一. 填空题
1、压力__________,温度__________,将有利于吸收的进行。增加,下降
2、对于接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统,在吸收操作中温度不变,压力增加,可使相平衡常数__________,传质推动力__________。减小,增大
3、生产上常见的解吸方法有___________、____________、__________。升温,减压,吹气 4、吸收操作的原理是__________________。混合气体中各组分在溶剂中溶解度的差异 5、增加吸收剂用量,操作线的斜率___________,吸收推动力___________。增大,增大 6、所谓气膜控制,即吸收总阻力集中在______一侧,而_______一侧阻力可忽略;如果说吸收质气体是属于难溶气体,则此吸收过程是________控制。气膜,液膜,液膜
7、 某逆流填料吸收塔,用纯溶剂吸收混合气中的易溶组分,已知入塔yb=8%(摩尔比),平衡关系y=2x。现设填料层无穷高,若液气比(摩尔数之比)为2 .5时,吸收率=____________%。(2)若液气比为1.5时,吸收率=_____________%。100% 75%
8、 在设计吸收塔时,增加吸收剂用量,将使操作线的斜率__________和吸收过程的推动力(Δym)________。变大,变大
9、已知SO2水溶液在三种温度t1、t2、t3下的亨利系数分别为E1=0.00625atm、E2=0.0011atm、E3=0.0035atm,则三者温度的关系为___________。t1> t3> t2
10、实验室用水吸收空气中的CO2,基本属于_________控制,气膜阻力______液膜阻力。液膜控制、小于
11、浓度高,漂流因( ),主体流动的影响( )。低浓度时,漂流因子近似等于1,主体流动的影响小。大,大
12、( )和( )有利于吸收操作过程;而( )和( )则有利于解吸操作过程。 加压,降温,减压,升温
13、操作点P离平衡线越近,则总推动力就(越小)。
14、操作线斜率越小,越靠近平衡线,传质推动力(越小),对传质越(不利)。
二、单项选择题(每空2分,共30分)
1对常压操作的低浓度吸收系统,当系统总压在较小范围内增加时,亨利系数E将( C ),相平衡常数将( B ),亨利系数H将( C )。 A. 增加 B. 降低 C. 不变 D. 不确定 2在逆流吸收塔中,吸收过程为气膜控制,若进塔液体组成相总传质单元高度将( )。
3、在气体混合物与某液体系统的y-x图中,操作线在平衡线下方,说明该过程为( B )。
A. 吸收 B. 解吸 C. 平衡 D. 不能估计
增大,其它条件不变,则气
4、下列说法错误的是( C )。
A. 溶解度系数H值很大,为难气体 B. 亨利系数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、低浓度逆流吸收操作中,若其它操作条件不变,仅增加入塔气量,则气相总传质单元高度将( a );气相总传质单元数将( b )。 A. 增加 B. 减少
C. 不变 D. 不确定
6、逆流操作的填料吸收塔,当吸收因数A <1 且填料为无穷高时,气液两相将在( B )达到平衡。
A.塔顶 B.塔底、 C.塔中部
7.通常所讨论的吸收操作中,当吸收剂用量趋于最小用量时( D ) A.回收率趋向最高 B.吸收推动力趋向最大 C.操作最为经济 D.填料层高度趋向无穷大 8.吸收塔设计中,最大吸收率?max与( D )无关
A.液气比 B.液体入塔浓度x2 C.相平衡常数m D.吸收塔型式
9. 在吸收操作中,以液相浓度差表示的吸收塔某一截面上的总推动力为_A____。
A. xe?x; B. x?xe; C. xi?x; D. x?xi
10. 操作中的吸收塔,当其它操作条件不变,仅降低吸收剂入塔浓度,则吸收率将( a );又当用清水作吸收剂时,当其它操作条件不变,仅降低入塔气 体浓度,则吸收率将( c )。
A、增大; B、降低;
C、不变; D、不确定
11、对常压操作的低浓度吸收系统,当系统温度升高时,亨利系数E将( a ),相平衡常数m将( a ),溶解度系数H将( b )。 A. 增加 B. 降低 C. 不变 D. 不确定
12、据双膜模型的基本假设,固定相界面两侧的扩散阻力集中在两层虚拟的静止膜层之内,
但对于易溶气体的吸收,则为( A )。
A. 气膜阻力远大于液膜阻力,属于气膜控制过程 B. 气膜阻力远大于液膜阻力,属于液膜控制过程 C. 气膜阻力远小于液膜阻力,属于气膜控制过程 D. 气膜阻力远小于液膜阻力,属于液膜控制过程 13、关于双膜模型的描述,错误的是( D )。
A. 气液两相接触时,有稳定相界面,且界面处气液两相达平衡 B. 相界面两侧各有一停滞膜,膜内传质方式为分子扩散 C. 传质阻力全部集中在停滞膜内,膜外传质阻力为零 D. 相界面处有阻力存在,计算中不可忽略
14、对于溶质浓度较大的稀溶液(仍为低浓度吸收),单方向扩散速率和等分子反向扩散速率的大小关系是( A )。
A. 单方向扩散速率大于或等于等分子反向扩散速率 B. 单方向扩散速率小于等分子反向扩散速率 C. 单方向扩散速率等于二分之一等分子反向扩散速率 D. 单方向扩散速率等于三分之一等分子反向扩散速率
三.简答题
1.简述吸收剂的选取标准。
答:对溶质组分有较大的溶解度;溶质组分有良好的选择性;不易挥发;黏度低;无毒、无腐蚀性、不易燃烧、不发泡、价廉易得,并具有化学稳定性等要求。
2. 实际操作时的液气比可否小于或等于最小液气比?此时吸收塔是否能操作?将会发生什么现象?
