吸收試題庫參考答案

1、9 / 27吸收試題一、填空題：1、溶解平衡時液相中 溶質的濃度，稱為氣體在液體中的平衡溶解度；它是吸收過程的 w,并隨溫度白升高而減小，隨壓力的升高而 增大。2、壓力 增大 ，溫度 降低,將有利于解吸的進行。3、由雙膜理論可知,更瞠為吸收過程主要的傳質阻力 ；吸收中，吸收質以 分子擴散的方式通過氣膜，并在界面處酋解，再以一分子擴散的方式通過液膜。4、填料塔中，填料層的壓降與 液體噴淋量及 空塔氣速 有關，在填料塔的 P/Z與u的關系曲線中，可分為 恒持液量區(qū) 、載液區(qū) 及 液泛區(qū)三個區(qū)域。5、吸收操作的依據(jù)是 混合物中各組分在同一溶劑中有不同的溶解度，以達到分離氣體混合物的目的。6、亨利定律

2、的表達式 p Ex,右某氣體在水中的亨利系數(shù) E值很大，說明該氣體為整直氣體。7、對極稀溶液，吸收平衡線在坐標圖上是一條通過原 點的 直 線。8、對接近常壓的低溶質濃度的氣液平衡系統(tǒng)，當總壓增大時，亨利系數(shù)E不變,相平衡常數(shù) m減小，溶解度系數(shù) H不變。9、由于吸收過程中，氣相中的溶質組分分壓總是大于 溶質的平衡分壓，因此吸收操作線總是在平衡線的上方。. . . . - - * . . . . . . . .10、吸收過程中，Kx是以_X - X_為推動力的總吸收系數(shù).它的單位是kmol/(m 2.s)。11、若總吸收系數(shù)和分吸收系數(shù)間的關系可表示為11KlkLH ,其中上表示kGkL液膜阻力

3、 ,當 H/kG 項可忽略時，表示該吸收過程為液膜控制。12、在1atm、20 c下某低濃度氣體混合物被清水吸收，若氣膜吸收系數(shù) kG 0.1 kmol/(m 2.h.atm),液膜吸收系數(shù) kL 0.25 kmol/(m 2.h.atm),溶質的溶解度系數(shù) H 150 kmol/(m 3.atm),則該溶質為易溶_氣體，氣相吸收總系數(shù) KY 0.0997kmol/(m 2.h.AY)。13、吸收操作中增加吸收劑用量，操作線的斜率X ,吸收推動力增太 。14、當吸收劑用量為最小用量時，完成一定的吸收任務所需填料層高度將為一無限高。15、用吸收操作分離氣體混合物應解決下列三方面問題：溶劑的詵擇、

4、溶劑的再生與 吸收設備。16、在填料塔操作時，影響液泛氣速的因素有填料的特性、 流體的物件和 液氣比 。17、在填料塔設計中，空塔氣速一般取 透泛氣速的50% 80%。若填料層較高，為了有效地潤濕填料，塔內應設置 液體的再分布 裝置。18、填料塔操作中，氣液兩相在塔內互成逆 流接觸，兩相的傳質通常在 填料表面的液體和氣體間的界面上進行。19、吸收操作線是通過物料衡算得來的，在Y-X圖上吸收操作線通過（D:X2、Y2 ）、（E:X1、Y1 ）兩點。20、在吸收操作中，氣相 總量和 液相 總量將隨吸收過程的進行而改變，但 惰性氣體 和 9 的量則始終保持不變。選擇題1、吸收操作的目的是分離 CA.

5、液體均相混合物B.氣液混合物C.氣體混合物D.部分互溶的液體混合物2、難溶氣體的吸收是受BA.氣膜控制B.液膜控制C.雙膜控制D.相界面3、在吸收塔的計算中，通常不為生產(chǎn)任務所決定的是： DA.所處理的氣體量B.氣體的初始和最終組成C.吸收劑的初始濃度D.吸收劑的用量和吸收液的濃度4、在吸收塔設計中，當吸收劑用量趨于最小用量時，D。A.吸收率趨向最高B.吸收推動力趨向最大C.操作最為經(jīng)濟D.填料層高度趨向無窮大5、設計中，最大吸收率引max與 B 無關。A.液氣比B.吸收塔型式C.相平衡常數(shù)mD.液體入塔濃度X26、亨利定律適用的條件是 CA.氣相總壓一定，稀溶液B.常壓下，稀溶液C.氣相總壓

6、不超過506.5kpa,溶解后的溶液是稀溶液D.氣相總壓不小于506.5kpa,溶解后的溶液是稀溶液7、吸收塔內，不同截面處吸收速率 。 A（A）各不相同（B）基本相同（C）完全相同（D）均為08、在一符合亨利定律的氣液平衡系統(tǒng)中，溶質在氣相中的摩爾濃度與其在液相中的摩 爾濃度的差值為：DA.正值B.負值C.零D.不確定9、只要組分在氣相中心的分壓 A 液相中該組分的平衡分壓，吸收就會繼續(xù)進行，直至達到一個新的平衡為止。A.大于B.小于C.等于D.不等于10、對于低濃度溶質的氣液傳質系統(tǒng)A、B,在同樣條件下，A系統(tǒng)中的溶質的溶解度較B系統(tǒng)的溶質的溶解度高，則它們的溶解度系數(shù) H之間的關系為：

