。 其中 會(huì)直接影響填料塔的操作性能。7、在吸收塔中，為使填料層有良好的液體初始分布，必須在填料層上方設(shè)置 其常用的裝置形式有 、 、 ，此外，為了改善液體在填料層的壁流效應(yīng)，填料通常是分段安裝，在段與段之間必須設(shè)置一個(gè) ，將沿塔壁流下的液體導(dǎo)向填料層內(nèi)，其常用的形式為 。8、對(duì)吸收操作影響較大的填料特性有比表面積和空隙率，比表面積是指 ，空隙率是指 。為增大塔內(nèi)傳質(zhì)面積，填料的比表面積應(yīng) ，為提高氣、液通過能力和減小氣流阻力，填料的空隙率應(yīng) ，為兼顧這兩方面的影響，適宜的填料尺寸不應(yīng)小于塔徑的 。常見的填料有 、 、 等。9、試寫出吸收過程的總阻力1/KY和分阻力之間的關(guān)系式： 。若

7、已知某吸收過程為氣膜控制過程，則總吸收系數(shù)KY和分系數(shù)之間的關(guān)系可簡(jiǎn)化為 。10(1)、吸收操作線的 稱為液氣比，當(dāng)液氣比提高時(shí)，液相出口濃度 ，吸收推動(dòng)力 ，吸收速率 。完成一定任務(wù)所需的填料層高度 ，設(shè)備費(fèi)用 ；但由于吸收劑用量的增大，吸收劑回收和再生費(fèi)用及輸送能耗將 ，所以正常操作費(fèi)用 。當(dāng)液氣比減小時(shí)情況正好相反，因此吸收操作中應(yīng)該選擇一個(gè)適宜的液氣比。適宜的液氣比通常是最小液氣比的 倍10(2)、在氣體流量、氣體的進(jìn)出口組成和液相進(jìn)口組成不變時(shí)，減少吸收劑用量，則傳質(zhì)推動(dòng)力將 ，操作線將 平衡線，設(shè)備費(fèi)用將 。10(3)、在吸收操作中，當(dāng)Y1、Y1、X2一定時(shí)，液氣比增大，則將使 X

8、1 ，過程的平均推動(dòng)力 ，完成一定吸收任務(wù)所需的傳質(zhì)單元數(shù)NOG將 ，從而所需填料層高度將 ，但不利的是溶液再生費(fèi)用將 。圖211、用清水作吸收劑的填料塔，氣液平衡關(guān)系符合亨利定律，其操作流程如圖2所示，試在Y-X圖上繪出與此流程相對(duì)應(yīng)的平衡線和操作線的位置。12、填料層高度Z=HOGNOG中，式中 反映吸收過程的難易程度，稱為 。 反映設(shè)備效能的高低，稱為 。13、，式中反映了 對(duì)傳質(zhì)單元數(shù)的影響， 反映了吸收率的高低對(duì)傳質(zhì)單元數(shù)的影響。14、某吸收過程的操作線方程為Y=3.3X+0.2，平衡線方程為Y*=1.65X，則該吸收操作的解吸因數(shù)為 ，若吸收劑用量為1320Kmol/h，則惰性氣體

9、的流量為 。15、反映填料性能好壞的特性參數(shù)有 、 、 、 。填料的填料因子增大，流體力學(xué)性能 。填料塔操作時(shí)的空塔氣速，通常取為泛點(diǎn)氣速的 倍。三、判斷題：1、由溶解度曲線知：對(duì)于同樣濃度的氣體溶液，易溶氣體溶液的上方平衡壓力大，難溶氣體溶液上方平衡壓力小。 （ ）2、E值愈大，表示氣體溶解度越小，即愈難溶。E值隨溫度的升高而增大。 （ ）3、對(duì)于易溶氣體，H值很大，則1/HkL 1/KG，此時(shí)吸收過程的絕大部分阻力存在于氣膜之中，吸收總推動(dòng)力主要用于克服氣膜阻力，此種情況稱為“氣膜控制”。( ）4、在吸收操作中，減小液氣比，會(huì)使得出口液濃度提高而吸收推動(dòng)力下降，從而使得傳質(zhì)單元數(shù)NOG增大

