(A)液体喷淋装置 (B)再分布器 (C)冷凝器 (D)塔釜
60、某吸收过程,已知气膜吸收系数为,液膜吸收系数为,由此可判断该过程为 。 D (A)气膜控制 (B)液膜控制 (C)双膜控制 (D)不能确定
61、选择吸收剂时不需要考虑的是 。 D (A)对溶质的溶解度 (B)对溶质的选择性 (C)操作条件下的挥发度 (D)操作温度下的密度 62、对气体吸收有利的操作条件应是 。 A (A)低温+高压 (B)高温+高压 (C)低温+低压 (D)高温+低压
63、选择吸收剂时应重点考虑的是 性能。 D (A)挥发度+再生性 (B)选择性+再生性 (C)挥发度+选择性 (D)溶解度+选择性
64、利用气体混合物各组分在液体中溶解度的差异而使气体中不同组分分离的操作称为 。 C
(A)蒸馏 (B) 萃取 (C)吸收 (D)解吸 65、温度 将有利于解吸的进行。 B (A) 降低 (B) 升高 (C)变化 (D)不变 三、判断题:
1、用水吸收二氧化碳属于化学吸收。 ( ╳ )
2、吸收操作中,所选用的吸收剂的粘度要低。 ( √ )
3、在吸收操作中,不被吸收的气体称为惰性组分,即吸收尾气。 ( ╳ ) 4、吸收操作是双向传质过程。 ( ╳ )
5、吸收操作线总是在平衡线的下方,解吸的操作线总是在平衡线的上方。 ( ╳ ) 6、吸收操作中,操作气速应高于载点气速,低于泛点气速。 ( √ ) 7、液膜控制吸收时,若要提高吸收率,应提高气相流速。 ( ╳ )
8、一般情况下,吸收塔应保持液体的喷淋密度在5~12 m3 / h以上。 ( √ ) 9、气体的溶解度随温度的升高而增大,随压力减小而增大。 ( ╳ ) 10、亨利系数小的气体溶解度大,溶解度系数小的气体溶解度也大。 ( ╳ ) 11、亨利定律与拉乌尔定律都是关于理想溶液的气液平衡定律。 ( ╳ ) 12、亨利定律与拉乌尔定律都是适用于稀溶液的气液平衡。 ( √ )
13、吸收操作线总是位于平衡线的上方是由于气相中的温度高于液相中的温度。( × ) 14、对于易溶气体为气膜控制,对于难溶气体为液膜控制。 ( √ ) 15、双膜理论将吸收过程简化为通过气液两膜的分子扩散过程。 ( √ ) 16、吸收操作是双向传质过程。 ( √ ) 17、吸收操作的依据是根据混合物的挥发度的不同而达到分离的目的。 ( ╳ ) 18、吸收操作中吸收剂用量越多越有利。 ( ╳ ) 19、吸收既可以用板式塔,也可以用填料塔。 ( √ ) 20、吸收过程一般只能在填料塔中进行。 ( ╳ ) 21、根据双膜理论,吸收过程的主要阻力集中在两流体的双膜内。 ( √ ) 22、填料吸收塔正常操作时的气速必须小于载点气速。 ( ╳ ) 23、吸收操作中,增大液气比有利于增加传质推动力,提高吸收速率。 ( √ ) 24、增大难溶气体的流速,可有效地提高吸收速率。 ( ╳ )
25、根据双膜理论,在气液两相界面处传质阻力最大。 ( ╳ ) 26、亨利系数随温度的升高而减小,由亨利定律可知,当温度升高时,表明气体的溶解度增大。 ( ╳ ) 27、吸收操作线方程是由物料衡算得出的,因而它与吸收相平衡、吸收温度、两相接触状况、塔的结构等都没有关系。 (√ ) 28、当吸收剂的喷淋密度过小时,可以适当增加填料层高度来补偿。 ( √ ) 29、在吸收操作中,若吸收剂用量趋于最小值时,吸收推动力趋于最大。 ( ╳ ) 30、正常操作的逆流吸收塔,因故吸收剂入塔量减少,以致使液气比小于原定的最小液气比,则吸收过程无法进行。 ( ╳ ) 四、简答题:
1、吸收分离的依据是什么?如何分类? 答:依据是组分在溶剂中的溶解度差异。
(1)按过程有无化学反应:分为物理吸收、化学吸收 (2)按被吸收组分数:分为单组分吸收、多组分吸收 (3)按过程有无温度变化:分为等温吸收、非等温吸收 (4)按溶质组成高低:分为低组成吸收、高组成吸收 2、吸收操作在化工生产中有何应用?