7、AA. Ha>HbB. Ha<HbC. Ha= HbD .不確定11、對于低濃度溶質的氣液傳質系統(tǒng)A、B,在同樣條件下，A系統(tǒng)中的溶質的溶解度較B系統(tǒng)的溶質的溶解度高，則它們的相平衡常數(shù) m之間的關系為： BA . mA>mBB. mAvmBC. mA= mBD.不確定12、下列不為雙膜理論基本要點的是： DA.氣、液兩相有一穩(wěn)定的相界面，兩側分別存在穩(wěn)定的氣膜和液膜B.吸收質是以分子擴散的方式通過兩膜層的，阻力集中在兩膜層內C.氣、液兩相主體內流體處于湍動狀態(tài)D.在氣、液兩相主體中，吸收質的組成處于平衡狀態(tài)13、下列敘述錯誤的是： DA.對給定物系，影響吸收操作的只有溫度和

8、壓力B.亨利系數(shù)E僅與物系及溫度有關，與壓力無關C.吸收操作的推動力既可表示為（Y Y*）,也可表示為（X*X）D.降低溫度對吸收操作有利，吸收操作最好在低于常溫下進行14、吸收操作中，當 X*>X時：CA.發(fā)生解吸過程B.解吸推動力為零C.發(fā)生吸收過程D.吸收推動力為零15、根據(jù)雙膜理論，當溶質在液體中溶解度很小時，以液相表示的總傳質系數(shù)將：BA.大于液相傳質分系數(shù)B.近似等于液相傳質分系數(shù)C.小于氣相傳質分系數(shù)D.近似等于氣相傳質分系數(shù)16、根據(jù)雙膜理論，當溶質在液體中溶解度很大時，以氣相表示的總傳質系數(shù)將：_D_A.大于液相傳質分系數(shù)B.近似等于液相傳質分系數(shù)C.小于氣相傳質分系數(shù)

9、D.近似等于氣相傳質分系數(shù)17、氣相吸收總速率方程式中，下列敘述正確的是： CA.吸收總系數(shù)只與氣膜有關，與液膜無關B.氣相吸收總系數(shù)的倒數(shù)為氣膜阻力C.推動力與界面濃度無關D.推動力與液相濃度無關18、操作中的吸收塔，當其他操作條件不變，僅降低吸收劑入塔濃度，則吸收率將： AA.增大B.降低C.不變D.不確定19、低濃度逆流吸收操作中，若其它操作條件不變，僅增加入塔氣量，則氣相總傳質單元數(shù)Nog將：BA.增大B.減小C.不變D.不確定20、在吸收操作中，吸收塔某一截面上的總推動力（以液相組成差表示）為：AA.X XB.X XC.X iXD.XX i21、在吸收操作中，吸收塔某一截面上的總推動

10、力（以氣相組成差表示）為：BA.Y* YB.Y-Y*C.Yi-YD.Y-Yi22、在逆流吸收塔中，用清水吸收混合氣中溶質組分，其液氣比L/V為2.7,平衡關系可表示為丫=1.5X （Y, X為摩爾比），溶質的回收率為 90%,則液氣比與最小液 氣比之比值為：CA.1.5B.1.8C.2D.323、在吸收塔設計中，當吸收劑用量趨于最小用量時： DA.回收率趨向最高B.吸收推動力趨向最大C.操作最為經(jīng)濟D.填料層高度趨向無窮大24、吸收操作中，當物系的狀態(tài)點處于平衡線的下方時： CA.發(fā)生吸收過程B.吸收速率為零C.發(fā)生解吸過程D.其他條件相同時狀態(tài)點距平衡線越遠，吸收越易進行25、吸收操作中，最

11、小液氣比DA.在生產(chǎn)中可以達到B.是操作線的斜率C.均可用公式進行計算D.可作為選擇適宜液氣比的依據(jù)26、吸收操作中的最小液氣比的求?。?CA.只可用圖解法B.只可用公式計算C.全可用圖解法D.全可用公式計算27、吸收操作中，增大吸收劑用量使： BA.設備費用增大，操作費用減少B.設備費用減少，操作費用增大C.設備費用和操作費用均增大D.設備費用和操作費用均減少28、逆流吸收操作線：CA.表明塔內任一截面上氣、液兩相的平衡組成關系B.在X-Y圖中是一條曲線C.在X-Y圖中的位置一定位于平衡線的上方D.在X-Y圖中的位置一定位于平衡線的下方29、吸收操作中，完成指定的生產(chǎn)任務，采取的措施能使填料

12、層高度降低的是：A.用并流代替逆流操作C.減少吸收劑用量30、關于適宜液氣化選擇的敘述錯誤的是:A.不受操作條件變化的影響C.要保證填料層的充分濕潤B.減少吸收劑中溶質的量D.吸收劑循環(huán)使用AB.不能少于最小液氣比D.應使設備費用和操作費用之和最小C.吸收劑用量增大32、吸收操作氣速一般:A.大于泛點氣速C.小于載點氣速D.大于載點氣速而小于泛點氣速31、吸收塔尾氣超標，可能引起的原因是： DA.塔壓增大B.吸收劑降溫D.吸收劑純度下降DB.大于泛點氣速而小于載點氣速33、在常壓下，用水逆流吸收空氣中的二氧化碳，若用水量增加，則出口液體中的二 氧化碳濃度將：BA.變大B.變小C.不變D.不確定

13、A.液體流速過大C.氣體速度過大35、吸收塔中進行吸收操作時，應:A.先通入氣體后進入噴淋液體C.先進氣體或液體都可以A.操作線斜率增大B.塔底溶液出口濃度降低34、吸收過程產(chǎn)生的液泛現(xiàn)象的主要原因是： CB.液體加入量不當D.溫度控制不當BB.先進入噴淋液體后通入氣體D.增大噴淋量總是有利于吸收操作的36、對處理易溶氣體的吸收，為較顯著地提高吸收速率，應增大 A 的流速。A.氣相B.液相C.氣液兩相D.視具體情況而定37、對于逆流操作的吸收塔，其它條件不變，當吸收劑用量趨于最小用量時，則：一DA.吸收推動力最大B.吸收率最高C吸收液濃度趨于最低D.吸收液濃度趨于最高38、吸收在逆流操作中，其

