6.吸收
一、单选
题
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1.用纯溶剂吸收混合气中的溶质。逆流操作,平衡关系满足亨利定律。当入塔气体浓度y1上升,而其它入塔条件不变,则气体出塔浓度y2和吸收率的变化为:( )。C
(A)y2上升,下降 (B)y2下降,上升
(C)y2上升,不变 (D)y2上升,变化不确定
2.在填料塔中,低浓度难溶气体逆流吸收时,若其它条件不变,但入口气量增加,则气相总传质单元数( )。 B
A 增加 B减少 C不变 D不定
3.在填料塔中,低浓度难溶气体逆流吸收时,若其它条件不变,但入口气量增加,则出口气体组成将( )。 A
A 增加 B减少 C不变 D不定
4.在填料塔中,低浓度难溶气体逆流吸收时,若其它条件不变,但入口气量增加,则出口液体组成( )。 A
A 增加 B减少 C不变 D不定
5.低浓度的气膜控制系统,在逆流吸收操作中,若其它条件不变,但入口液体组成增高时,则气相总传质单元数将( )。 C
A 增加 B减少 C不变 D不定
6.低浓度的气膜控制系统,在逆流吸收操作中,若其它条件不变,但入口液体组成增高时,则气相总传质单元高度将( )。 C
A 增加 B减少 C不变 D不定
7.低浓度的气膜控制系统,在逆流吸收操作中,若其它条件不变,但入口液体组成增高时,则气相出口组成将( )。 A
A 增加 B减少 C不变 D不定
8.低浓度的气膜控制系统,在逆流吸收操作中,若其它条件不变,但入口液体组成增高时,则液相出口组成将( )。 A
A 增加 B减少 C不变 D不定
9.正常操作下的逆流吸收塔,若因某种原因使液体量减少以至液气比小于原定的最小液气比时,下列哪些情况将发生? C
(A)出塔液体浓度增加,回收率增加
(B)出塔气体浓度增加,但出塔液体浓度不变
(C)出塔气体浓度与出塔液体浓度均增加
(D)在塔下部将发生解吸现象
10.最大吸收率与( )无关。 D
A 液气比 B液体入塔浓度 C相平衡常数 D吸收塔型式
11.逆流填料吸收塔,当吸收因数A1且填料为无穷高时,气液两相将在( )达到平衡。 B
A 塔顶 B塔底 C塔中部 D塔外部
12.某吸收过程,已知ky= 410-1 kmol/m2.s,kx= 810-4 kmol/m2.s,由此可知该过程为( )。 A
A 液膜控制 B气膜控制 C判断依据不足 D液膜阻力和气膜阻力相差不大
二、填空题
1.物理吸收操作属于( )过程。 传质
2.物理吸收操作是一组分通过另一停滞组分的( )扩散。 单向
3.当平衡线在所涉及的范围内是斜率为m的直线时,则1/Ky=1/ky+( )1/kx 。m
4.吸收塔底部的排液管成U形,目的是起( )作用,以防止( )。
液封作用 气体倒灌
5.操作中的吸收塔,若使用液气比小于
设计
领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计
时的最小液气比,则其操作结果是( )。
达不到要求的吸收分离效果
6.若吸收剂入塔浓度X2降低,其它操作条件不变,吸收结果将使吸收率( )。
增大
7.若吸收剂入塔浓度X2降低,其它操作条件不变,则出口气体浓度( )。 降低
8.含SO2为10%(体积)的气体混合物与浓度c为0.02 kmol/m3的SO2水溶液在一个大气压下相接触。操作条件下两相的平衡关系为p*=1.62c (大气压),则SO2将从( )相向( )相转移。 气相 液相
9.含SO2为10%(体积)的气体混合物与浓度c为0.02 kmol/m3的SO2水溶液在一个大气压下相接触。操作条件下两相的平衡关系为p*=1.62c (大气压),以气相组成
表
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示的传质总推动力为( )大气压。 0.0676 atm
