第7章吸收试题答案.doc

第7章 吸收
一、选择题
1. 吸收操作的依据是（　B　）。
A、挥发度差异 B、溶解度差异　C、温度差异　D、密度差异
2. 在逆流吸收塔中，增加吸收剂用量，而混合气体的处理量不变，则该吸收塔中操作线方程的斜率会（　A 　）。
A、增大 B、减小 C、不变 D、不能确定
3. 在吸收系数的准数关联式中，反映物性影响的准数是（ D 　）
A、Sh B、Re C、Ga D、Sc
4. 已知SO2水溶液在三种温度t1、t2、t3下的亨利系数分别为E1=0.35kPa、E2=1.1kPa、E3=0.65kPa则（　A　）。
A、t1<t2 　 B、t3>t2　 C、t3 <t1 　 D、t1>t2
5. 在吸收塔中，随着溶剂温度升高，气体在溶剂中的溶解度将会（　C　）。
A、增加 B、不变 C、减小 D、不能确定
6. 下述说明中正确的是( D )。
A、用水吸收氨属液膜控制
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都不可忽略
7. 下述说法错误的是( B )。
A、溶解度系数H很大，为易溶气体 B、亨利系数E值很大，为易溶气体
C、亨利系数E值很大，为难溶气体 D、相平衡系数m值很大，为难溶气体
8. 扩散系数D是物质重要的物理性质之一， 下列各因数或物理量与扩散系数无关的是 ( D )。
A、扩散质和扩散介质的种类 B、体系的温度
C、体系的压力 D、扩散面积
9. 吸收塔的操作线是直线，主要基于如下原因（ ）。
A、物理吸收 B、化学吸收 C、高浓度物理吸收 D、低浓度物理吸收
说明：以上答案均不正确，应是：惰性组分完全不溶解，溶剂完全不挥发
10. 吸收操作的作用是分离（ A ）。
A、气体混合物 B、液体混合物 C、互不相溶的液体混合物 D、气液混合物
11. 通常所讨论的吸收操作中，当吸收剂用量趋于最小用量时，则下列那种情况正确（ 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
12. 根据双膜理论，吸收质从气相主体转移到液相主体整个过程的阻力可归结为（ C ）。
A、 两相界面存在的阻力 B、 气液两相主体中的扩散的阻力
C、 气液两相滞流层中分子扩散的阻力 D、气相主体的涡流扩散阻力
13. 根据双膜理论，当被吸收组分在液体中溶解度很小时，以液相浓度表示的传质总系数KL ( B )
A、大于液相传质分系数k L B、近似等于液相传质分系数k L
C、 大于气相传质分系数k G D、 近似等于气相传质分系数k G
14. 对某一汽液平衡物系，在总压一定时，温度升高，则亨利系数（　B　）
A、变小　B、增大　C、不变　D、不确定
15. 吸收是分离（ A ）混合物的化工单元操作，其分离依据是利用混合物中各组分（ E ）的差异。
A、气体 B、液体 C、固体 D、挥发度 E、溶解度 F、温度
16. 为使吸收过程易于进行，采取的措施是 （ B ） 。
A、加压升温 B、加压降温
C、减压升温 D、减压降温
17. 吸收速率方程式中各吸收系数之间的关系是（ A ）。
A、（KG）-1 = （kG）-1 +（H kL）-1 B、（KG）-1 = （H kG）-1 +（ kL）-1
C、（KG）-1 = （kG）-1 +（m kL）-1 D、（KG）-1 = （m kG）-1 +（kL）-1
18. 根据双膜理论，在气液接触界面处（ D ）。
A、p i = c i B、 p i ＞ c i
C、p i ＜ c i D、p i = c i/H
19. 物质在空气中的分子扩散系数随压强的增大而（ C ），随温度的升高而（ A ）。
A、增大 B、不变 C、减小 D、无法判断
20. 根据双膜理论，在气液接触界面处（ D ）。
A、气相组成小于液相组成 B、气相组成大于液相组成
C、气相组成等于液相组成 D、气相组成与液相组成平衡
21. 为使操作向有利于吸收的方向进行，采取的措施是（ C ）。
A、加压和升温 B、减压和升温
C、加压和降温 D、减压和降温
22. 吸收是分离（ A ）混合物的化工单元操作，其分离依据是利用混合物中各组分（ E ）的差异。
A、气体 B、液体 C、固体 D、挥发度 E、溶解度 F、温度
23. 对难溶气体的吸收过程，传质阻力主要集中于（ B ）。
A、气相一侧 B、液相一侧 C、气液相界面处 D、无法判断
24. 在吸收过程中，（ C ）将使体系的相平衡常数m减小。
A、加压和升温 B、减压和升温
C、加压和降温 D、减压和降温
25. 对易溶气体的吸收过程，传质阻力主要集中于（ A ）。
A、气相一侧 B、液相一侧 C、气液相界面处 D、无法判断
26. 实验室用水吸收空气中的二氧化碳，基本属于（ B ）吸收控制，其气膜阻力（ B ）液膜阻力。
①A、汽膜 B、液膜 C、共同作用 D、无法确定 ② A、大于 B、小于 C、等于 D、无法确定
27. 在双组分理想气体混合物中，组分A的扩散系数是（ C ）。
A、组分A的物质属性 B、组分B的物质属性 C、系统的物质属性 D、仅取决于系统的状态
28. 含低浓度溶质的气液平衡系统中，溶质在气相中的摩尔组成与其在液相中的摩尔组成的差值为（ D ）。
A、负值 B、正值 C、零 D、不确定
29. 某吸收过程，已知气膜吸收系数kY为2kmol/（m2.h），液膜吸收系数kX为4 kmol/（m2.h），由此判断该过程为（ C ）。
A、气膜控制 B、液膜控制 .C、不能确定 D、双膜控制
30. 含低浓度溶质的气体在逆流吸收塔中进行吸收操作，若进塔气体的流量增大，其他操作条件不变，则对于气膜控制系统，则出塔气相组成将（ B ）。
A、增加 B、减小 C、不变 D、不确定
31. 含低浓度溶质的气体在逆流吸收塔中进行吸收操作，若进塔液体的流量增大，其他操作条件不变，则对于液膜控制系统，起出塔气相组成将（ ）。
A、增加 B、减小 C、不变 D、不确定
32. 在吸收操作中，吸收塔某一截面上的总推动力（以气相组成表示）为（ A ）。
A，Y-Y* B、Y*-Y C、Y-Yi D、Yi-Y
33. 在逆流吸收塔中，吸收过程为气膜控制，若将进塔液相组成X2增大，其它操作条件不变，则气相总传质单元数NOG将（ C ），气相出口浓度将（ A ）。
A、增加 B、减小 C、不变 D、不确定
34. 在逆流吸收塔中当吸收因数A〈1，且填料层高度为无限高时，则气液平衡出现在（ A ）。
A、塔顶 B塔上部 C、塔底 D、塔下部
35. 在逆流吸收塔中，用纯溶剂吸收混合气中的溶质，平衡关系符合亨利定律。当将进塔气体组成Y1增大，其他操作条件不变，起出塔气相组成Y2将（ A ），吸收率φ（ C ）。
A、增加 B、减小 C、不变 D、不确定

