第五部分吸收概念题示例与分析408.pdf

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1、 第 五 部 分 吸 收 概 念 题 示 例 与 分 析(总 1 1 页)-本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可-内页可以根据需求调整合适字体及大小-2 第五部分 吸收 一、填空题 5-1 在液相中，若温度提高 1 倍，粘度不变，则扩散系数_。答案：增大 1 倍 分析：由)(000TTDD 可知。5-2操作中的吸收塔，当生产任务一定，若吸收剂用量小于最小用量，则吸收效果 _.答案：达不到要求 分析：所谓最小液气比及最小吸收剂用量是针对一定的分离任务而言的，当实际液气比或吸收剂用量小于最小值时，则吸收效果达不到给定的分离要求。5-3脱吸因数s 的表达式为_,在 Y-X坐标系下的几何意义是 _

2、。答案：LmVs;平衡线斜率与操作线率之比 5-4 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，则操作线将_ 平衡线，传质推动力将 _,若吸收剂用量减至最小吸收剂用量时，设备费用将_。答案：靠近；减小；无穷大 5-5 对逆流操作的填料吸收塔，当脱吸因数s1 时，若塔高为无穷大，则气液两相将于塔_达到平衡。答案：底 分析：因平衡线的斜率大于操作线的斜率，故操作线无限延长（塔高无限大）时，将 在高浓度端与平衡线相交，即两相在塔底达到平衡。5-6 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 _。答案：相界面两侧的液膜和气膜中；增大 5-7

3、 s1,s2,s3是 3 种气体在吸收过程中的脱吸因数，已知321sss，且吸收过程的操作条件相同，试将 3 种气体按溶解度大小排序如下 _。答案：第 3 种最大，第 2 种次之，第 1 种最小 分析：操作条件相同，LV相同，由LmVs 可知当 321sss 有 321mmm 而 m 值愈大，表明气体溶解度愈小。5-8 压力_,温度_,将有利于吸收的进行。答案：增大；下降 3 分析：由PEm,说明 m 是温度和压力的函数。一般情况下，温度下降，则 E 值下降，故温度下降，压力增大，导致 m 值下降，溶解度增大，有利吸收。5-9 难溶气体属_控制，主要传质阻力集中于_侧。答案：液膜；液膜 5-1

4、0 双膜理论的基本假设是：（1）_;(2)_;(3)_。答案：气液界面两侧各存在一层静止的气膜和液膜；全部阻力集中于该两层静止膜中，膜中的传质是定态分子扩散；在相界面处，两相达平衡。5-11 等分子反向扩散适合于描述 _ 过程中的传质速率关系。一组分通过另一停滞组分的扩散适合于描述 过程中的传质速率关系。答案:精馏,吸收和脱吸.5-12 欲得到一定浓度的溶液，对易溶气体所需的分压_,而对难溶气体所需的分压则_。答案：较低，很高 分析：由亨利定律 ExP 难溶气体的E 值很大，故需要的分压高，而易溶气体的 E 值很小,故需要的分压低.5-13 在选择吸收剂时，应主要考虑的 4 个方面1_,2_

5、_,3_,4_。答案：溶解度，选择性；挥发性；粘性 5-12漂流因数反映_,当漂流因数大于1 时表明_。答案：总体流动对传质速率的影响；由于有总体流动而使传递速率较之单纯分子扩散速率要大一些。5-13 物质在静止流体中的传递，主要是依靠流体_的无规则运动。物质在湍流的传递,主要是依据靠流体_的无规则运动.答案：分子；质点 5-14 对流传质是指发生在运动着的流体与_之间的传质过程。答案：相界面 5-15 3 种具有代表性的传质理论是：1_,2_ 3_-。答案：双膜理论；溶质渗透理论；表面更新理论。5-16 吸收操作时，塔内任一横截面上，溶质在气相中的实际分压总是_与其接触的液相平衡分压，所以吸

6、收操作线总是位于平衡线的_。反之，如果操作线位于平衡线_，则应进行脱吸过程。答案：高于；上方，下方。5-17 当气体处理量及初、终浓度已被确定，若减少吸收剂用量，操作线的斜率将_，其结果是使出塔吸收液的浓度_，而吸收推动力相应_。答案：变小；变大；变小 4 分析：由题意知 V、1y、2y已经确定，减少 L 用量意味着液气比减小，因低浓度端 已固定，故操作线斜率变小且向平衡线靠近，使传质推动力变小。又由物料衡算：)()(2121xxLyyV常数 可知当2x一定时，L 减小，1x必增大。5-18 一般情况下取吸收剂用量为最小用量的_倍是比较适宜的.答案：填料层高度的计算将要涉及_、_与_这 3 种

