吸收概念题2011

1、1用大量的氢氧化钠溶液吸收烟道气中的二氧化碳，用大量的氢氧化钠溶液吸收烟道气中的二氧化碳，（其中的化学反应可视为快速不可逆反应），其平衡关系（其中的化学反应可视为快速不可逆反应），其平衡关系若用亨利定律表示，其亨利常数若用亨利定律表示，其亨利常数 E为为 0 ，溶解度系数，溶解度系数H为为 0 ，相平衡常数为，相平衡常数为 0 。 一、填空题：一、填空题： 2某低浓度气体溶质被吸收时，平衡关系服从亨利定律，某低浓度气体溶质被吸收时，平衡关系服从亨利定律，传质分系数分别为传质分系数分别为kG2.7410-8kmol/(m2skPa)，kL6.9410-5m/s，溶解度系数溶解度系数H1.5kom

2、l/(m2kPa)，该吸收该吸收过程为过程为 气气 膜（膜（气相传质阻力气相传质阻力）控制。）控制。 LGGkHkK11GGkK8107 . 24吸收因数吸收因数A L/mG ，在填料吸收塔设计中，当分在填料吸收塔设计中，当分离要求不变时，离要求不变时，A越大，所需填料层高度越大，所需填料层高度 降低降低 。A L/G(或或m 平衡线下移平衡线下移 推动力推动力 H） 5逆流操作的填料吸收塔，当吸收因数逆流操作的填料吸收塔，当吸收因数A1时，若填料时，若填料层高度层高度H，则气液两相将于塔则气液两相将于塔 底底（位置）接近平衡。位置）接近平衡。A1 即即L/Gm3溶解度很大的气体，一般属于溶解

3、度很大的气体，一般属于 气气 膜膜 控制。控制。 两种情况两种情况6在已建成的逆流操作的吸收塔中，其操作线与平衡线如在已建成的逆流操作的吸收塔中，其操作线与平衡线如图所示。若其它操作条件不变而系统的温度增加（设温度对图所示。若其它操作条件不变而系统的温度增加（设温度对kG及及kL的影响可以忽略），则塔的气相总传质单元高度的影响可以忽略），则塔的气相总传质单元高度HOG将将 ，气体出口浓度将，气体出口浓度将 ，溶液出口浓度将，溶液出口浓度将 。请在。请在yx图上示意画出新条件下的吸收操作线及平衡线。图上示意画出新条件下的吸收操作线及平衡线。 y1oxEAB温度温度t2 ,气体溶解度减小，气体溶解

4、度减小，m ,平衡线上移，平衡线上移，平均推动力平均推动力ym , NA ；H不变，所以不变，所以y2 , ，x1 xyyyOGkmk1K1 aKGH121yy )()(2121xxLyyGOLOGHH、已知已知 OLOLOLOGOGOGNNHHNNHH 11121,xmxymxyANOL 22221,1,ymxymxyANoG y2 OGNSm/L/G，NOG 2221mxymxy222111)()(2121xxLyyG7 7在传质理论中有代表性的三个模型分别为在传质理论中有代表性的三个模型分别为 有效膜有效膜 、 溶质渗透溶质渗透 和和 表面更新表面更新 。在吸收中的理论分析一。在吸收中的

5、理论分析一般采用般采用 有效膜有效膜 模型为基础。模型为基础。 8 8由于吸收过程气相中的溶质分压总是由于吸收过程气相中的溶质分压总是 液相中液相中溶质的平衡分压，所以吸收操作线总是在平衡线的溶质的平衡分压，所以吸收操作线总是在平衡线的 上方上方 。增加吸收剂用量，操作线的斜率增加吸收剂用量，操作线的斜率 ，则操作线向，则操作线向 远离远离 平衡线的方向偏移，吸收过程推动力平衡线的方向偏移，吸收过程推动力 。 9 9脱吸因数脱吸因数s s的表达式为的表达式为_ _ _mG/LmG/L_ _， 在在Y Y- -X X坐标系下坐标系下的几何意义是的几何意义是 平衡线斜率与操作线斜率之比平衡线斜率与