二、填空题
1. 在吸收单元操作中， 计算传质单元数的方法很多，其中，采用对数平均推动力法计算总传质单元数法的前提条件是 操作线与相平衡线均为直线 。
2. 吸收操作是吸收质从_气相______转移到__液相_____的传质过程。在吸收操作中压力___增大_________，温度__减小____将有利于吸收过程的进行。
3. 吸收是指_____利用各组分溶解度不同而分离气体混合物______的化工单元操作。
4. 逆流吸收操作中，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__减小，其结果是使出塔吸收液的浓度__增_大__， 而吸收推动力相应__减小_____。
5. 用亨利系数E表达的亨利定律表达式为____p*=Ex______.在常压下,20℃时, 氨在空气中的分压为69.6mmHg, 与之平衡的氨水浓度为10(kg NH3 (100kg) -1H2O).此时亨利系数E=_97.39kPa, 平衡常数m=_0.961_____.
6. 对于难溶气体，吸收时属于 液膜 控制的吸收，强化吸收的手段是 强化液相湍动程度 。
7. 吸收操作中，温度不变，压力增大，可使相平衡常数 减小 ，传质推动力 增大 。
8. 某气体用水吸收时，在一定浓度范围内，其气液平衡线和操作线均为直线，其平衡线的斜率可用 相平衡 常数表示，而操作线的斜率可用 液气比 表示。
9. 吸收是指 溶质从气相向液相转移 的过程，解吸是指 溶质从液相向气相转移 的过程。
10. 溶解度很大的气体，吸收时属于 气膜 控制，强化吸收的手段是 强化气相湍动程度 。
11. 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，则传质推动力将 减小 ，操作线将 靠近 平衡线。
12. 吸收因数A可以表示为__L/mV_，它在Y—X图上的几何意义是 操作线斜率与平衡线斜率之比（操作线与平衡线的距离）_______。
13. 在一逆流吸收塔中，若吸收剂入塔浓度下降，其它操作条件不变，此时该塔的吸收率 不变 ，塔顶气体出口浓度 下降 。
14. 在低浓度难溶气体的逆流吸收塔中，若其他条件不变而入塔液体量增加，则此塔的液相传质单元数NOL将___减小____，而气相总传质单元数NOG将_不变______，气体出口浓度ｙ2将_减小______。
15. 对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统，当总压增加时，亨利系数 不变 ，相平衡常数m 减小 ，溶解度系数H 不变 （增加、减少、不变）。
16. 在一逆流吸收塔中，吸收剂温度降低，其它条件不变，此时塔顶气体出口浓度 减小 出塔溶液组成 增大 。
17. 对易溶气体的吸收过程，阻力主要集中于 气膜 。
18. 若传质总系数与分系数之间的关系表示为,则其中的表示__气膜阻力__，当____________项可以忽略时表示该吸收过程为气膜控制。
19. 若传质总系数与分系数之间的关系表示为,则其中的表示_液膜阻力___，当____________项可以忽略时表示该吸收过程为液膜控制。
20. 传质单元数NOG反映___吸收过程的难度（推动力大小）_,分离任务所要求的液体浓度变化越__大__,过程的平均推动力越____小__________,所需的传质单元数NOG 越大。
21. 在填料塔中用水吸收氨。欲提高吸收速率，增大 气 相的流量比增大另一相的流量更有效。
22. 在低浓度溶质的气液平衡系统，当总压操作降低时，亨利系数E将 不变 ，相平衡常数将 增大 ，溶解度系数H将 不变 。
23. 亨利定律表达式，若某气体在水中的亨利系数E值很小，说明该气体为 易溶 气体。
24. 亨利定律表达式，若某气体在水中的亨利系数H值很大，说明该气体为 易溶 气体。
25. 在吸收过程中，KY和ky是以 气相组成以摩尔比表示的气相总推动力（Y－Y*） 和 气相组成以摩尔分率表示的气膜推动力 （y-yi） 为推动力的吸收系数，它们的单位是 1(无单位) 。
26. 若总吸收系数和分吸收系数间的关系可表示为，其中表示 气膜阻力 ，当 项可忽略时，表示该过程为气膜控制。
27. 在1atm、20℃下某低浓度气体被清水吸收，若气膜吸收系数，液膜吸收系数为，溶质的溶解度系数，则该溶质为 易溶 气体，气相总吸收系数 0.09973 。