14、它條件不變，只減小吸收劑用量（能正常操作），將引起:C.吸收推動力減小D.尾氣濃度減小39、吸收操作過程中，在塔的負荷范圍內，當混合氣處理量增大時，為保持回收率不變，可 采取的措施有：AA.降低操作溫度B.減少吸收劑用量C.降低填料層高度D.降低操作壓力40、其它條件不變，吸收劑用量增加，填料塔壓強降 CA.減小B.不變C.增加D.視具體情況而定41、吸收時，氣體進氣管管端向下切成45度傾斜角，其目的是為了防止： BA.氣體被液體夾帶出塔B.塔內向下流動液體進入管內C.氣液傳質不充分D.液泛42、吸收塔底吸收液出料管采用u型管的目的是： AA.防止氣相短路B.保證液相組成符合要求C.為了熱膨脹

15、D.為了聯(lián)接管道的需要43、除沫裝置在吸收填料塔中的位置通常為： AA.液體分布器上方B.液體分布器下方C.填料壓板上方D.任一裝置均可44、某低濃度氣體溶質被吸收時的平衡關系服從亨利定律，且kY=3 X10-5kmol/(m 2 s),kx=8 X10-5kmol/(m 2 s),m=0.36 ,則該過程是： AA.氣膜阻力控制B.液膜阻力控制C.氣、液兩膜阻力均不可忽略D.無法判斷45、下列敘述正確的是： DA.液相吸收總系數(shù)的倒數(shù)是液膜阻力B.增大難溶氣體的流速，可有效的提高吸收速率C.在吸收操作中，往往通過提高吸收質在氣相中的分壓來提高吸收速率D.增大氣液接觸面積不能提高吸收速率46、

16、某吸收過程，已知氣膜吸收系數(shù) kY為4X10-4kmol/(m 2 6),液膜吸收系數(shù)kx為8M0-4 kmol/(m 2 , S),由此可判斷該過程： DA.氣膜控制B.液膜控制C.雙膜控制D.判斷依據(jù)不足47、下列說法錯誤的是：CA.溶解度系數(shù)H值很大，為易溶氣體B.相平衡常數(shù) m值很大，為難溶氣體C.亨利系數(shù)E值很大，為易溶氣體D.亨利系數(shù)E值很大，為難溶氣體48、能改善液體壁流現(xiàn)象的裝置是： CA.填料支承B.液體分布C.液體再分布D.除沫49、低濃度逆流吸收操作中，若其它入塔條件不變，僅增加入塔氣體濃度丫1,則：出塔氣體濃度丫2將。 AA.增加；B,減??；C.不變；D.不確定。50、

17、某合成氨廠變換氣中含 CO2 27% (體積)，其余為N2、H2、CO (可視作惰性氣體)， 含量分別為18%、52.4%、2.6%, CO2對惰性氣體的比摩爾分數(shù)為 ，比質量分數(shù)為 。0.37, 1.74 1.74, 0.37 1.37 , 0.740.74 , 1.3751、由手冊中查得稀氨水的密度為0.9939 ,若100g水中含氨 1g,其濃度為-kmol / m3。 d 0.99 0.85 0.58 0.29。 D(B)氣相組成小于液相組成(C)氣相組成等于液相組成53、當 X*>X 時，(A)發(fā)生吸收過程(C)吸收推動力為零(D)氣相組成與液相組成平衡A(B)發(fā)生解吸過程(D

18、)解吸推動力為零52、根據(jù)雙膜理論，在氣液接觸界面處 (A)氣相組成大于液相組成Pa(已知 E=0.24554、20°C時與2.5% SO水溶液成平衡時氣相中 SO的分壓為X 107Pa)o 1.013 X 105 1.65 16.54 101.355、常壓下200C下稀氨水的相平衡方程為y*=0.94x,今使含氨5% (摩爾)的含氨混合氣體和x=0.1的氨水接觸，則發(fā)生 。吸收過程脫吸過程平衡過程無法判斷56、常壓200C下稀氨水的相平衡方程為y*=0.94x,今使含氨10% (摩爾)的混合氣體和x=0.05的氨水接觸，則發(fā)生 。脫吸過程吸收過程平衡狀態(tài)無法判斷57、總壓1200k

19、Pa,溫度303K下，含co2 5.0%(體積)的氣體與含CO2 1.0g/L的水溶液相遇，則會發(fā)生 ,以分壓差表示的推動力為 kPa。解吸117.3kPa 吸收117.3kPa平衡狀態(tài) 0 kPa無法判斷58、吸收過程避免液泛的主要操作要點是 。 C(A)控制液體流速(B)控制溫度(C)控制氣體速度(D)控制壓力59、在填料吸收塔中，為了保證吸收劑液體的均勻分布，塔頂需設置 A(A)液體噴淋裝置(B)再分布器(C)冷凝器(D)塔釜60、某吸收過程，已知氣膜吸收系數(shù)kY為2Kmol/2 h液膜吸收系數(shù)kX為(B)液膜控制(D)不能確定。 D(B)對溶質的選擇性(D)操作溫度下的密度。 A(B)