10.含SO2为10%(体积)的气体混合物与浓度c为0.02 kmol/m3的SO2水溶液在一个大气压下相接触。操作条件下两相的平衡关系为p*=1.62c (大气压),以液相组成表示的传质总推动力为( )kmol/m3。 0.0417 kmol/m3
11.总传质系数与分传质系数之间的关系为l/KL=l/kL+H/kG,其中l/kL为( )。
液膜阻力
12.总传质系数与分传质系数之间的关系为l/KL=l/kL+H/kG,当( )项可忽略时,表示该吸收过程为液膜控制。 气膜阻力H/kG
13.总传质系数与分传质系数之间的关系为l/KL=l/kL+H/kG,其中H/kG为( )。
气膜阻力
14.总传质系数与分传质系数之间的关系为l/KL二l/kL+H/kG,当( )项可忽略时,表示该吸收过程为气膜控制。 液膜阻力l/kL
15.亨利定律的表达式之一为p*=Ex,若某气体在水中的亨利系数E值很大,说明该气体为( )气体。 难溶
16.亨利定律的表达式之一为p*=Ex,若某气体在水中的亨利系数E值很小,说明该气体为( )气体。 易溶
17.低浓度气体吸收中,已知平衡关系y*=2x,kxa=0.2 kmol/m3.s,kya =2l0-4 kmol/m3.s,则此体系属( )控制。 气膜
18.吸收过程的传质速率式:NA=KG ( ) = kY ( )。 (p-p*) (y-yi)
19.压力( ),温度( ),将有利于吸收的进行。 增高 降低
20.通常所讨论的吸收操作中,当吸收剂用量趋于最小用量时,填料层高度趋向( )。无穷大
21.某操作中的吸收塔,用清水逆流吸收气体混合物中A组分。若y1下降,L、V、P、T等不变,则回收率( )。 减小
22.某操作中的吸收塔,用清水逆流吸收气体混合物中A组分。若L增加,其余操作条件不变,则出塔液体浓度( )。 降低
23.吸收因数A可表示为( )。 L/mV
24.吸收因数A在Y-X图上的几何意义是( )。 操作线斜率与平衡线斜率之比
25.脱吸因数S可表示为( )。 mV / L
26.脱吸因数S在Y-X图上的几何意义是( )。 平衡线斜率与操作线斜率之比
27.在逆流解吸塔操作时,若气液入口组成及温度、压力均不变,而气量与液量同比例减少,对液膜控制系统,气体出口组成将( )。 增加
28.在逆流解吸塔操作时,若气液入口组成及温度、压力均不变,而气量与液量同比例减少,对液膜控制系统,液体出口组成将( )。 减少
29.在逆流解吸塔操作时,若气液入口组成及温度、压力均不变,而气量与液量同比例减少,对液膜控制系统,溶质解吸率将( )。 增加
30.实验室用水逆流吸收空气中的CO2,当水量和空气量一定时,增加CO2量,则入塔气体浓度( )。 增加
31.实验室用水逆流吸收空气中的CO2,当水量和空气量一定时,增加CO2量,出塔气体浓度( )。 增加
32.实验室用水逆流吸收空气中的CO2,当水量和空气量一定时,增加CO2量,出塔液体浓度( )。 增加
33.吸收过程物料衡算时的基本假定是:(1)( );(2)( )。
气相中惰性气体不溶于液相 吸收剂不挥发
34.在气体流量、气体进出口压力和组成不变时,若减少吸收剂用量,则传质推动力将
( )。 减小
35.在气体流量、气体进出口压力和组成不变时,若减少吸收剂用量,则操作线将( ) 平衡线。 靠近
36.在气体流量、气体进出口压力和组成不变时,若减少吸收剂用量,则设备费用将
( )。 增加
37.对一定操作条件下的填料塔,如将填料层增高一些,则塔的HOG将( )。
不变
38.对一定操作条件下的填料塔,如将填料层增高一些,则塔的NOG将( )。
增加
39.提高吸收剂用量对吸收是有利的。当系统为气膜控制时,Kya值将( )。
基本不变或不变
40.提高吸收剂用量对吸收是有利的。当系统为液膜控制时,Kya值将( )。
变大
41.在吸收过程中,若液气比等于最小液气比时,则塔高为( )。 无穷大
42.如果一个低浓度气体吸收塔的气相总传质单元数NOG=1,则此塔的进出口浓度差(Y1-Y2)将等于( )。 塔内按气相组成表示的平均推动力
