气体吸收备考复习

气体吸收一、填空题每空1分1、 吸收操作线位于平衡线的上方 （上方或下方）。2、 吸收操作能够进行的条件是Y>—Y*，解吸操作能够进行的条件是YJY*，过程能够达到的最大限度是X—X*。3、 气体混合物中的溶质的摩尔比Y「0.04，尾气中溶质的摩尔比Y「0.001,该过程的吸收率为97.5% 。4、 吸收是利用混合气体中各组分在吸收剂中溶解度 的差异，而达到分离的目的。5、 低浓度吸收，相平衡常数等于1,平衡气相吸收分系数ky<<kx时，其吸收过程属于气膜阻力控制控制。6、 吸收因数定义表达式为入=点 。7、 吸收过程阻力越大，所需的传质单元高度越—高 ；吸收推动力越大，所需的传质单元数越小8、 三元相图中，在溶解度曲线下方是—对应压力下的不饱和溶液―区域，其范围的大小随着温度的升高而―增大。9、 相平衡常数m与压强和温度都有关系，m=E—，温度升高，m值增大_，溶解度虺小—。吸收操作P和解吸操作都与温度和压强有关。较-低—的温度和较高—的压强对吸收操作有利。10、 常见的网体填料有压延孔环—和丝网填料11、 气体混合物中的吸收质摩尔比Y「0.06，平衡关系Y*=1.5X，入塔吸收剂中不含吸收质，液气比为1.4，该吸收过程的最大吸收率为15_。12、 吸收操作线方程为Y=2.5X+0.3，平衡线方程为Y*=1.5X，其吸收因数为。当吸收剂用量为1320kmolh-1时，则惰性气流量为528—kmolh-1。13、 在填料塔内，汽液两相组成沿塔高呈_连续式_变化；而在板式塔内，两相组成沿塔高呈阶跃式变化。14、 吸收是利用混合气体中各组分在吸收剂中溶解度 的差异，而达到分离的目的。15、 低浓度吸收，相平衡常数等于1，平衡气相吸收分系数ky<<kx时，其吸收过程属于气膜阻力控制。16、 气体混合物中的吸收质的摩尔比 Y「0.02,尾气中吸收质的摩尔比 Y「0.002，该过程的吸收率为90%17、 吸收塔的填料层高度计算中，表示设备效能高低的量是传质单元高度，而表示传质任务难易程度的量是传质单元数。18、 填料种类主要有, 拉西环 、.鲍尔环 和阶梯环 。（列举3个）共轭环、弧鞍型填料、矩鞍型填料、金属矩鞍型填料、波纹填料、网体填料

19、填料塔的附件主要有 填料支撑装置 、液体分布装置 和液体再分布装附 。(列举3个)液体出口装置、气体进口装置、除沫装置20、吸收是分离气体混合物—的单元操作，它是利用混合气体中各组分在吸收剂中溶解度—的差异，而达到分离的目的。21、 若某气体在水中的亨利系数E很大，说明该气体为―难—溶气体。22、 如图所示为同一温度下A、B、C三种气体在水中的溶解度曲线。由图可知，它们溶解度大小的次序是C>B>A；因为—在压强一定时，C的溶解度最大，B次之，A最小.23、解吸时溶质由J夜相向—气相―传递。24、对低浓溶质的气液平衡系统，当系统温度增加时，其溶解度系数E将_增大_。而气相分压不变，当系统中液相总浓度增加时，其平衡常标将、减小―。液相总浓度增加时，其平衡常标将、减小―。mn时，△Ym=—0——，塔高H=—墨?―o25、26、设计中采用液气比27、某低浓度气体吸收过程，已知：相平衡常数m=1，气膜和液膜体积吸收系数分别为*=2x10-4Kmol/(m3.s)27、«a=0.4Kmol/(m3.s)。则该吸收过程为—气膜阻力控制。气膜阻力占总阻力的百分数为__99.95%；该气体为—易―溶气体。28、 吸收过程物料衡算时的基本假定是：①气相中惰性气体不溶于液相：②吸收剂不挥发。29、 对某吸收系统，如果1/ky>>1/kx，则为气膜控制；1/ky<<1/kx，则为液膜控制。此说法是—错—的。