20、高溫+高壓(D)高溫+低壓性能。 D(B)選擇性+再生性(D)溶解度+選擇性Kmol/ 2 ,由此可判斷該過程為m .h(A)氣膜控制(C)雙膜控制61、選擇吸收劑時不需要考慮的是 (A)對溶質的溶解度 (C)操作條件下的揮發(fā)度62、對氣體吸收有利的操作條件應是 (A)低溫+高壓(C)低溫+低壓63、選擇吸收劑時應重點考慮的是 (A)揮發(fā)度+再生性(C)揮發(fā)度+選擇性64、利用氣體混合物各組分在液體中溶解度的差異而使氣體中不同組分分離的操作稱為。 C（A）蒸儲（B） 萃取（C）吸收（D）解吸65、溫度 將有利于解吸的進行。B（A）降低（B）升高（C）變化（D）不變三、判斷題：1、用水吸收二氧化

21、碳屬于化學吸收。（X ）2、吸收操作中，所選用的吸收劑的粘度要低。（V ）3、在吸收操作中，不被吸收的氣體稱為惰性組分，即吸收尾氣。（X ）4、吸收操作是雙向傳質過程。（X ）5、吸收操作線總是在平衡線的下方，解吸的操作線總是在平衡線的上方。（X ）6、吸收操作中，操作氣速應高于載點氣速，低于泛點氣速。（V ）7、液膜控制吸收時，若要提高吸收率，應提高氣相流速。（X ）8、一般情況下，吸收塔應保持液體的噴淋密度在512 m3 / h以上。（V ）9、氣體的溶解度隨溫度的升高而增大， 隨壓力減小而增大。（X ）10、亨利系數(shù)小的氣體溶解度大， 溶解度系數(shù)小的氣體溶解度也大。（X ）11、亨利定律

22、與拉烏爾定律都是關于理想溶液的氣液平衡定律。（X ）12、亨利定律與拉烏爾定律都是適用于稀溶液的氣液平衡。（V ）13、吸收操作線總是位于平衡線的上方是由于氣相中的溫度高于液相中的溫度。（X ）14、對于易溶氣體為氣膜控制，對于難溶氣體為液膜控制。（V ）15、雙膜理論將吸收過程簡化為通過氣液兩膜的分子擴散過程。（V ）16、吸收操作是雙向傳質過程。（V ）17、吸收操作的依據(jù)是根據(jù)混合物的揮發(fā)度的不同而達到分離的目的。（X ）18、吸收操作中吸收劑用量越多越有利。（X ）19、吸收既可以用板式塔，也可以用填料塔。（V ）20、吸收過程一般只能在填料塔中進行。（X ）21、根據(jù)雙膜理論，吸收過

23、程的主要阻力集中在兩流體的雙膜內。（V ）22、填料吸收塔正常操作時的氣速必須小于載點氣速。（X ）23、吸收操作中，增大液氣比有利于增加傳質推動力，提高吸收速率。（V ）24、增大難溶氣體的流速，可有效地提高吸收速率。（X ）25、根據(jù)雙膜理論，在氣液兩相界面處傳質阻力最大。（X ）26、亨利系數(shù)隨溫度的升高而減小，由亨利定律可知，當溫度升高時，表明氣體的溶解度增大。（X ）27、吸收操作線方程是由物料衡算得出的，因而它與吸收相平衡、吸收溫度、兩相接觸狀況、塔的結構等都沒有關系。（，）28、當吸收劑的噴淋密度過小時，可以適當增加填料層高度來補償。（V ）29、在吸收操作中，若吸收劑用量趨于最

24、小值時，吸收推動力趨于最大。（X ）30、正常操作的逆流吸收塔，因故吸收劑入塔量減少，以致使液氣比小于原定的最小液氣 比，則吸收過程無法進行。（X ）四、簡答題:1、吸收分離的依據(jù)是什么？如何分類?答：依據(jù)是組分在溶劑中的溶解度差異。(1)按過程有無化學反應：分為物理吸收、化學吸收(2)按被吸收組分數(shù)：分為單組分吸收、多組分吸收(3)按過程有無溫度變化：分為等溫吸收、非等溫吸收(4)按溶質組成高低：分為低組成吸收、高組成吸收2、吸收操作在化工生產(chǎn)中有何應用？答：吸收是分離氣體混合物的重要方法，它在化工生產(chǎn)中有以下應用。 分離混合氣體以回收所需組分，如用洗油處理焦爐氣以回收其中的芳煌等。凈化或精

25、制氣體，如用水或堿液脫除合成氨原料氣中的二氧化碳等。制備液相產(chǎn)品，如用水吸收氯化氫以制備鹽酸等。 工業(yè)廢氣的治理，如工業(yè)生產(chǎn)中排放廢氣中含有NO SO等有毒氣體，則需用吸收方法除去，以保護大氣環(huán)境。3、吸收與蒸儲操作有何區(qū)別？答：吸收和蒸儲都是分離均相物系的氣一液傳質操作，但是，兩者有以下主要差別。 蒸儲是通過加熱或冷卻的辦法，使混合物系產(chǎn)生第二個物相；吸收則是從外界引入另一 相物質(吸收劑)形成兩相系統(tǒng)。因此，通過蒸儲操作可以獲得較純的組分，而在吸收 操作中因溶質進入溶劑，故不能得到純凈組分。傳質機理不同，蒸儲液相部分氣化和其相部分冷凝同時發(fā)生，即易揮發(fā)組分和難揮發(fā)組 分同時向著彼此相反方向