7、关系式的应用。答案：物料衡算；传质速率；相平衡 5-20 传质单元数OGN及OLN反映 _。及OGHOLH则与设备的型式、设备中的操作条件有关,表示_,是吸收设备性能高低的反映。答案：分离任务的难易；完成一个传质元所需的填料层高度 5-21 在气液进口浓度给定的情况下，参数*22*21YYYY 值的大小反映 。在气液进口浓度及吸收率已知的条件下，参数S 值的大小反映 。答案：溶质吸收率的高低；吸收推动力的大小 5-22 对于低浓度气体吸收操作，在求传质单元数时，解析法的适用条件是 ,对数平均推动力法的适用条件是 ，梯级图解法的适用条件是 _,图解积分法的适用条件是 。答案：操作范围内平衡线为直

8、线；操作范围内平衡线为直线；操作范围内平衡线弯 曲程度不大；各种情况 5-23 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 .若溶质组分进入液相后立 即反应被消耗掉，则界面上的溶质分压为 ，吸收过程可按 膜控制的物理吸收计算。答案：增大；降低；增大；零；气膜 5-24 克列姆塞尔方程的最简形式为 。答案：2121XXYYATN 5-25 对常压下低浓度溶质的气液平衡系统,当液相总浓度增加时,其相平衡常数 m将 答案：增大 分析：由亨利定律 ccmmxyA 式中 Ac-溶质的浓度，3mkmol；c-溶液总浓度，3mkmol；5 由题知y，

9、Ac不变，c增加，故m必增大。5-25 当填料层高度等于传质单元高度OGH时，则该段填料层的传质单元数OGN=，进出该填料段的气体摩分数之差等于 。答案：1；该段用气相摩分数表示的平均推动力 5-26 对逆流吸收系统，若脱吸收因数s=1，则气相总传质单元数OGN将 理论板数TN。若脱吸因数s，则OGN将 TN。答案：等于；小于 分析：由ssNNOGTln1可知 OGNs,1时TN TOGNNs,1时 TOGNNs,1时 5-27 生产中常见的脱吸方法有 _,_ 和_。答案：通入惰性气体；通入水蒸气；降压 5-28 用清水在填料塔中逆流吸收空气的氨，已知气体入塔浓度为%51Y(摩尔)，平衡关系Y

10、=，填料层高为无穷大。试问：(1)当液气流量之比为 1 时，出塔气相组成 2Y=，吸收率A=；(2)当液气流量之比为时，出塔气相组成2Y ，吸收率A=。答案：（1）0，100%；（2），94%分析：（1）当1VL时 175.0175.0LmVs 操作线在低浓度端已平衡线相交，即两相在塔顶达到平衡，故有 X2=0，Y2=0 所以%100121YYYA（2）07.17.075.0,7.0LmVsVL1 说明操作线在高浓度端与平衡线相交，即两相在塔底达到平衡，故有 X067.075.005.01*mYi 由 V（)()2*121XXLYY 6 0031.0067.07.005.0112XVLYY 所

11、以%9405.00031.005.0121YYYA 5-29 在 XY 图上示意绘出两塔操作线 2X 1X 2Y 1Y 2Y 3Y Y=f(x)1Y 1X 3X 0 2X 1X 3X X 图 5-1 5-32 附图 5-30低浓度难溶气体的逆流吸收操作系统，若仅增加液体量，而不改变其他条件，则此塔的气相总传质单元数OGN将 ，气体出口浓度2Y将 。答案：增大；下降 分析：难溶气体的吸收过程为液膜阻力控制，主要阻力在液相，即 YYkK11xxkmkm 当增加液体量，可增大液膜传质系数，有效降低液膜阻力xkm，故总阻力YK1下降。所以 aKVHYOG将变小 而 Z 不变，故OGN将增大。因Lmvs

12、 随 L 的增加而下降。由 S，OGN，2221mXYmXY关系可知2221mXYmXY将增加，故2Y必下降。5-31 化学吸收的历程为溶质 ，4 个步骤构成。答案：在气相中扩散到液面；溶解进入液相；在液相中扩散；在液相中反应。5-32在逆流操作的填料塔中，用纯溶剂吸收某气体混合物中的有害成分。已知平衡关系为Y=2X，操作液气比2VL，入塔气中含（摩尔分数，下同），出塔液相浓度为,则气相总传7 质单元OGN 。若将填料塔改为板式塔，则理论板数TN=。答案：6；6 分析：由物料衡算求2Y 2121XXLYYV。02X 2VL 007.01Y 所以 001.0003.02007.0212XVLYY

