化工原理课后作业吸收.docx

1、化工原理课后作业吸收6吸收一、单选题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 yi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）y下降，上升（C）七上升，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（ ）。BA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，则岀口气体组成将（ ） AA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

2、口气量增加，则岀口液体组成（ ）AA 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（ ）。CA 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（ ）。CA 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，则气相岀口组 成将（ ）。AA 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（ ）。AA 增加B减少C不变

3、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） 岀塔气体浓度增加，但岀塔液体浓度不变（C） 岀塔气体浓度与岀塔液体浓度均增加（D） 在塔下部将发生解吸现象10. 最大吸收率与（ ）无关。 DA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 A：1且填料为无穷高时，气液两相将在（ ）达到平衡。BA塔顶B塔底C塔中部 D 塔外部12.某吸收过程，已知 ky= 4 10-1 kmol/m2.s，kx= 8 10-4 kmol/m2.s，由此可知该过程为（

4、 ）。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，贝U 1/Ky=1/ky+ （ ） 1/kx。m4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（ ）

5、。降低操作条液相&含SO为10%（体积）的气体混合物与浓度 c为0.02 kmol/m3的SO水溶液在一个大气压下相接触。 件下两相的平衡关系为 p=1.62c （大气压），贝U SQ将从（ ）相向（ ）相转移。 气相9. 含SQ为10%（体积）的气体混合物与浓度 c为0.02 kmol/m3的SQ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），以气相组成表示的传质总推动力为（ ）大气压。0.0676 atm10. 含SQ为10%（体积）的气体混合物与浓度 c为0.02 kmol/m 3的SQ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

6、*=1.62c （大气压），以液相组成表示的传质总推动力为 （ ）kmol/m3。0.0417kmol/m3液膜阻力膜控制。气膜阻力H/kG气膜阻力气膜控制。 液膜阻力l/k l19. 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

7、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CO，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CO，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CO，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

8、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 论将（ ）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 比3将（ ）增加39.Kya 值将（ ）提高吸收剂用量对吸收是有利的。当系统为气膜控制时，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

9、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 N=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az bz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 v m时，气体的极限残余浓度随L/G增大而 减小；当L/Gm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

10、量 在总压为3.039X 105 Pa（绝对）、温度为20C下用纯水吸收混合气体中的S02,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20T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20C时的相平衡关系y = 13. 9x,可求得p= 3. 039x 105Pa、 t=20C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

11、X1max二ym。于是，由物料衡算式可求得最小液气比（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 （丫勺、X2）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比为二jaToT4?63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 HCI的混和气体，一股流量G1 = 0.015kmo1/s，HCI浓度yGi =0.1 （摩尔分率），另一股流量G! = 0. 015kmo1/s，HCI浓度yG2 =0.04 （摩尔分

12、率）。今拟用一个吸收塔回收二股气体中的 HCI，总回收率不低于85%，历用吸收剂为20T纯水，亨利系数E= 2. 786X 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？ 若空塔速度取 0. 5m/s,并已测得在此气速下 Kya=8 10 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j 49 *IU65厂* 宵如为:为多少？中间加料位于

13、何处？E 2,706X10沪严匚皿12 %?盼两股气体混和后的浓度为:解：（1）在操作条件下，系统的相平衡常数为:c (1 - 1 0x 0t070*0105 r两股气体混合后进塔的最小液气比（参见附图 b） & * 1 a ks 1-2.75= 2.33756-2.3375(?/ + G/) = 2.3375 x0fe03- 0.0701 ktnol0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 ”2(75LL|，-2*028(? +5/) = 2,028