(对或错)30、双膜理论认为：吸收质是以—分子扩散 方式通过气膜和液膜的。31、 分子扩散速率遵循_菲克定律，其表达式为〕a=-Dab冬32、对易溶气体吸收，欲提高其总传质系数，主要可采取的措施是__减小气膜阻力，理由是—此时主要为气膜阻力控制o33、 吸收是利用混合气体中各组分在吸收剂中_溶解度―的差异，而达到分离目的。34、 若某气体在水中的亨利系数E值很大，说明该气体为—难—溶气体。35、 物质在单相内的传递机理有__分子扩散—和_涡流扩散―两种。36、由双膜理论可知，吸收过程传质阻力主要在_气膜和液膜；吸收中，吸收质在界面处溶解，相界面处两相浓度_互成平衡o37、吸收过程总传质阻力等于__气膜和液膜阻力之和，若吸收过程为气膜阻力控制过程，则传质阻力组要集中于—气膜___;—易—溶气体的吸收过程常为气膜阻力控制过程，可通过_增大气相流量____方法加快吸收速率。38、 由于吸收过程气相中的溶质分压总__〉―液相中溶质的平衡分压，所以吸收操作线总是在平衡线的_上方____。增加吸收剂用量，操作线的斜率_增大，则操作线向—远离―平衡线的方向偏移，吸收过程推动力（Y—Y*）—增大―。39、 当吸收剂用量为最小用量时，完成一定的吸收任务所需填料层高度将为无限大40、 用清水吸收空气与A的混合气中的溶质A，物系的相平衡常数m=2,入塔气体浓度Y1=0.06，要求出塔气体浓度Y2=0.006，则最小液气比为。41、 为改善壁流效应，可在填料层内每隔一定距离设置_液体再分布器―。42、填料塔的设计点气速通常为泛点气速的_50%-80%。43、 低浓度气体吸收中，已知平衡关系为Y*=1.5X，kx=0.2kmol/m3.s，kY=2x10-5kmol/m3.s，则此体系属—气膜阻力控制。44、在吸收操作中，吸收塔某一截面上的总推动力以液相浓度差表示。45、 亨利系数E的数值大小表示气体溶于液体中的难易程度。亨利系数越大，气体在液体中的溶解度越小46、吸收操作正常空塔气速应为泛点气速的 50%—80% 。47、吸收是分离—气体混合物 的单元操作，它是利用混合气体中各组分在吸收剂中的—溶解度—差异，而达到分离目的。48、双膜理论认为：吸收质是以分子 —扩散方式通过气液两膜，传质阻力主要集中在 M膜阻力和，液膜 阻力。49、吸收操作能够进行的条件是y 〉糜，解吸操作能够进行的条件是y <糜，过程能够达到的最大限度是x=*。50、吸收塔的塔顶气相推动力为—心 ，塔底气相推动力为Y1-Y*，当平衡线为直线或近似为直线时，全塔气相平均推动力可取塔顶、塔底推动力的对数平均数51、 传质单元高度的数值越大，说明吸收过程的阻力越大 。传质单元高度的数值的大小与—设备型式 、设备中的操作条件 等因数有关。52、填料的作用是提供有效的 面积和良好的气y■—传质操作 条件。53、 操作压强一定，气体在液体中的溶解度随温度升高而减小—；操作温度一定，气体在液体中的溶解度随压强升高而增大二、选择题相平衡常数m值随温度升高而A__,随压强增大而。m=EpA.降低，增大；B.降低，不变；C.增大，降低；D.增大，不变。双膜理论认为：吸收质以__D方式通过气膜和液膜的。A.对流扩散；B.对流传质； C.涡流扩散； D.分子扩散。吸收操作的作用是分离AA、气体混合物；B、气液混合物；C、液体均相混合物；D、部分互容的液体混合物在Y—X图上，吸收操作线总是位于平衡线的A。A、上方；B、下方；C、重合线上；D、不知道吸收过程的推动力是B。A、气相浓度与液相浓度之差；B、实际浓度与平衡浓度之差C、塔顶与塔底出口浓度之差；D、流体与界面上的浓度之差混合气中的吸收质浓度很低，而吸收剂用量很大时，吸收过程可认为是（C）。