13、 由于,1LmVs可知平衡线与操作线相互平行，二线间垂直距离处处相等，故用对数平均推动力法求OGN。2222YmXYYYm 22121YYYYYYNmOG=6001.0001.0007.0 当1s时，有 6OGTNN 二、单项题 5-33 气相压力一定，温度提高 1 倍，组分在气相中的扩散系数 ；若温度不变，压力增加1 倍，则扩散系数 .答案：C；B A.增大 1；B.减少 1 倍；C.约原来的2/32倍；D.不变；分析：由马克斯韦尔吉利兰公式有 2/3)(oooTTppDD 5-34 操作中的吸收塔，当其他操作条件不变，仅降低吸收剂入塔浓度，则吸收率将 ；又当用清水作吸收剂时，其他操作条件不

14、变，仅降低入塔气体浓度，则吸收率将 .答案 A;C A.增大：B.降低；C.不变；D.不确定；分析:第一问因为吸收剂入塔浓度下降,使塔内传质推动力增大,传质效果提高,从而使气体出塔浓度下降,吸收率增大.第二问因为Z、OGH不变,可知OGN也不变 由 OGNsmxymxysIns2221)1(11=ssInsA1111 8 及 LmVs 不变 可知 A不变 5-35 低浓度逆流吸收操作中，若其他操作条件不变，仅降低入塔液体组成2X,则：气相总传质单元高度OGH将_;气相总传质单元数OGN将_;气相出塔组成2Y将_;液相出塔组成1X将_.答案：C；C；B；B A 增加；B 减小；C 不变；D 不确

15、定.分析：因为气液流量不变，所以OGH不变，又因为 Z 不变，故OGN不变。由 smXYmXYssNOG22211ln11 可知当OGN、s 不变时，2221mXYmXY也不变，因为 Y1Y2,故2Y必下降。同理由AmXYmXYAANOL11211ln11，可知当 A、OLN不变时，1211mXYmXY也不变，故当2X下降时1X必下降。5-36 双组分气体（A、B）进行稳定分子扩散，AJ 及AN分别表示在传质方向上某 截面处溶质A 的分子扩散速率与传质速率，当系统的漂流因数大于1 时，AJ_ BJ；AN_BN 答案：C；A A.大于；B.小于；C.等于;D不确定 分析：因为是双组分气体，所以系

16、统中A 和 B 的浓度梯度大小相等方向相反。由费克定律可知A 和 B 的分子扩散速率也将大小相等方向相反。然而因漂流因数大于1，说明产出了主体流动，结果增大了 A 的传递速率。这里按习惯 B 为惰性组分。5-37 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：气相总传质单元高度OGH将_；气相总传质单元数OGN将_;出塔气相组成2Y将_；出塔液相组成1X将_；溶质回收率将 _；答案：；.增加；.减小；.不变；.不确定 分析：由YaOGKVH 可知OGH随的增加而增大；由 OGOGNHZ 不变，可知OGN下降。9 由 LmVs 及OGN、2221mXYmXY关系图，可知增加和OG

17、N下降均使 2221mXYmXY下降，故2Y必增大，使回收率减小。由XaOLKLH，因为XK1随 V 的增加而下降，可知OLH将下降，从而使OLN增 加。又因为OGN、s、2221mXYmXY之间的关系与OLN、A、1121mXYmXY之间的关系规律完全相同，故可将OGN、s、2221mXYmXY关系图用于OLN、A、1121mXYmXY关系，所以当 A 下降，OLN增大时，2121mXYmXY将增大，故1X必增加。5-38对常压下操作的低浓度吸收系统,系统总压在较小范围增加时,享利系数E将_,相平衡常数m将_,溶解度系数H将_.答案：C；B；C A.增加；B.降低；C.不变；D.不确定 分析

18、：因为低压下 E 仅是温度的涵数，及 m=pE HEMss 可是总压增加 E、H 不变，m 下降。5-39 低浓度逆流吸收操作中，若其他入塔条件不变，仅增加入塔气体浓度1Y，则：出塔气体浓度2Y将_;出塔液体浓度1X_;答案：A；A A 增大；B 减小；C 不变；D 不确定 分析：OGN、s 皆不变，故2221mXYmXY不变，所以当1Y增大时2Y必增大。同理，由A、OLN 不变，知1121mXYmXY不变，因为21XX，故当1Y增大时，1X必增大。从另一角度来看，1Y 的增大使塔内传质推动力增大，故1X增大。5-40 低浓度逆流吸收操作，当气液进塔组成不变，而改变操作条件使脱吸因数s 增大，

19、则：气体出塔浓度2Y将_;液体出塔浓度1X将_.答案：A；D A 增大；B 减小；C 不变；D 不确定 10 分析：LmVs，s 的增大，意味着操作线将向平衡线靠近，使传质推动力减小，故2Y必增大，而1X怎样改变和 m 及VL的具体变化有关，而此题并没有明确，故1X不能确定。5-41 低浓度难溶气体的逆流吸收过程，若其他操作条件不变，仅入塔气量有所下降，则：液相总传质单元数OLN将_;液相总传质单元高度OLH将_；气相总传质单元数OGN将_；气相总传质单元高度OGH将_；操作线斜将 _ 答案：C；C；A；B；A.增加；.减小；.基本不变；.不确定；分析：因液膜控制，故OLHLH，可以为基本不受