28. 一般而言，两组分A、B的等摩尔相互扩散体现在 精馏 单元操作中，而组分A在B中单向扩散体现在 吸收 单元操作中。
29. 在吸收过程中，若降低吸收剂用量，对气膜控制体系，体积吸收总系数值将 不变 ，对液膜控制物系，体积吸收总系数值将 减小 。
30. 双膜理论是将整个相际传质过程简化为 经由两个流体停滞膜层的分子扩散 。
31. 吸收塔的操作线方程和操作线是通过 物料衡算 得到的，它们与 系统平衡关系 、操作条件 和 设备结构形式 等无关。
32. 在吸收过程中，若减小吸收剂的用量，操作线的斜率 减小 ，吸收推动力 减小 。
33. 在吸收过程中，物系平衡关系可用表示，最小液气比的计算关系式=。
34. 某吸收过程，用纯溶剂吸收混合气体中的溶质组分A，混合气进塔组成为0.1，出塔组成为0.02（均为摩尔比），已知吸收因数A为1，若该吸收过程所需理论板数为4层，则需传质单元数为 4 。

三、计算题
1. 某吸收塔填料层高4m，用水吸收尾气中的有害成分A。在此情况下，测得的浓度如图所示。已知平衡关系为Y=1.5X。求1.气相总传质单元高度；2.操作液气比为最小液气比的多少倍？3.由于法定排放浓度规定ｙ2.必须小于0.002，所以拟将填料层加高。若液气比不变，问填料层应加高多少？(4)画出填料加高前后吸收操作线的示意图。
解：（1）.

或：

（2）.

（3）．

或：

2. 在常压逆流填料吸收塔中，用清水吸收焦炉气中氨，焦炉气处理量为500标准m3/h，进塔气体组成y1 为0.0132（摩尔分率）。氨的回收率为0.99。水的用量为最小用量的1.5倍。焦炉气入塔温度为30℃，空塔气速为1.1m /s 。操作条件下平衡关系为Y* =1.2X（X ,Y 为摩尔比）。气相体积总吸收系数KY a为200 kmol /m3.h，试求：1.气相总传质单元数NOG ；2.填料层高度Z。
解：

或：

3. 用清水吸收含甲醇0.03（摩尔分率）混合气中的甲醇。进塔气体的流量为1322 标准m3/h。要求甲醇的回收率为90％，操作条件下气液平衡关系为Y=1.18X，气相总体积吸收系数为2.2×10-2 kmol/ m3•s。若塔径为1m，液气比为最小液气比的1.8倍，试求：1.出塔液相浓度；2.最小液气比；3.传质单元数；4.所需填料层高度。
解：

或：