可以,能,但达不到指定的吸收要求 四、计算题
1、在总压101.3kPa,温度30℃的条件下,SO2摩尔分率为0.3的混合气体与SO2摩尔分率为0.01的水溶液相接触,试问: (1)从液相分析SO2的传质方向;
(2)从气相分析,其它条件不变,温度降到0℃时SO2的传质方向;
(3)其它条件不变,从气相分析,总压提高到202.6kPa时SO2的传质方向,并计算以液相
摩尔分率差及气相摩尔率差表示的传质推动力。(15分)
已知总压101.3kPa,温度30℃条件下SO2在水中的亨利系数E=4850kPa;总压101.3kPa,温度0℃的条件下,SO2在水中的亨利系数E=1670kPa 解:(1) m?E?4850?47.88
P101.3从液相分析 xe?y0.3??0.00627?0.01 m47.88故SO2必然从液相转移到气相,进行解吸过程。 (3分) (2) m?E1670? =16.49 p101.3从气相分析
ye=mx=16.49×0.01=0.16 故SO2必然从气相转移到液相,进行吸收过程。 (3分) (3) 在总压202.6kPa,温度30℃条件下,SO2在水中的亨利系数E=4850kPa m?从气相分析 E4850? =23.94 p202.6ye=mx=23.94×0.01=0.24 故SO2必然从气相转移到液相,进行吸收过程。 (3分) xe?y0.3??0.0125 m23.94以液相摩尔分数表示的吸收推动力为: ?x=xe-x=0.0125-0.01=0.0025 (3分) 以气相摩尔分数表示的吸收推动力为: ?y= y-ye=0.3-0.24=0.06 (3分) 2. 在某常压填料吸收塔中,用清水吸收废气中的氨气。废气中氨的浓度为0.08(摩尔分数),要求回收率不低于98%。操作液气比 L?2,操作条件下的平衡关系为y=1.48x,气相体积G总传质系数Kya=125kmol/(m3.h)。试求: (1)吸收液浓度; (2)吸收操作线方程; (3)若G=100kmol/m2h,求填料层高度。 解(1).ya?yb(1??)?0.08*(1?0.98)?0.0016 G(yb?ya)?L(xb?xa) 1(0.08?0.00)1?62(xb?0) xb?0.0392 (2).y=L/Gx+(ya-L/Gxa)=2x?0.0016 (3).HOG? S?G100??0.8m Kya125mG1.48??0.74 L2NOG? ??y?mxa1ln??1?S?b?S?1?S?ya?mxa?10.08???ln??1?0.74??0.74? 1?0.74?0.0016??10.08 ho=10.08*0.8=8.06m 3. 在某常压填料吸收塔中,用清水吸收废气中的氨气。废气中氨的浓度为0.08(摩尔分数),要求回收率不低于98%。操作液气比总传质系数Kya=125kmol/(m3·h)。 试求:(1)吸收液浓度; (2)收操作线方程; (3)填料层高度。 解:解(1).ya?yb(1??)?0.08*(1?0.98)?0.0016 L?2,操作条件下的平衡关系为y=1.48x,气相体积GG(yb?ya)?L(xb?xa) 1(0.08?0.00)1?62(xb?0) xb?0.0392 (2).y=L/Gx+(ya-L/Gxa)=2x?0.0016 (3).HOG? S?G100??0.8m Kya125mG1.48??0.74 L2NOG? ??y?mxa1ln??1?S?b?S?1?S?ya?mxa?10.08???ln??1?0.74??0.74? 1?0.74?0.0016??10.08 ho=10.08*0.8=8.06m