三 计算
1. 吸收剂用量对气体极限残余浓度的影响
用纯水逆流吸收气体混合物中的SO2(其余组分可视为惰性成分),混合物中SO2的初
始浓度为5%(体积百分数),在操作条件下相平衡关系
,试分别计算液气比为4与6时气体的极限出口浓度。
解:当填料塔为无限高,气休出口浓度
达极限值,此时操作线与平衡线相交。对于
逆流操作,操作线与平衡线交点位置取决于液
气比与相平衡常数m的相对大小。
当L/G=4,(L/G<m=时,操作线ab与平衡线交于塔底(见附图点b),由相平衡关系可以计算液体出口的最大浓度为:
由物料衡算关系可求得气体的极限出口浓度
为:
当L/G=6时(L/G>m),操作线a'b'与平衡线交于塔顶(见附图中点a’),由平衡关系可以计算气体极限出口浓度为:
由物料衡算关系可求得液体出口浓度为:
从以上计算结果可知,当L/G<m时,气体的极限残余浓度随L/G增大而减小;当L/G>m时,气体的极限浓度只取决于吸收剂初始浓度,而与吸收剂的用量无关。
2. 逆流与并流操作最小吸收剂用量
在总压为3.039×105 Pa(绝对)、温度为20℃下用纯水吸收混合气体中的SO2,SO 2的初始浓度为0.05(摩尔分率),要求在处理后的气体中SO2含量不超过1%(体积百分数)。已
知在常压下20℃时的平衡关系为y=13.9x,试求逆流与并流操作时的最小液气比(L/G) 各为多少?
解:由常压下20℃时的相平衡关系y=13.9x,可求得p=3.039×105Pa、t=20℃时的相平衡常数为:
(1)逆流操作时,气体出口与吸收剂入口皆位于塔顶,故操作线的一个端点(y2,x2)的位置已经确定(附图b中点b)。当吸收剂用量为最小时,操作线将在塔底与平衡线相交于点d,即
。于是,由物料衡算式可求得最小液气比为:
(2) 并流操作时,气体与液体进口皆位于塔顶,故操作线一端点(
、
)的位置已确定(附图b中点c)。当吸收列用量最小时,气液两相同样在塔底达到平衡,操作线与平衡线交于d点,此时
。由物料衡算式可得最小液气比为
从以上计算结果可以看出,在同样的操作条件下完成同样的分离任务,逆流操作所需要的最小液气比远小于井流。因此,从平衡观点看,逆流操作优于并流操作。
3. 吸收塔高的计算
某生产过程产生两股含有HCl的混和气体,一股流量
'=0.015kmo1/s,HCI浓度
(摩尔分率),另一股流量
=0.015kmo1/s,HCl浓度
(摩尔分率)。今拟用一个吸收塔回收二股气体中的HCl,总回收率不低于85%,历用吸收剂为20℃纯水,亨利系数E=2.786×105 Pa,操作压强为常压,试求:
(1) 将两股物料混和后由塔底入塔(附图a中点a ),最小吸收剂用量为多少?若将第
二股气流在适当高度单独加入塔内(附图a中点b),最小吸收刘用量有何变化?
(2) 若空塔速度取0.5m/s,并已测得在此气速下
kmo1/(s.m2),实际液气比取最小液气比的1.2倍,混合进料所需塔高为多少?
(3) 若塔径与实际液气比与(2)相同,第二股气流在最佳位置进料,所需塔高为多少?中间加料位于何处?
解:(1) 在操作条件下,系统的相平衡常数为:
两股气体混和后的浓度为:
气体出口浓度为
两股气体混合后进塔的最小液气比(参见附图b)为:
附图(c)
附图(b)
当两股气体分别进塔时,塔下半部的液气比大于上半部,操作线将首先在中间加料处与平衡线相交(参见附图c),对中间加料口至塔顶这一段作物料衡算,可求出为达到分离要求所需要的最小液气比为 ”
吸收塔下半部的液气比
,对下半部作物料杨算可得液体最大出口浓度为
连接
,0)、(
,
)和(
,
)三点即得分段进料的操作线。
4. 吸收剂再循环对所需塔高的影响
用纯水吸收空气—氨混合气体中的氨,氨的初始浓度为0.05(摩尔分率),要求氨回收率不低于95%,塔底得到的氨水浓度不低于0.05。已知在操作条件下气液平衡关系
,试计算:
5. 吸收剂用量对传质系数的影响
6. 传质阻力较小侧流体的流量变化对吸收过程的影响
7. 提高回收率的代价