26、傳遞。吸收進行的是單向擴散過程，也就是說只有溶質組分由 氣相進入液相的單向傳遞。依據(jù)不同。4、實現(xiàn)吸收分離氣相混合物必須解決的問題？答：(1)選擇合適的溶劑(2)選擇適當?shù)膫髻|設備(3)溶劑的再生5、簡述吸收操作線方程的推導、物理意義、應用條件和操作線的圖示方法。 答：對塔頂或塔底與塔中任意截面間列溶質的物料衡算，可整理得或 Y X (Yi Xi)VV上式皆為逆流吸收塔的操作線方程。該式表示塔內任一截面上的氣液相組成之間的關系。式中L/V為液氣比，其值反映單位氣體處理量的吸收劑用量，是吸收塔重要的操作參數(shù)。上述討論的操作線方程和操作線，僅適用于氣液逆流操作，在并流操作時，可用相似方法求得操作線

27、方程和操作線。應予指出，無論是逆流還是并流操作，其操作線方程和操作線都是通過物料衡算得到的，它們與物系的平衡關系、操作溫度與壓強及塔的結構等因素無關。6、亨利定律有哪些表達式？應用條件是什么？答：亨利定律表達氣液平衡時兩相組成間的關系。由于相組成由多種有多種表示方法，因此亨利定律有多種表達式，可據(jù)使用情況予以選擇。 氣相組成用分壓，液相組成用摩爾分數(shù)表示時，亨利定律表達式為P Ex式中E稱為亨利系數(shù)，單位為 kPa。亨利系數(shù)由試驗測定，其值隨物系特性和溫度而變。在同一種溶劑中，難溶氣體的 E值很大，易溶的則很小。對一定的氣體和溶劑，一般溫度愈高E值愈大，表明氣體的溶解度隨溫度升高而降低。應予指

28、出，亨利定律適用于總壓不太高時的稀溶液。以分壓和物質的量濃度表示氣、液相組成，亨利定律表達式為式中H稱為溶解度系數(shù)，單位為 kmol/( m3 kPa)。溶解度系數(shù)H隨物系而變，也是溫度的函數(shù)。易溶氣體H值很大，而又t溶氣體 H值很小。對一定的物系，H值隨溫度升高而減小。以摩爾分數(shù)或摩爾比表示氣、液相組成，亨利定律表達式為P mxmxmX1 (1 m)X式中m稱為相平衡常數(shù)，無因次。與亨利系數(shù)E相似，相平衡常數(shù)m愈大，表示溶解度愈低，即易溶氣體的m值很小。 對一定的物系，m是溫度和壓強的函數(shù)。溫變升高、壓強降低，則m變大。各種亨利常數(shù)換算關系：E m -P 式中P為總壓，Pa或kPa。PsoE

29、M s7、相平衡在吸收過程中有何應用？答：相平衡在吸收過程中主要有以下應用。(1)判斷過程方向當不平衡的氣液里兩相接觸時， 溶質是被吸收，還是被脫吸，取決于相平衡關系。Y> Y吸收過程；Y=Y，平衡狀態(tài)；Y<Y，脫吸過程。(2)指明過程的極限在一定的操作條件下，當氣液兩相達到平衡時，過程即行停止，可見平衡是過程的極限。因此在工業(yè)生產(chǎn)的逆流填料吸收塔中，即使填料層很高，吸收劑用量很少的情況下，離開吸收塔的吸收液組成 Xi也不會無限增大，其極限是進塔氣相組成丫1成平衡的液相組成r* Yl、，一,Xi ,即Ximax Xi,反之，當吸收劑用量大、氣體流量小時，即使填料層很高，出m,.一，

30、一 >、 ,* 一 、 一一 r 、 、 ，一、*口氣體組成也不會低于與吸收劑入口組成X 2呈平衡的氣相組成 丫2,即Y2,min Y2 mX2,由此可知，相平衡關系限制了吸收液的最高組成及吸收尾氣的最低組成。(3)計算過程推動力在吸收過程中，通常以實際的氣、液相組成與其平衡組成的偏離程度來表示吸收推動 力。實際組成偏離平衡組成愈遠，過程推動力愈大，過程速率愈快。即 Y Y-Y ；也可用液相組成表示，即 X X X。8、雙膜理論的基本論點是什么？答：雙膜理論要點：(1)相互接觸的氣液兩相存在一固定的相界面。界面兩側分別存在氣膜和液膜，膜內流體 呈滯流流動，物質傳遞以分子擴散方式進行，膜外

31、流體成湍流流動。膜層取決于流動狀態(tài)， 湍流程度愈強烈，膜層厚度愈薄。(2)氣、液相界面上無傳質阻力，即在界面上氣、液兩相組成呈平衡關系。(3)膜外湍流主體內傳質阻力可忽略，氣、液兩相間的傳質阻力取決于界面兩側的膜層傳質阻力。根據(jù)雙膜理論，將整個氣、液兩相間的傳質過程簡化為通過氣、液兩個滯流膜層的分子擴散過程，從而簡化了吸收過程的計算。9、何謂最小液氣比？怎樣確定？答：在極限的情況下，操作線和平衡線相交(有特殊平衡線時為相切)，此點傳質推動力為零，所需的填料層為無限高， 對應的吸收劑用量為最小用量， 該操作線的斜率為最小液氣比(L/V) min。 因此L min 可用下式求得LminV(Yi Y

32、2)*X1 X2r、 r*._. 一. *式中Xi為與氣相組成丫1相平衡的液相組成。若氣液平衡關系服從亨利定律，則Xi由亨利定律算得，否則可由平衡曲線讀出。I0、吸收劑用量對吸收操作有何影響？如何確定適宜液氣比？答：吸收劑用量的大小與吸收的操作費用及設備的投資費用密切相關。在L> Lmin前提下,若L愈大，塔高可降低，設備費用較底，但操作費用較高；反之，若 L愈小，則操作費用減低，而設備費用增高。 故應選擇適宜的吸收劑用量，使兩者之和最底。為此需通過經(jīng)濟衡 算確定適宜吸收劑用量和適宜液氣比。但是一般計算中可取經(jīng)驗值，即V (i.i2.0)(VL)minL (i.i 2.0)Lmin11、