A、化学吸收；B、物理吸收；C、等温吸收；D、非等温吸收。在吸收塔内，混合气体中的惰性气体浓度从塔进口到塔出口逐渐（D），其摩尔流量（）。A、降低，增高；B、增高，降低；C、降低，不变；D、增高，不变。亨利系数值越大，气体的溶解度（B）A、越大；B、越小；C、不变；B、无关。当吸收阻力用1/kG表示时，其对应的吸收推动力为（A）。A、p-p*；B、p-pi；C、p*-p；D、pi-p。填料塔的正常操作空塔气速应在载点气速之上，在泛点气速的（A）倍之下。A、0.8；B、0.5；C、1.0；D、0.9。―A，对吸收操作有利。A、温度低、气体分压大时 B、温度低、气体分压小时C、温度高、气体分压大时 D、温度高、气体分压小时处理易溶气体的吸收时，为较显著地提高吸收速率，应增大B 的流速。A、液相B、气相C、无法判断通常所讨论的吸收操作中，当吸收剂用量趋于最小吸收剂用量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14、 根据双膜理论，当被吸收组分在液体中溶解度很小时，以液相浓度表示的总传质系数___B__OA、大于气相分传质系数； B、近似等于液相分传质系数；C、小于气相分传质系数； D、近似等于气相分传质系数。15、 当y，y1，y2及X2一定时，减少吸收剂用量，则所需填料层高度Z与液相出口浓度Xl的变化为.A、Z，X1均减小；B、Z，X1均增加；C、Z减少，X1增加；D、Z增加，X1减小。16、 完成指定的生产任务，采取的措施能使填料层高度降低的是人__。A、吸收剂循环使用； B、用并流代替逆流操作；C、减少吸收剂用量； D、减少吸收剂中溶质的含量。17、 吸收操作过程中，在塔的负荷范围内，当混合气处理量增大时，为保持回收率不变，可采取的措施有—B__oA、减少吸收剂用量；B、增大吸收剂用量C、增加操作温度；D、减小操作压力。18、 选择吸收剂时一般不考虑的是（A）oA、操作温度下的密度B、对溶质的选择性C、操作条件下的挥发度 D、对溶质的溶解度19、 下列不是填料特性的是（D）oA、比表面积 B、空隙率C、填料因子D、填料密度吸收塔开车操作时，应（C）。A、先通入气体后进入喷淋液体 B、增大喷淋量总是有利于吸收操作的C、先进入喷淋液体后通入气体 D、先进气体或液体都可以在吸收操作中，保持吸收剂用量qn,L不变，随着气体速度的增加，塔压（A）oA、变大 B、变小 C、不变 D、不确定在吸收塔内，从塔进口到塔出口，混合气体中的惰性气体摩尔流AoA、不变 B、增高 C、降低 D、无法确定在吸收塔内，混合气体中的惰性气体浓度从塔进口到塔出口逐渐D，其摩尔流量 oA、降低，增高；B、增高，降低；C、降低，不变；D、增高，不变。加压和降温，对吸收操作__A—，而对解吸操作oA、有利，不利；B、不利，有利；C、有利，无关；D、无关，有利。填料塔在逆流操作时，在填料的空隙中以及在填料表面所积存的液体量称为_CoA、持液量；B、动持液量；C、静持液量；D、吸收剂量。气体混合物中的溶质组成Y1=0.02，平衡关系为Y*=2.0X，入塔吸收剂中不含吸收质，液气比为0.8,吸收质的吸收率最大为_D_oA、100%；B、80%；C、60%；D、40%；三、 简答题1、 简述吸收塔操作与调节？答：吸收是用来分离气体混合物的单元操作；调节：(1)流量的调节 (2)温度与压力的调节(3)塔底液位的维持(4)解吸塔操作的控制条件2、 从设备投资、操作和填料塔的喷淋密度对吸收剂用量的确定进行综合分析。见P书2203、 如何判断过程是吸收还是解吸？解吸的目的是什么？答：若Y>Y*则该操作为吸收操作，若Y—Y*则该操作为解吸操作解吸的目的：获得所需较纯的溶质；溶剂再生循环使用。