10、。 （ ） 5、在吸收操作中，其他條件不變的情況下，提高吸收率，則尾氣濃度下降，從而使得傳質(zhì)單元數(shù)NOG增大。 （ ）6、填料支承裝置只要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，以支承上面填料及操作中填料所含液體之重量即可采用，而不必考慮其它因素。 （ ）7、 在吸收操作中，只有氣液兩相處于不平衡狀態(tài)時(shí)，才能進(jìn)行吸收。 （ ）四、計(jì)算題：1、在常壓及10時(shí)溶液中含環(huán)氧乙烷的最大濃度為3%（摩爾），其平衡關(guān)系符合亨利定律y*=5.4x，求亨利定律不同表達(dá)式中H、E值及氣相中環(huán)氧乙烷的平衡分壓。（吸收液的密度等于水的密度）。2、小型合成氨廠變換氣中含CO229%（體積），經(jīng)碳化主塔后CO2濃度降為8%（體積），變換氣流

11、量為4300m3/h（標(biāo)準(zhǔn)），平均操作溫度為37，操作壓力為4atm，操作條件下的氣速為0.5m/s，求（1）碳化主塔吸收的CO2量（2）吸收率（3）塔徑 3、1atm、25條件下，用清水吸收空氣丙酮混合氣體中的丙酮，混合氣體的流量為2000m3/h，含丙酮5%（摩爾），經(jīng)吸收后降為0.263%（摩爾）。該塔逆流操作，塔徑為800mm，操作條件下平衡關(guān)系為Y*=2X，氣相體積吸收系數(shù)為210Kmol/m3h，當(dāng)吸收劑用量為最小用量的1.2倍時(shí)，（1）吸收劑用量為多少？（2）填料層高度為多少？4、連續(xù)式逆流操作的填料吸收塔中，用清水吸收原料氣中的甲醇蒸汽，已知處理混合氣量1000m3（標(biāo)準(zhǔn)）/h

12、，原料氣中含甲醇100g/m3（標(biāo)準(zhǔn)），要求甲醇的吸收率達(dá)98%，吸收后水中含甲醇量等于最大濃度的67%，操作條件為常壓、25，在此條件下汽液平衡關(guān)系為Y*=1.15X，氣相體積吸收總系數(shù)Ky=120Kmol/m3h，氣體的空塔氣速為0.5m/s，填料為25*25*2.5瓷質(zhì)拉西環(huán)、亂堆，試求（1）水的用量（2）塔徑 （3）填料層高度5、某填料吸收塔用清水吸收混合氣體中的SO2，進(jìn)塔氣體中SO2的含量為8%（質(zhì)量分率），已知混合氣的平均分子量為28，操作條件下的氣液平衡關(guān)系為Y*=26.7 X，吸收劑用量為最小用量的1.5倍，要求每小時(shí)從混合氣體中吸收100Kg的SO2。求每小時(shí)的吸收劑用量。

13、6、某逆流操作的吸收塔，其填料層高度為3.0 m，用清水吸收混合氣體中的公害組分A，已知相平衡關(guān)系Y*=1.15X，氣相進(jìn)出塔的濃度分別為y1=0.02、y2=0.004。液相出塔濃度為x1=0.008（均指含A的摩爾分率）試求該操作條件下氣相的傳質(zhì)單元高度HOG的值。7、在逆流操作的填料吸收塔中，用純吸收劑吸收某氣體混合物中的微量吸收質(zhì)，已知在操作條件下、平衡線與操作線均為直線，且前者、后者的斜率之比為0.8，NOG=12，試計(jì)算此吸收塔的吸收率。8、在一直徑為0.8m的填料塔中，在20，1atm的條件下，用清水吸收空氣中的氨氣，混合氣體處理量為1500m3/h，進(jìn)塔 氣體中氨的分壓為12mmHg，吸收率為99%，水的用量為最小用量的1.5倍，操作條件下的平衡關(guān)系為：Y=0.75X*，塔內(nèi)氣液兩相呈逆流流動(dòng)。氣相體積吸收總系數(shù)KYa=320kmol/m3.h。試求填料層高度。9、某氣體混合物中，含吸收質(zhì)氨2%(體積)，送入吸收塔中用純水吸收。要求吸收率為90%，操作液氣比為最小液氣比的1.25倍，操作條件下平衡關(guān)系為Y*=2X(式中X、Y為氨的比摩爾分率)。試求：(1)溶液的