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“化工原理”第5章《吸收》复习题

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《化工原理》第五章“吸收”复习题一、填空题1. 质量传递包括有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿______＿＿＿等过程。

***答案*** 吸收、蒸馏、萃取、吸附、干燥。

2. 吸收是指＿＿＿__＿＿的过程，解吸是指＿＿＿＿＿的过程。

***答案*** 用液体吸收剂吸收气体，液相中的吸收质向气相扩散。

3. 对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统，当总压增加时，亨利系数E＿＿＿＿，相平衡常数m＿＿＿＿，溶解度系数H＿＿_＿。

***答案*** 不变；减少；不变4. 指出下列组分，哪个是吸收质，哪个是吸收剂.(1) 用水吸收HCl生产盐酸,H2O是＿_＿＿，HCｌ是＿___＿.(2)用98.3％H2SO4吸收SO3生产H2SO4,SO3,是＿＿＿；H2SO4是＿＿＿。

(3)用水吸收甲醛生产福尔马林,H2O是＿＿＿＿；甲醛是＿＿＿。

***答案***（1）吸收剂，吸收质。

（2）吸收质，吸收剂。

（3）吸收剂，吸收质。

5. 吸收一般按有无化学反应分为＿＿＿＿＿，其吸收方法分为＿＿＿＿＿＿＿。

***答案*** 物理吸收和化学吸收；喷淋吸收、鼓泡吸收、膜式吸收。

6. 传质的基本方式有：__________和_________。

***答案*** 分子扩散，涡流扩散.7. 吸收速度取决于＿＿＿＿＿＿＿，因此，要提高气－液两流体相对运动速率，可以＿＿＿＿来增大吸收速率。

**答案*** 双膜的扩散速率，减少气膜、液膜厚度。

8. 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＿＿＿＿。

增加吸收剂用量，操作线的斜率＿＿＿＿，则操作线向＿＿＿＿平衡线的方向偏移，吸收过程推动力（y－y*）＿＿＿＿。

***答案*** 大于上方增大远离增大9. 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，则传质推动力将＿＿＿＿，操作线将＿＿＿平衡线。

***答案*** 减少；靠近；10. 对一定操作条件下的填料吸收塔，如将塔料层增高一些，则塔的H OG将＿＿＿＿＿，N OG将＿＿＿＿＿(增加，减少，不变)。

***答案*** 不变；增加11. 某逆流吸收塔，用纯溶剂吸收混合气中易溶组分，设备高为无穷大，入塔Y1=8％（体积），平衡关系Y=2X。

试问:⑴.若液气比（摩尔比，下同）为2.5时，吸收率= ______％⑵.若液气比为1.5 时，吸收率=________％***答案*** 100％；75％12. 吸收塔底部的排液管成U形，目的是起＿＿＿＿作用，以防止＿＿＿＿＿____＿＿。

操作中的吸收塔，若使用液气比小于设计时的最小液气比，则其操作结果是吸收效果＿＿＿＿＿＿＿；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＿＿＿＿＿＿出口气体浓度＿＿＿＿＿＿＿。