6、操作线斜率之比 。 1010在气体流量、气相进出口组成和液相进口组成不变在气体流量、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，则操作线将时，若减少吸收剂用量，则操作线将_ _靠近靠近_ _平衡线，传平衡线，传质推动力将质推动力将_，若吸收剂用量减至最小吸收剂用量，若吸收剂用量减至最小吸收剂用量时，设备费用将时，设备费用将_ _ 无穷大无穷大_ _。 11对逆流操作的填料吸收塔，当脱吸因数对逆流操作的填料吸收塔，当脱吸因数S1时，若塔高时，若塔高为无穷大，则气液两相将于为无穷大，则气液两相将于塔塔_底底_达到平衡。达到平衡。 12根据双膜理论，两相间的传质阻力主要集中在根据双膜理论，

7、两相间的传质阻力主要集中在_相界面两相界面两侧的液膜和气膜中侧的液膜和气膜中_，增加气液两相主体的湍动程度，传质速，增加气液两相主体的湍动程度，传质速率将率将_ 。 13s1，s2，s3是是3种气体在吸收过程中的脱吸因数，已知种气体在吸收过程中的脱吸因数，已知s1s2s3，且吸收过程的操作条件相同，试将且吸收过程的操作条件相同，试将3种气体按溶解度种气体按溶解度大小排序如下大小排序如下_321_。分析：操作条件相同，分析：操作条件相同， 相同，由相同，由 可知可知LGLmGs 321mmm321sss当当 有有 ，而，而m值愈大，表明气体溶解值愈大，表明气体溶解度愈小。度愈小。14压力压力_，

8、温度，温度_，将有利于吸收的进行。，将有利于吸收的进行。分析：由分析：由 ，说明，说明m是温度和压力的函数。一般情是温度和压力的函数。一般情况下，温度下降，则况下，温度下降，则E值下降，故温度下降，压力增大，导值下降，故温度下降，压力增大，导致致m值下降，溶解度增大，有利吸收。值下降，溶解度增大，有利吸收。PEm 15漂流因数反映漂流因数反映_主体流动对传质速率的影响主体流动对传质速率的影响_，当，当漂流因数大于漂流因数大于1时表明时表明 由于有主体流动而使传质速率较之由于有主体流动而使传质速率较之单纯分子扩散速率要大一些单纯分子扩散速率要大一些_。 16物质在静止流体中的传递，主要是依靠流体

9、物质在静止流体中的传递，主要是依靠流体_分子分子的无的无规则运动。物质在湍流的传递，主要是依据靠流体规则运动。物质在湍流的传递，主要是依据靠流体_质点质点_的无规则运动。的无规则运动。 17吸收操作时，塔内任一横截面上，溶质在气相中的实际吸收操作时，塔内任一横截面上，溶质在气相中的实际分压总是分压总是_与其接触的液相平衡分压，所以吸收操作线与其接触的液相平衡分压，所以吸收操作线总是位于平衡线的总是位于平衡线的_上方上方_。反之，如果操作线位于平衡线。反之，如果操作线位于平衡线_下方下方_，则应进行脱吸过程。，则应进行脱吸过程。 18当气体处理量及初、终浓度已被确定，若减少吸收剂用当气体处理量及

10、初、终浓度已被确定，若减少吸收剂用量，操作线的斜率将量，操作线的斜率将_，其结果是使出塔吸收液的浓度，其结果是使出塔吸收液的浓度_，而吸收推动力相应，而吸收推动力相应_。 19传质单元数传质单元数NOG及及NOL反映反映 _分离任务的难度分离任务的难度。HOG及及HOL则与设备的型式、设备中的操作条件有关则与设备的型式、设备中的操作条件有关, 表示表示 完成一完成一个传质元所需的塔板层高度个传质元所需的塔板层高度，是吸收设备性能高低的反映。，是吸收设备性能高低的反映。 20在气液进口浓度给定的情况下，参数在气液进口浓度给定的情况下，参数(y1y2e)(y2y2e) 值的大小反映值的大小反映 溶