33、吸收操作的全塔物料衡算有何應用？何謂回收率？答：對逆流操作的填料吸收塔，作全塔溶質組成的物料衡算，可得V(Yi-Y2) L(Xi-X2)吸收塔的分離效果通常用溶質的回收率來衡量?；厥章剩ㄓ址Q吸收率）定義為被吸收的溶質量A混合氣中溶質總量YiY2Y1100%15 / 27通常，進塔混合氣流量和組成是吸收任務規(guī)定的，若吸收劑的流量和組成被選定，則v、l、Yp X1均為已知；又根據(jù)吸收任務規(guī)定的溶質回收率A ,可求得出塔氣體的組成 Y2；然后求得出塔的吸收液組成X1。12、何謂傳質單元高度和傳質單元數(shù)？它們的物理意義如何?答：通常將填料層高度基本計算式的右端分為兩部分來處理，該式右端的數(shù)組V/ KY

34、a 是 由過程條件所決定的，具有高度的單位，以 H 0G表示，稱為氣相總傳質單元高度。式中積Nog表不，稱為分項內的分子與分母具有相同的單位，整個積分為一個無因次的數(shù)值，以 氣相總傳質單元數(shù)。于是填料層高度基本計算式可以表示為Z H OG NOG同理，有Z HolNol其中H 0GlKxaNOGX1 dxX2 XX由此可見，計算填料層高度的通式為：填料層高度=傳質單元高度x傳質單元數(shù)傳質單元高度反映傳質阻力及填料性能。若吸收阻力愈大，填料的有效表面積愈小，則每個傳質單元所相當?shù)奶盍蠈痈叨扔摺髻|單元數(shù)反映吸收過程的難易程度。若任務所要求的氣體濃度變化愈大，過程的推動力愈小，則吸收過程愈難，所

35、需的傳質單元數(shù)愈大。若Nog等于1,即氣體經(jīng)一段填料層高度的組成變化（Y % ）恰等于此段填料層內推動力的平均值 （Y Y ）m ,那么這段填料高度就是一個氣相傳質單元高度（ Z Hog）。13、如何用平均推動力法計算傳質單元數(shù)？使用條件是什么？答：在吸收過程中，若平衡線和操作線均為直線時，則可仿照傳熱中對數(shù)平均溫度差推導方法。根據(jù)吸收塔塔頂基塔底兩個端面上的吸收推動力來計算全塔的平均推動力，以Nog為例，即Ym(Yi Yi) (丫2 YYiY2即YmlnY-YiY2 Y2若1石一2Y1丫22X1X 2InYY2式中 Ym稱為全塔氣相對數(shù)平均推動力。2,則相應的對數(shù)平均推動力可用算數(shù)平均推動力

36、進行計算,14、試述填料塔的結構？答：填料塔為連續(xù)接觸式的氣液傳質設備，可應用于吸收、蒸儲等分離過程。塔體為圓筒形，兩端裝有封頭，并有氣、液體進、出口接管。塔下部裝有支撐板，板上充填一定高度的填料。 操作時液體自塔頂經(jīng)分布器均勻噴灑至塔截面上，沿填料表面下流經(jīng)塔底出口管排出；氣體從支撐板下方入口管進入塔內， 在壓強差的作用下自下而是地通過填料層的空隙而由塔的頂 部氣體出口管排出。填料層內氣液兩相呈逆流流動，在填料表面的氣液界面上進行傳質(或傳熱)，因此兩相組成沿塔高連續(xù)變化。由于液體在填料中有傾向于塔壁流動，故當填料層 較高時，常將其分成若干段，在兩段之間設置液體再分布裝置，以有利于流體的重新

37、均勻分布。填料塔結構簡單，且有阻力小用便于用耐腐蝕材料制造等優(yōu)點，對于直徑較小的塔，處 理有腐蝕性的物料或要求壓強降較小的真空蒸儲系統(tǒng)，更宜采用填料。15、填料有哪些主要特性？如何選擇？答：填料是填料塔的核心，填料性能的優(yōu)劣是填料塔能否正常操作的關鍵。 表示填料特性的參數(shù)主要有以下幾項。(1) 比表面積a(2) 空隙率3(3) 填料因子a/,濕填料因子，以 表不在選擇填料時，一般要求填料的比表面積大，空隙率大，填料潤濕性好，單位體積填料的質量輕，造價低及具有足夠的力學強度和化學穩(wěn)定性。16、填料塔有哪些附件？各自有何作用？答：填料塔的附件主要有填料支承裝置、液體分布裝置、液體再分布裝置和除沫裝

38、置等。合理選擇和設計填料塔的附件，可保證填料塔的正常操作和良好的性能。(1) 填料支承裝置填料支承裝置的作用是支承填料及其所持有液體的質量，幫支承裝置應有足夠的力學強度。同時，應使氣體和液體可順利通過，避免在支承裝置處發(fā)生液泛現(xiàn)象，保證填料塔的正常操作。(2) 液體分布裝置若液體分布不勻，填料表面不能被液體潤濕，塔的傳質效率就會降低。因此要求塔頂填 料層上應有良好的液體初始分布， 保證有足夠數(shù)目且分布均勻的噴淋點， 以防止塔內的壁流 和溝流現(xiàn)象發(fā)生。(3) 流體再分布裝置當液體在亂堆填料層內向下流動時，有偏向塔壁流動的傾向。為將流到塔壁處的液體 重新匯集并引入塔中央?yún)^(qū)域，應在填料層中每隔一段高

