第九章 吸收自测题-答案

第二章吸收一. 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、t 2、t 3 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 >t210、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，漂流因子（），主体流动的影响大。

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X2增大，其他条件不变，则气相总传质单元高度将( C )。

A. 增加B. 降低C. 不变D. 不确定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4、下列说法错误的是（ A.C ）。

A. 溶解度系数 H 值很大，为难溶气体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 C．操作最为经济 B．吸收推动力趋向最大 D．填料层高度趋向无穷大8．吸收塔设计中，最大吸收率η max 与（ D ）无关A．液气比 B．液体入塔浓度 C．相平衡常数 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 – xi10．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 ）, 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 /P = 4850/101.3=47.88从液相分析xe = y /m =0.3 / 47.88= 0.00627 < 0.01故 SO2 必然从液相转移到气相，进行解吸过程。

(3 分)(2) m = E / P =1670 / 101.3 = 16.49从气相分析 ye=mx=16.49×0.01=0.16 < y=0.3 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=4850kPam= E/ p = 4850/202.6 = 23.94从气相分析ye=mx=23.94×0.01=0.24 < y=0.3 故 SO2 必然从气相转移到液相，进行吸收过程。

(3 分) xe = y / m = 0 .3/23.94= 0.0125 (3 分)以液相摩尔分数表示的吸收推动力为:Δx=xe－x=0.0125－0.01=0.0025 以气相摩尔分数表示的吸收推动力为: Δy= 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/m2•h，求填料层高度。

解（1） y a = y b (1 - η ) = 0.08 * (1 - 0.98) = 0.0016G (y b - y a) = L ( xb - x a )1(0.08 - 0.0016) = 2( xb - 0)xb = 0.0392（2） y=L/Gx+(ya－L/Gxa)= 2 x + 0.0016（3） H OG = G/ K y a=100/125= 0.8m．S= mG / L=1.48/2 = 0.74ho＝10.08*0.8=8.06m4.在总压为 100kPa、温度为 30℃时，用清水吸收混合气体中的氨，气相传质系数 k G =3.84×10-6 kmol/（m2·s·kPa），液相传质系数 k L =1.83×10-4 m/s，假设此操作条件下的平衡关系服从亨利定律，测得液相溶质摩尔分率为 0.05，其气相平衡分压为 6.7kPa。

求当塔内某截面上气、液组成分别为 y=0.05，x=0.01 时（1）以 p A - p A e 、 cAe - c A 表示的传质总推动力及相应的传质速率、总传质系数；（2）分析该过程的控制因素。

解：（1）根据亨利定律 E = p Ae / x = 6 .7/0.05 = 134kPa相平衡常数 m = E /p = 134/100 = 1.34溶解度常数 H =ρs / EM s = 1000/ (134 × 18) = 0.4146p A - p A e =100×0.05-134×0.01=3.66kPa=13180+240617=253797K G = 3.94 × 10 -6 kmol/（m2·s·kPa）N A = K G ( pA - pA e ) =3.94×10-6×3.66=1.44×10-5 kmol/（m2·s）cA = 0.01 / (0.99 × 18 / 1000)= 0.56 kmol/m3cAe - cA =0.4146×100×0.05－0.56=1.513 kmol/m3KL = K G / H =3.94 × 10 -6 / 0.4146 = 9.5 × 10 -6 m/sN A = K L (cAe - cA ) =9.5×10-6×1.513=1.438×10-5 kmol/（m2·s）（2）与 p A - p A e 表示的传质总推动力相应的传质阻力为 253797（m2·s·kPa）/ kmol；其中气相阻力为 1 / kG = 240617 m2·s·kPa/ kmol；液相阻力1 / Hk L = 13180 m2·s·kPa/ kmol；气相阻力占总阻力的百分数为240617 / 253797 × 100% = 94.8% 。