11、质吸收率的高低溶质吸收率的高低 ，在气液进口浓度，在气液进口浓度及吸收率已知的条件下，参数及吸收率已知的条件下，参数S值的大小反映值的大小反映 吸收推动力吸收推动力的大小的大小 。 (y1y2e)(y2y2e) 小，吸收率小；小，吸收率小；S大，推动力小大，推动力小21对常压下低浓度溶质的气液平衡系统，当液相总浓度对常压下低浓度溶质的气液平衡系统，当液相总浓度增加时，其相平衡常数增加时，其相平衡常数m将将 增大增大 。 分析：由亨利定律分析：由亨利定律 式中式中 溶质的浓溶质的浓度，度， ； ccmmxyAAc3mkmolC 溶液总浓度，溶液总浓度， ；由题知，；由题知，y、cA不变，不变，C

12、增增加，故加，故 m 必增大。必增大。3mkmol21当填料层高度等于传质单元高度当填料层高度等于传质单元高度HOG时，则该段填料层时，则该段填料层的传质单元数的传质单元数NOG= 1 ，进出该填料段的气体摩尔分数之进出该填料段的气体摩尔分数之差等于差等于 该段用气相摩分数表示的平均推动力该段用气相摩分数表示的平均推动力 22对逆流吸收系统，若脱吸因数对逆流吸收系统，若脱吸因数S1，则气相总传质单则气相总传质单元数元数NOG将将 等于等于 理论板数理论板数NT。若脱吸因数若脱吸因数S，则则NOG将将 小于小于 NT。 23低浓度难溶气体的逆流吸收操作系统，若仅增加液体低浓度难溶气体的逆流吸收操

13、作系统，若仅增加液体量，而不改变其他条件，则此塔的气相总传质单元数量，而不改变其他条件，则此塔的气相总传质单元数NOG将将 增大增大 ， 气体出口浓度气体出口浓度y2将将 下降下降 。 xyyxkmk1K1kLOGOGyOGNHHaKGH二、选择题：二、选择题： 1逆流操作的吸收塔，若脱吸因数逆流操作的吸收塔，若脱吸因数mG/L增加而汽液进口组增加而汽液进口组成不变，则溶质回收率将成不变，则溶质回收率将 B ，出塔液体浓度将出塔液体浓度将 D 。 A）增加；增加； B）减小；减小； C）不变；不变； D）不一定。不一定。 分析：分析： LmsGs的增大，意味着操作线将向平衡线靠近，使传质推动力

14、的增大，意味着操作线将向平衡线靠近，使传质推动力减小，故减小，故y2必增大，必增大，减小，而减小，而x1怎样改变和怎样改变和m及及L/ G 的具体变化有关，而此题并没有明确，故的具体变化有关，而此题并没有明确，故x1不能确定。不能确定。 2常压下用水吸收空气中的二氧化碳，基本上属于常压下用水吸收空气中的二氧化碳，基本上属于 B 控制，其气膜中的浓度梯度控制，其气膜中的浓度梯度 D 液膜中的浓度梯度（均液膜中的浓度梯度（均换算为对应的液相组成表示），气膜阻力换算为对应的液相组成表示），气膜阻力 D 液膜阻力。液膜阻力。 A）气膜；气膜； B）液膜；液膜； C）大于；大于； D）小于。小于。 3正

15、常操作的吸收塔，若因某种原因使液体量减少至液气正常操作的吸收塔，若因某种原因使液体量减少至液气比小于原定的最小液气比，下列比小于原定的最小液气比，下列 C 情况将发生。情况将发生。A）出塔液体浓度增加，回收率增加；出塔液体浓度增加，回收率增加；B）出塔气体浓度增加，出塔液体浓度减小；出塔气体浓度增加，出塔液体浓度减小；C）出塔气体浓度增加，出塔液体浓度增加；出塔气体浓度增加，出塔液体浓度增加；D）在塔下部将发生解吸现象。在塔下部将发生解吸现象。 4等分子单项扩散时的传质速率应等分子单项扩散时的传质速率应 B 一组分通过另一一组分通过另一停滞组份扩散的传质速率。停滞组份扩散的传质速率。A）大于；