39、度設置液體再分布裝置。(4)除沫裝置除沫裝置安裝在塔頂液體分布器上方，用于除去出口氣體中夾帶的液滴。常用的除沫裝置有絲網(wǎng)除沫器，折流板除沫器及旋流板除塵器等。此外，在填料層頂部應設置填料壓板或擋網(wǎng)，以免因氣速波動而將填料吹出或損壞。17、吸收過程的相組成用什么來表示？為什么？答：在吸U婦過程中，隨著吸收過程的不斷進行，吸收中氣相和液相的總的質量和總的摩爾數(shù)不 斷地發(fā)生著變化，惰形氣體和吸收劑不變，為此 ，為了計算上的方便，分別以惰形氣體和吸收 劑為基準的質量比和摩爾比來表示吸收過程的相組成。18、吸收劑、吸收質、惰性氣體和吸收液？答：吸收質：混合氣體中能夠溶解的組份。用“ A”來表示。惰性氣體

40、： 不能被吸收(溶解)的組份。用“ B”來表示。吸收液：吸收操作所得到的溶液。吸收劑： 吸收過程中所用的溶劑.用“S”來表示。19、吸收過程為什么常常采用逆流操作？答：降至塔底的液體恰與剛剛進塔的氣體相接觸， 有利于提高出塔吸收液的濃度從而減少吸 收劑的消耗量；升至塔頂?shù)臍怏w恰與剛剛進塔的吸收劑相接觸， 有利于降低出塔氣體的濃度, 從而提高溶質的吸收率。20、何謂吸收速率？寫出任意一個氣膜、液膜及總的吸收速率方程式？(標出其吸收 系數(shù)的單位)答：單位時間內單位相際傳質面積上吸收的溶質量。Na kG. P PNa kL Ci CkG氣膜吸收系數(shù)Na Kg.p pk L 液膜吸收系數(shù)K G 吸收總

41、系數(shù)21、填料可分哪幾類？對填料有何要求? 答：填料可分為：實體填料和網(wǎng)體填料。填料的要求：要有較大的比表面積；要有較高的空隙率；要求單位體積填料的重量輕、造價低、堅固耐用、不易堵塞、有足夠的機械強度和良好的化學穩(wěn)定性。22、什么是享利定律？其數(shù)學表達式怎樣？答：當總壓不太高時，在一定的溫度下，稀溶液上方的氣體溶質組份的平衡分壓與該溶質在 液相中的濃度之間的關系亨利定律的其實表達形式P E.x P CH y mx Y mX。23、H、E、m、分別表示什么？隨溫度的變化情況如何？答：H指溶解度系數(shù)；E指享利系數(shù)；m指相平衡常數(shù)。H隨著溫度的升高而減少；E和m隨著溫度的升高而增加。24、什么是氣膜

42、控制？什么是液膜控制？答：對于易溶氣體，液膜阻力可以忽略不計，氣膜阻力控制著整個吸收過程的速率，吸收總推動力的絕大部分用于克服氣膜阻力。稱為“氣膜控制”。對于難溶氣體，氣膜阻力可以忽略不計，液膜阻力控制著整個吸收過程的速率，吸收總推動力的絕大部分用于克服液膜阻力。稱為“液膜控制”。25、何謂溶解度？溶解度與哪些因素有關？溶解度曲線有何規(guī)律？答：平衡時，氣體在液相中的飽和濃度即為氣體在液體中的溶解度。氣體溶質在一定溶劑中的溶解度與物系的壓強、溫度及該溶質在氣相中的組成相關。由溶解度曲線可知：同一溶劑中，相同的條件下不同氣體的溶解度差別很大；同一溶質，在相同的氣相分壓下，溶解度隨溫度降低而增大；同

43、一溶質，在相同溫度下，溶解度隨氣相分壓增高而增大。五、計算題1、二氧化碳的體積分數(shù)為 30%的某種混合氣體與水充分接觸，系統(tǒng)溫度為30C,總壓為101.33 k Pa。試求液相中二氧化碳的平衡組成，分別以摩爾分數(shù)和物質的量濃度表示。在操作范圍內亨利定律可使用。解：混合氣體按理想氣體處理，則由分壓定律可知，二氧化碳在氣相中的分壓為p P y 101.33 0.3 30.4k Pa5在30c時二氧化碳以摩爾分數(shù)在水中的亨利系數(shù)E為1.88 10 k Pa。液相中二氧化碳以摩爾分數(shù)表示的平衡組成為P 30.4_ _5E 188 1051.617 104以物質的量濃度表示的平衡組成為其中其中1.0/1

44、.71.0/1.7 100/180.010480.80.0104876.3 kPaEMss 1000 30.433則 p p58.98 10 kmol/mc EMs 1.88 105 182、在總壓為101.33 kPa和溫度為20c下，測得氨在水中的溶解度數(shù)據(jù)為：溶液上方氨平衡分壓為0.8 k Pa時，氣體在液體中的溶解度為1g（ NH 3 ）/100g（ H 2。）。試求亨利系數(shù)E、溶解度系數(shù)H和平衡常數(shù)m。假設該溶液遵守亨利定律。 解：亨利常數(shù)E可由下式計算：*E p /x0.0411；19 / 27溶解度系數(shù)H可由下式計算:H 10000.728kmol / ( m3 kPa)EMs

45、76.3 18相平衡常數(shù)m可由下式求得其中 y 20.80.0079p 101.330.00790.010480.754m也可由下式求得76.3101.330.7533、在常壓101.33kPa、溫度 下，溶質組成為 0.05 （摩爾分數(shù)）的 CO2-空氣混合物3 . .3與儂度為1.1 10 kmol/m的25水溶液接觸，試判斷傳質過程方向。已知常壓、25 c下CO2在水中的亨利系數(shù) E為1.660 105kPa。解：將亨利系數(shù)E換算為相平衡常數(shù) m,即1.66 105 103 _51.0133 105將實際溶液的物質的量濃度換算為摩爾分數(shù)，即c 1.1 10 3x1.98s 1000/18