4、 简述双膜理论？答：双膜理论要点：相互接触的气液两相存在一固定的相界面。界面两侧分别存在气膜和液膜，膜内流体呈滞流流动，物质传递以分子扩散方式进行，膜外流体成湍流流动。膜层取决于流动状态，湍流程度愈强烈，膜层厚度愈薄。气、液相界面上无传质阻力，即在界面上气、液两相组成呈平衡关系。膜外湍流主体内传质阻力可忽略，气、液两相间的传质阻力取决于界面两侧的膜层传质阻力。5、 导致吸收塔吸收率下降的原因主要有哪些？发生了液泛现象液体的喷淋密度较小吸收剂用量过小6、 在吸收操作过程中，如发现吸收率有所下降，试分析一下可能出现的原因。四、 计算题1、在填料塔中用纯水吸收混合气中的某溶质。1atm，27oC的操作条件下，混合气流量为1200[m3/h-1]，入塔混合气中溶质的体积分率为7.69%，要求吸收率为95%，气相体积吸收总系数KGa=100[kmol/m-3/h-1/atm-1]，塔底溶液浓度X1=0.053，操作条件下平衡关系为Y*=1.1X，吸收塔的塔径为0.8m，试求所需的填料层高度。若要求吸收率和液气比不变，仅将操作压强增加一倍，此时所需的填料层高度又为多少？Azfl= =07S5I(J.82=0.5024m2解：(1) 4q，-=客*(1-y)=10*325；；200、*(1-0.0769)=45.0003kmol/h脆rti 8.314*(273+27)i ' /龙y0.0769

*=合=1-^=0.08331匕=**1-畏=0.08331*1-0.95=4.1655*10-3Z=H°G*N°G=0.8958*6.805=6.096m答：所需的填料层高度为6.096m(2)qn，L*1-y=90.0006kmol/h(2)qn，L*RT1 hHg=k 10ffl&OE5&24=L7914mm=0.55Z=H°g*N°g=1.7914*4.0608=7.2745m答此时所需的填料层高度为7.2745m2、 在逆流填料塔内用纯水吸收混合气中的甲醇。已知进塔混合气量为160kmol/h，其中含有甲醇2%（体积分率）。现要求吸收率为90%，用水量为最小用量的1.5倍。操作条件下的平衡关系为Y*=1.15X。试求塔底溶液中甲醇的浓度X1；实际用水量为多少m3/h？解：Y=-y^=0,02=0.020411 1-y11-0.02Y2=**1—畏=0.02041*1—0.9=2.041*10-3=Y1=皿地=0.01775 （Lmin=心皿皿屋n°3=1.0349。m1.15 V X；-X2 0.01775X*%1=15=0.01183L=1.0349*1.5**（1-0.02）=4.3814m3答：塔底溶液中甲醇的浓度X1为0.01183；实际用水量为4.3814m3/h3、 用纯水吸收混合气中的甲醇，入塔混合气量为3m3/s（标准）。入塔混合气中甲醇的摩尔分数为0.06，要求回收率为90%，用水量为最小用水量的1.5倍，操作条件下的平衡关系为Y*=1.25X。试求：（1） 最小液气比；（2） 实际用水量；为=二^ 50606=0,063831 11y解：（1）