答:吸收是分离气体混合物的重要方法,它在化工生产中有以下应用。
分离混合气体以回收所需组分,如用洗油处理焦炉气以回收其中的芳烃等。净化或精制气体,如用水或碱液脱除合成氨原料气中的二氧化碳等。制备液相产品,如用水吸收氯化氢以制备盐酸等。工业废气的治理,如工业生产中排放废气中含有NO SO等有毒气体,则需用吸收方法除去,以保护大气环境。
3、吸收与蒸馏操作有何区别?
答:吸收和蒸馏都是分离均相物系的气—液传质操作,但是,两者有以下主要差别。 蒸馏是通过加热或冷却的办法,使混合物系产生第二个物相;吸收则是从外界引入另一相物质(吸收剂)形成两相系统。因此,通过蒸馏操作可以获得较纯的组分,而在吸收操作中因溶质进入溶剂,故不能得到纯净组分。
传质机理不同,蒸馏液相部分气化和其相部分冷凝同时发生,即易挥发组分和难挥发组分同时向着彼此相反方向传递。吸收进行的是单向扩散过程,也就是说只有溶质组分由气相进入液相的单向传递。
4、实现吸收分离气相混合物必须解决的问题? 答:(1)选择合适的溶剂 (2)选择适当的传质设备 (3)溶剂的再生
5、亨利定律有哪些表达式?应用条件是什么?
答:亨利定律表达气液平衡时两相组成间的关系。由于相组成由多种有多种表示方法,因此亨利定律有多种表达式,可据使用情况予以选择。
气相组成用分压,液相组成用摩尔分数表示时,亨利定律表达式为 式中E称为亨利系数,单位为kPa。
亨利系数由试验测定,其值随物系特性和温度而变。在同一种溶剂中,难溶气体的E值很大,易溶的则很小。对一定的气体和溶剂,一般温度愈高E值愈大,表明气体的溶解度随温度升高而降低。
应予指出,亨利定律适用于总压不太高时的稀溶液。 以分压和物质的量浓度表示气、液相组成,亨利定律表达式为
式中H称为溶解度系数,单位为kmol/()。
溶解度系数H随物系而变,也是温度的函数。易溶气体H值很大,而难溶气体H值很小。对一定的物系,H值随温度升高而减小。
以摩尔分数或摩尔比表示气、液相组成,亨利定律表达式为 和 式中m 称为相平衡常数,无因次。
与亨利系数E相似,相平衡常数m愈大,表示溶解度愈低,即易溶气体的m值很小。对一定的物系,m是温度和压强的函数。温变升高、压强降低,则m变大。 各种亨利常数换算关系: 式中P为总压,或k。
6、相平衡在吸收过程中有何应用? 答:相平衡在吸收过程中主要有以下应用。
(1)判断过程方向当不平衡的气液里两相接触时,溶质是被吸收,还是被脱吸,取决于相平衡关系。Y>,吸收过程;Y=,平衡状态;Y<,脱吸过程。
(2)指明过程的极限在一定的操作条件下,当气液两相达到平衡时,过程即行停止,可见平衡是过程的极限。因此在工业生产的逆流填料吸收塔中,即使填料层很高,吸收剂用量很少的情况下,离开吸收塔的吸收液组成也不会无限增大,其极限是进塔气相组成成平衡的液相组成,即,反之,当吸收剂用量大、气体流量小时,即使填料层很高,出口气体组成也不会低于与吸收剂入口组成呈平衡的气相组成,即,由此可知,相平衡关系限制了吸收液的最高组成及吸收尾气的最低组成。
(3) 计算过程推动力在吸收过程中,通常以实际的气、液相组成与其平衡组成的偏离程度来表示吸收推动力。实际组成偏离平衡组成愈远,过程推动力愈大,过程速率愈快。 即;也可用液相组成表示