16、大于； B）小于；小于； C）等于。等于。5气相压力一定，温度提高气相压力一定，温度提高1倍，组分在气相中的扩散系倍，组分在气相中的扩散系数数 B ；若温度不变，压力增加若温度不变，压力增加1倍，则扩散系数倍，则扩散系数 C 。A）增大增大1倍；倍； B）约原来的约原来的21.81倍；倍；C）减少减少1倍；倍； D）不变。不变。分析：由马克斯韦尔分析：由马克斯韦尔吉利兰公式有吉利兰公式有 81. 1)(oooTTppDD 6操作中的吸收塔，当其他操作条件不变，仅降低吸收剂操作中的吸收塔，当其他操作条件不变，仅降低吸收剂入塔浓度，则吸收率将入塔浓度，则吸收率将 A ；又当用清水作吸收剂时，其他又

17、当用清水作吸收剂时，其他操作条件不变，仅降低入塔气体浓度，则吸收率将操作条件不变，仅降低入塔气体浓度，则吸收率将 C 。A）增大；增大； B）降低；降低； C）不变；不变； D）不确定。不确定。分析分析: 第一问因为吸收剂入塔浓度下降，使塔内传质推动第一问因为吸收剂入塔浓度下降，使塔内传质推动力增大，传质效果提高，从而使气体出塔浓度下降，吸收力增大，传质效果提高，从而使气体出塔浓度下降，吸收率增大。率增大。 第二问因为第二问因为H、 不变不变,可知可知 也不变也不变 OGHOGNssInssmxymxysInsNOG1111)1 (112221LmsG不变不变, 可知回收率不变可知回收率不变

18、7对常压下操作的低浓度吸收系统，系统总压在较小范围增对常压下操作的低浓度吸收系统，系统总压在较小范围增加时，享利系数加时，享利系数E将将_ C _,相平衡常数相平衡常数m将将_ B _，溶解度系溶解度系H将将_ C _。A）增加；增加； B）降低；降低； C）不变；不变； D）不确定。不确定。分析：因为低压下分析：因为低压下E仅是温度的涵数，及仅是温度的涵数，及 pEm 可见总压增加，可见总压增加，E、H不变，不变，m下降。下降。 8双组分气体（双组分气体（A、B）进行稳定分子扩散，进行稳定分子扩散，JA 及及NA分别分别表示在传质方向上某截面处溶质表示在传质方向上某截面处溶质A的分子扩散速率

19、与传质速的分子扩散速率与传质速率，当系统的漂流因数大于率，当系统的漂流因数大于1时，时，JA _ C _ JB；NA_ A _NB A）大于；大于； B）小于；小于； C）等于；等于； D）不确定。不确定。分析：因为是双组分气体，所以系统中分析：因为是双组分气体，所以系统中A和和B的浓度梯度大小的浓度梯度大小相等方向相反。由费克定律可知相等方向相反。由费克定律可知A和和B的分子扩散速率也将大的分子扩散速率也将大小相等方向相反。然而因漂流因数大于小相等方向相反。然而因漂流因数大于1，说明产生了主体流，说明产生了主体流动，结果增大了动，结果增大了A的传递速率。这里按习惯的传递速率。这里按习惯B为惰

20、性组分。为惰性组分。ssMHE9低浓度逆流吸收操作中，若其他操作条件不变，仅增加入低浓度逆流吸收操作中，若其他操作条件不变，仅增加入塔气量，则：气相总传质单元高度塔气量，则：气相总传质单元高度HOG将将_；气相总传；气相总传质单元数质单元数NOG将将_；出塔气相组成；出塔气相组成y2将将_； 出塔液出塔液相组成相组成x1将将_；溶质回收率将；溶质回收率将_；）增加；）增加； ）减小；）减小； ）不变；）不变； ）不确定。）不确定。aKGHyOG aKLHxOL xyykmkK 11xyxkmkK111 83. 0Gky NOG ，NOL 。2221112221mxymxy x1 。A，NOL