14、X0.03 = 0,0608kool/i吸收塔下半部的液气比Lmin / G 4.056，对下半部作物料杨算可得液体最大出口浓度为4；L X(0J.04) + 4=0.0m.连接（y2，0）、（yG2，炷）和（yGi，如1）三点即得分段进料的操作线混和气体的总体积流鱼为T 293卩= 22.4x-(G/ +G/222.4X = 0.721 m/s ,吸收塔立径为厝/焉需d,吸收塔内的气体流率为吸收塔内实际液体流率为由物料衡算式可求液体出口浓度为平均传质推动力为4 (007- 275 x 0.0214) 0e011 .07 2.75 X0.021? 口 0.0106 ,所需塔高=14.7 m o

15、 G th-肌 0.0208 07-O(H”忑jx- 8X167 0.0106在实际液气比下的操作线如附图b线段所示。(3 )在吸收塔的上半部，0.0208 kmol/(m2*s), L= 0.0583 kmol/(m2 ,由物 料衡算可求得中间加料处吸收液浓度为- + 2 = x Nog = 4.73 Vi*=0.05 ,算得 Vt =0.00587 吸收液出塔鹼度为 & 八 0.05-0.005B7 -一一+方血-曲+ 5 =(M初，新工况的平均推动力为老工捉的平均推动力为两工况落质吸收量之比为由传质速率式- Vl） *= KyOH ,可知，增加传质阻力小的一侧的流体流量，因传质系数基本不

16、变，则溶质致收量的增加主契 由推动力增大而引逼。此时吸收过程的调节机理崔于改变了吸收推动力召反之。如果增加传质阻力较大側的流体流量，传质系數将明显增犬，则瘠质吸收量的缗加主要長由于传质系数増大的無故8.提高回收率的代价在图示胶收堪内，用洗油吸收煤气屮所器的苯蒸汽，入塔煤吒含苯摩尔分率下 同几 当液气比为讥圧、抚油入口液度为0.005时，出塔煤气的贖余浓度为吸收操作 的平衡关系为趴25%贬收塔底排出的洗油，在解吸塔内用过热蒸找解吸”便解吸后的 洗油中含苯彼度際为0。5,解吸塔的气液比为0,365,平衡关系为-3t16x,駆收塔操作 温度低，过程可视为气相阻力控制f解吸塔温度高，过程可视为液相阻力

17、控制.现欲将出搭煤气陆含苯浓度降为0.0005,试问|保持洗油入口JS度不变帀增大液完比，能否达到要求？ (2)若保持洗油流董不变而眸低洗油入口浓度，解吸塔的蒸汽耗量需增加多少借?Rt (1)若像持乞=0.0咗不变，则堪顶的 宅休平衡滋度为趴=0,125 二 0,125X0,005 = 0#000625 0.0005,故不可能将气体残余浓度降为0,0005 为吸收过程传质单元数为山 叶恥 0*02-0,&01X 血 000166在嵐工况解吸塔气休岀口浓度C参见附图)为解吸塔的平均推动力为因解吸塔气休出口皺度肌巴和当髙，此推动力心卷只是近似值“解吸过程的棒战单元数为wr X1 - x2 0*12

18、4- 0*005 _恥讣 飞石匕-一oTiii一刃宀为袪吸收塔T体出口浓度降为F/ =0,0005,洗液流量不变，吸收剂入塔報度和泌狽降低，此时吸收塔的Ng未变。参照上例的解法，必有二 外-佈乞 二 0.02-0.125 X 0.005 _=石=珂 二 0.001-0.125X0.005 二51.7 ,二號寺=叫需豐二泸=0.000921,物料衡算= X2f + (fl g2f )=0.000921 +匚七丁(0.02- 0.0005= 0.123 Uv lb因解吸过程为液相阻力控制，解吸气流量&增大不影响解吸塔的Hg,即Nol=10.7不 变。故有04980,316从本例可以看出，吸收和解吸是1个有机的整体，吸收换作的任何变动，都将使解吸操 作发生相应的变化,反之亦然。另外，本例还表明，鞍个吸收操作的成本在于吸收剂的再 生，吸收塔出口气体的残余数度越低或溶质回收率越高，解破塔蒸汽用量越多，吸收过程的 成木越高。