0.O63S31.25=0.O63S31.25=0,05106")mi答：最小液气比为1.2376-=15仁=1.&11.2376=1.8564(2)/0,1339118L=1.8564* 0 *3600=16.1075答：实际用水量为16.10754、某气体混合物中含吸收质氨4%（体积），送入逆流吸收塔用纯水吸收。要求吸收率为95%，操作液气比取最小液气比的1.25倍，平衡关系为Y*=2X。HOG=0.5m，求填料层高度m；解：Y= =0,04=0.041671 1-y1 1-0.04/2=yi*1-畏=0.04167*1-0.95=2.°835*10-3X*1mX l1 X*1mX l1 1.25 =0.0208420.02084 =0.016671.25Z=H°g*N°g=0.5*8.783=4.392m在总压力101.33kPa和温度20°C下，测得氨在水中的溶解度数据为：溶液上方氨平衡分压为0.8kPa时，气体在液体中的溶解度为1g（NH3）/100g（H2O）。试求亨利系数E、溶解度系数H和平衡常数m。（假设该溶液遵守亨利定律）解：亨利常数E可由下式计算：e=£*x11P*=0.8kpax=—=0.010481 +10017 18则E=P*=―08—=76.34kpax1 0.01048溶解度系数H可由下式计算：相平衡常数m可由下式求得y*=mxm也可由下式解得答：亨利系数E为76.34kpa、溶解度系数H为 日/I3（I，平衡常数m为0.753在填料塔中用循环溶剂吸收混合气中的溶质。进塔气体组成为0.091（溶质摩尔分数），入塔液相组成为

21.74g溶质/kg溶液。操作条件下气液平衡关系为Y*=0.86X。当液气比为0.9时，试分别求逆流和并流时的最大吸收率和吸收液的浓度？（已知溶质摩尔质量为40kg/kmol，溶剂摩尔质量为18kg/kmol）解：最大吸收率：需要将已知的气液组成换算成摩尔比出塔的时候达到平衡在填料层高度为4m的填料塔内，用解吸后的循环水吸收混合气中某溶质组分以达到净化目的。已知入塔气中含溶质2%（体积分数），液气比为2,操作条件下的平衡关系为Y*=1.4X,试求：（1）解吸操作正常，保证入塔吸收剂中溶质浓度X2=0.0001,要求吸收率为99%时，吸收液出塔组成X1为多少？气相总传质单元高度为多少？（2）若解吸操作质量下降，入塔的吸收剂中溶质浓度升到X2=0.0004，而其它条件不变（溶质入塔浓度、液气比、平衡关系），则溶质可能达到的吸收率为多少？出塔溶液浓度为多少？8、 拟在常压填料吸收塔中，用清水逆流吸收混合气中的溶质A。已知入塔混合气体中含有A1%（体积%），要求溶质A的回收效率为80%，若水的用量为最小用量的1.5倍，操作条件下相平衡方程为y=x，气相总传质单元高度为1m，试求所需填料层高度。解：Y=-^^=0,01=0.01011 1-y1 1-0.01匕=**1一畏=0.0101*1-0.8=2.02*10-3Y0.0101

X*=—1= =0.01011m1Z=H°g*Ng=1*3.063=3.063m9、压强为101.3kPa、温度为20°C时，测出100g水中含氨2g，此时溶液上方氨的平衡分压为1.60kPa，试求E、m和H。若通过充惰性气体使总压增为202.6kPa，氨的分压不变，系统温度仍维持20C，求此时的E、m和H。解：（1）已知氨的分子量为Ma=17，水的分子量为M「18,2—17—=i1534100+21,1534氨在水中的摩尔浓度可计算得CA=1000(kmol•m-3)C_根据亨利定律P*二(kmol•m-3)C 1.1534: =0.721H=P*(kmol•m-3•kPaH=P*(kmol•m-3•kPa-1)PsH-Ms1000=0.721x18=77.05(kPa)（2）虽然总压升高至P=202.6kPa，但氨的分压仍保持不变，且由于系统温度未变，则E、H均维持20C时的值不变，因为E、H仅为温度的函数，与总压无关，但m却随总压的变化而变化，这是由于气相中溶质的摩

尔分率发生了变化。10、 在常压逆流操作的填料吸收塔中用清水吸收空气中某溶质A,进塔气体中溶质A的含量为8%（体积%）,吸收率为98%，操作条件下的平衡关系为Y*=