21、1121mxymxy2y 1x OLNA Ay2 2，L/ /G10低浓度逆流吸收操作中，若其他操作条件不变，仅降低入低浓度逆流吸收操作中，若其他操作条件不变，仅降低入塔液体组成塔液体组成x2,则：气相总传质单元高度则：气相总传质单元高度HOG将将_；气相；气相总传质单元数总传质单元数NOG将将_；气相出塔组成；气相出塔组成Y2将将_；液；液相出塔组成相出塔组成X1将将_。）增加；）增加； ）减小；）减小； ）不变；）不变； ）不确定。）不确定。11低浓度逆流吸收操作中，若其它入塔条件不变，仅增低浓度逆流吸收操作中，若其它入塔条件不变，仅增加入塔气体浓度加入塔气体浓度y1，则：则： 出塔气体浓

22、度出塔气体浓度y2将将_；出塔；出塔液体浓度液体浓度x1_。）增加；）增加； ）减小；）减小； ）不变；）不变； ）不确定。）不确定。12对同一温度和液相浓度的稀溶液，如果总压减小对同一温度和液相浓度的稀溶液，如果总压减小1倍，倍，则与之平衡的气相浓度（或分压）则与之平衡的气相浓度（或分压）_ A _。A）y增大倍；增大倍； B）p增大倍；增大倍；C）y减小倍；减小倍； D）p减小倍。减小倍。分析：稀溶液系统服从亨利定律，则有：分析：稀溶液系统服从亨利定律，则有： Exp xpEy 或或 由题意知总压由题意知总压p减小倍，即减小倍，即 212pp 且且x,E均不变，则：均不变，则： 11222

23、2yxPExpEy13下述分离过程中哪一种不属于传质分离：下述分离过程中哪一种不属于传质分离：_ D _。A）萃取分离；萃取分离； B）吸收分离；吸收分离； C）结晶分离；结晶分离； D）离心分离。离心分离。14在常压塔中用水吸收二氧化碳，在常压塔中用水吸收二氧化碳，ky和和kx分别为气相和液分别为气相和液相传质分系数，相传质分系数，Ky为气相总传质系数，为气相总传质系数，m为相平衡常数，则为相平衡常数，则 D 。A）为气膜控制，且为气膜控制，且Kyky； B）为液膜控制，且为液膜控制，且Kykx；C）为气膜控制，且为气膜控制，且Kykx/m； D）为液膜控制为液膜控制,且且Kykx/m分析分

24、析: 由由 xyykmkK11yxkkm1 (难溶气体吸收难溶气体吸收) mkKxy15下述说法中错误的是下述说法中错误的是_ B _。A）溶解度系数溶解度系数H值很大，为易溶气体；值很大，为易溶气体； B）亨利系数亨利系数E值很大，为易溶气体；值很大，为易溶气体；C）享利系数享利系数E值很大，为难溶气体；值很大，为难溶气体；D）平衡常数平衡常数m值很大，为难溶气体。值很大，为难溶气体。16下述说法中错误的是下述说法中错误的是_ A _。A）液体中的扩散系数与压力成正比，与粘度成反比；液体中的扩散系数与压力成正比，与粘度成反比；B）气体中的扩散系数与压力成反比，与温度的气体中的扩散系数与压力成反比，与温度的3/2次方成正次方成正比；比；C）液体中的扩散系数与温度成正比，与粘度成反比；液体中的扩散系数与温度成正比，与粘度成反比；D）发生在静止或滞流流体中的扩散属于分子扩散。发生在静止或滞流流体中的扩散属于分子扩散。 17下述说法中错误的是下述说法中错误的是_ B _。A）理想溶液满足拉乌尔定律，也满足亨得定律；理想溶液满足拉乌尔定律，也满足亨得定律；B）理想溶液满足拉乌尔定律，但不满足亨利定律；理想溶液满足拉乌尔定律，但不满足亨利定律；C）非理想稀溶液满足亨利定律，但不满足拉乌尔定律；非理想稀溶液满足亨利定律，但