46、M7105判斷過程方向時，由液相分析:y 0.05x - 3.05m 1.638105 x 1.98 10 5故CO2由氣相傳遞到液相，進行吸收。由氣相分析：5_y mx 1.638 1.98 100.0324 y 0.05結論同上，該過程為吸收。4、在壓強為101.33kPa下，用清水吸收含溶質A的混合氣體，平衡關系服從亨利定律。在吸收塔某截面上，氣相主體溶質 A的分壓為4.0kPa,液相中溶質A的摩爾分數(shù)為0.01,相平衡常數(shù)m為0.84 ,氣膜吸收系數(shù)Ky為2.776 10 5kmol /(m2 s)；液膜吸收系數(shù)32Kx為3.86 10 kmol/(m s),試求:(1)氣相總吸收系數(shù)

47、 Ky,并分析該吸收過程控制因素;(2)吸收塔截面上的吸收速率N AA解：(1)氣相總吸收系數(shù)ky由下式求得:1Ky1 mKyKx152.776 1050.84 3 3.602 104 2.76 1023.86 10 33.629 104故Ky13.629 1042.756 10 5kmol/(m2 s)由計算結果可知，氣膜阻力1/心為3.602 104( m2 s) /kmol,液膜阻力m/Kx為2.716 102(m2 s) /kmol,液膜阻力約占總阻力的0.7%,故該吸收過程為氣膜阻力控制。(2)吸收速率NA4.0P-p 101.33 4.01-x0.011 0.010.0101 ；Y

48、 mX 0.84 0.0101 0.00848562則 NaKy(Y Y ) 2.756 10(0.0411 0.00848) 0.899 10 kmol/(m s)5、在常壓逆流操作的吸收塔中， 用清水吸收混合氣中溶質組成 A.已知操作溫度為27C, 混合氣體處理量為1100m3/h,清水用量為2160kg/h。若進塔氣體中組分 A的體積分數(shù) 為0.05,吸收率為90%,試求塔底吸收液的組成，以摩爾比表示。解：吸收塔吸收液組成可由全塔物料翻算求得，即VXi -(Yi Y2) X2其中X20Yiy11 V10.051 0.050.0526Y2 丫式1A) 0.0526 (1 0.90) 0.0

49、0526L 2160L 120kmol/hM 18V' 273%、1100273V (1 y1)(1 0.05)22.4 273 t22.4 273 2742.45kmol/h42 45 一 一故 X14245 (0.0526 0.00526) 0.01681206、在逆流吸收塔中，用清水吸收混合氣體溶質組分A,吸收塔內操作壓強為 106kPa,溫度為30C,混合氣流量為1300m3/h,組成為0.03 （摩爾分數(shù)），吸收率為95%。若吸收劑用量為最小用量的1.5倍，試求進入塔頂?shù)那逅昧縇及吸收液的組成。操作條件下平衡關系為Y=0.65X。解：（1）清水用量進入吸收塔的惰性氣體摩爾流

50、量為Y1V'22.4V11V1江上(1 273 t 101.330.031 0.030.03093y1)130027322.4 273 30106(1 0.03) 53.06kmol/h101.3329 / 270.00155Y2 丫1(1a) 0.03093 (1 0.95)X20.65最小吸收劑用量為minYi丫2X 253.06 (0.03093 0.00155)0.03093/0.6532.8kmol /h則清水用量為L 1.5Lmin 1.5 32.8 49.2kmol / h（2）吸收液組成根據(jù)全塔物料衡算可得XiV(Yi Y2)X253.06 (0.03093 0.001

51、55)0 0.031749.27、在常壓逆流吸收塔中，用純吸收劑吸收混合氣中的溶質組分。 進塔氣體組成為4.5% （體積），吸收率為90%,出塔液相組成為0.02（摩爾分數(shù)），操作條件下相平衡關系為 Y=1.5X （Y、X為摩爾比）。試求塔頂、塔底及全塔平均推動力，以摩爾比表示。解：理想氣體的體積分數(shù)等于摩爾分數(shù)，故進塔氣相組成為y11y10.0451 0.0450.047出塔氣相組成為Y2Y,(1A) 0.047(1 0.9) 0.0047進塔液相組成為X20出塔液相組成為X1X11 X10.021 0.020.0204塔頂氣相推動力為Y2 Y2 Y2Y2 mX20.0047 0 0.004

52、7塔底氣相推動力為Y1Y1Y1Y1 mX10.0047 1.5 0.0204 0.0164全塔氣相平均推動力為Ym丫 丫20.0164 0.00470.0164 In 0.00470.00948、在逆流操作的填料吸收塔中，用清水吸收混合氣中溶質組分A。進塔氣體組成為0.03（摩爾比），吸收率為99%,出塔液相組成為 0.013（摩爾比）。操作壓強為101.33kPa/（ mh）,氣相體積吸收總系數(shù)為0.95kmoI/（ m3 h kPa ）,試求所需的填料層高度。解：填料層高度用下式計算:Z H OG NOGVKYaY1丫2Ym其中丫 0.03Y2Y1(1A) 0.03 (1 0.99) 0.0003Xi0.03 X20Ym(Y mX1) (Y2 mX2)lnY1mX1丫2mX2(0.03 2 0.013) (0.0003 0),0.03 2 0.013.In0.0003KYaVKg3 P 0.95 101.3396.26kmol/