20、气 量的影响，所以OLH及.OLN基本不变 由 OGHsOLH，sLmV，可知当减小进，OGH 将减小 由OLOGANN，AmVL，可知当减小时，OGN将增加 显然，减小使VL增大 5-42 某逆流吸收过程，已知系统满足亨利定律，吸收因数23A，当塔高为无穷大时，(1)塔底气相组成1Y将_*1Y；塔顶气相组成 Y2将_*2Y(2)若其他操作条件不变，仅将系统压力减小了31，则此时塔底气相组成1Y将_*1Y .大于 .小于；.等于；答案：(1)A、C(2)C 分析：(1)由23mVLA，知操作线的斜率大于平衡线的斜率。所以当塔高为无穷大时，两线将于低浓度端相交，即两相将于塔顶达平衡，故*11YY

21、，*22YY (2)因为PEm,由题意知 mpEm2332 故 1233223mVLmVLA 说明平衡线与操作将重合,故 *11YY 5-43 对同一温度和液相浓度的稀溶液，如果总压减小1 倍，则与之平衡的气相浓度（或分压）_ 增大倍；增大倍；减小倍；减小倍；11 答案：A 分析：稀溶液系统服从亨利定律，则有：Exp 或 xpEy 由题意知总压p 减小倍，即212pp，且x,E均不变，则：112222yxPExpEy 1111122222pypypypp 5-44 下述分离过程中哪一种不属于传质分离 _.A.萃取分离；B:吸收分离；C:结晶分离；D:离心分离 答案：D 5-45 在常压塔中用水

22、吸收二氧化碳，yK和xK分别为气相和液相传质分系数，yK为气相总传质系数，m 为相平衡常数，则_ 答案:D A.为气膜控制，且yykK B.为液膜控制，且xykK C.为气膜控制，且mkKxy D.为液膜控制,且mkKxy 分析:由xyykmkK11 及 yxkkm1(难溶气体吸收),可知mkKxy 5-46 下述说法中错误的是_.答案：C A.溶解度系数 H 值很大，为易溶气体；B.享利系数 E 值很大，为难溶气体；C.亨利系数 E 值很大，为易溶气体；D.平衡常数 m 值很大，为难溶气体；5-47 下述说法中错误的是_。答案：A A.液体中的扩散系数与压力成正比，与粘度成反比；B.气体中的

23、扩散系数与压力成反比，与温度的23次方成正比；C.液体中的扩散系数与温度成正比，与粘度成反比；D.发生在静止或滞流流体中的扩散属于分子扩散 5-48 下述说法中错误的是_。答案：B A.理想溶液满足拉乌尔定律，也满足亨利定律；B.理想溶液满足拉乌尔定律，但不满足亨利定律；C.非理想稀溶液满足亨利定律，但不满足拉乌尔定律；D.服从亨利定律并不说明溶液的理想性，服从拉乌尔定律才表明溶液的理想性 12 5-49 下述说法中正确的是_。答案：D A.气相中的扩散系数大于液相中的扩散系数，故物质在气相中的扩散通量大于在液相中的扩散通量；B.气相中的扩散系数小于液相中的扩散系数，故物质在气相中的扩散通量小

24、于在液相中的扩散通量；C.气相中的扩散系数与液相中的扩散系数在数量级上接近，故气液两相中可达到相同的扩散通量；D.气相中的扩散系数大于液相中的扩散系数，但在一定条件下，气液两相中仍可达到相同的扩散通量。分析：物质在气相中的扩散系数较在液相中的扩散系数约大 105倍。但是，液体的密度往往比气体大得多，因而液相中的物质浓度以及浓度梯度便可远远高于气相中的物质浓度及浓度梯度，所以在一定条件下，气液两相中仍可达到相同地扩散通量。5-50 下述说法中正确的是 _。答案：B A.气膜控制时有：*ppi，LGHkk11；B.气膜控制时有：*ppi，LGHkk11；C.液膜控制时有：icc*，GLkHk1；D

25、.液膜控制时有：icc，GLkHk1；5-51 下述说法中错误的是_。答案：B A.板式塔内气液逐级接触，填料塔内气液连续接触；B.精馏用板式塔，吸收用填料塔；C.精馏既可以用板式塔，也可以用填料塔；D.吸收既可以用板式塔，也可以用填料塔。5-52 下述说法中正确的是_。答案：A.用水吸收氨属难溶气体的吸收，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.用水吸收氧属难溶气体的吸收，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均不可忽略。5-53 下列各项中属于物性参数的是 _。答案：.气膜吸收系数yk；.分子扩散系数；.涡流扩散系数ED；.脱吸因数。