***答案*** 液封作用;空气倒灌和塔内气体跑出;吸收效果达不到要求;吸收率增大，出口气体浓度降低13. 溶解度很大的气体，吸收时属于＿＿＿＿控制，强化吸收的手段是＿＿＿＿＿。

***答案*** 气膜，增大气相侧的传质分系数或气流湍动程度。

14. 填料吸收塔正常操作时,气相为＿＿＿＿相；液相为＿＿＿＿相；而当出现液泛现象时，则气相为＿＿＿＿相，液相为＿＿＿＿相。

**答案** 连续；分散；分散；连续。

15. 某气体用水吸收时，在一定浓度范围内，其气液平衡线和操作线均为直线，其平衡线的斜率可用＿＿＿＿＿＿常数表示，而操作线的斜率可用＿＿＿＿表示。

***答案*** 相平衡；液气比16. 双膜理论认为，吸收阻力主要集中在界面两侧的________和________之中。

***答案*** 气膜、液膜17．对于气膜控制的吸收过程，如要提高其过程速率，应特别注意减少_______阻力。

***答案*** 气膜18. 一般吸收塔中常采用逆流操作，其目的是_______________________________________。

***答案*** 使两相传质平均推动力大，从而可减小设备尺寸；提高吸收效率和吸收剂使用率。

二、选择题（2分）1. 吸收速率主要决定于通过双膜的扩散速度，要提高气液两流体的相对运动，提高吸收效果，则要（）***答案*** BA. 增加气膜厚度和减少液膜厚度；B. 减少气膜和液膜厚度C. 增加气膜和液膜厚度2. 选择吸收设备时，综合考虑吸收率大，阻力小，稳定性好结构简单造价小，一般应选（）***答案*** AA. 填料吸收塔B. 板式吸收塔C. 喷淋吸收塔3. 对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统，当温度和压力不变，而液相总浓度增加时其溶解度系数H 将（），亨利系数E将（）。

***答案*** C. C. ;A. 增加B. 减少C. 不变4. 在常压下用水逆流吸空气中的CO2，若将用水量增加则出口气体中的CO2量将（）气相总传质系数K y将（），出塔液体中CO2浓度将（）。

***答案*** B；A； B.A. 增加；B. 减少；C. 不变。

5. 通常所讨论的吸收操作中，当吸收剂用量趋于最小用量时，完成一定的分率( )。

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。

***答案*** D6.在逆流操作的填料吸收塔中，对某一低浓气体中的溶质组分进行吸收，现因故气体入塔浓度y b变小而其它操作条件均不变，则出塔气体浓度ya 和液体浓度x b （B ）A．y a增大，x b增大；B。

y a减小，x b减小；C。

y a增大，x b减小；D。

无法判断。

7. 正常操作下的逆流吸收塔，若因某种原因使液体量减少以致液气比小于原定的最小液气比时，下列哪些情况将发生?( )A. 出塔液体浓度x增加，回收率增加；B. 出塔气体浓度增加，但x不定；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。

**答案* B8. 气体的亨利系数E值越大，表明气体（）。

***答案*** BA. 越易溶解；B. 越难溶解；C. 溶解度适中9. 填料吸收塔空塔的速度应（）于液泛速度。

A. 大；B. 小；C. 等。

***答案*** B10. 对吸收操作有利的是（）。

***答案*** AA.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； C.温度高，气体分压小时；11. 在Y—X图上，吸收操作线总是位于平衡线的（）。

***答案*** AA. 上方；B. 下方；C. 重合线上；12. 亨利定律是一个稀溶液定律，其亨利系数E值愈小，表明该气体的溶解度（）；温度升高，E值（）。

***答案*** A、 AA. 愈大；B. 不变；C. 愈小；13. 填料塔中安装液体再分布装置，其目的是（B）A.支承填料B.改善壁流效应C.保证填料充分湿润D.防止液泛14. 用水吸收二氧化碳的传质过程属于（B）。

A.气膜控制B.液膜控制C.无法判断15. 吸收的分离依据是（C），精馏的分离依据是（A）。

A.沸点不同B.化学反应C.溶解度不同16. 下述说法错误的是（B）A.溶解度系数H值很大，为易溶气体B.亨利系数E值很大，为易溶气体C.亨利系数E值很大，为难溶气体D.平衡系数m值很大，为难溶气体17. 下述分离过程中哪一种不属于传质分离（）A.萃取分离B.吸收分离C.结晶分离D.离心分离18. 填料塔中安装液体分布装置，其目的是（ C ）A.支承填料B.改善壁流效应C.保证填料充分湿润D.防止液泛19. 在吸收传质过程中，它的方向和限度将取决于吸收质在气液两相平衡关系。

若要进行吸收操作，则应控制（）。

A.P A＜P A*B.P A＞P A*C.P A=P A*20. 吸收塔操作与调节中错误的是( C )。

A.吸收剂用量B.吸收剂入口温度C.操作压力D.吸收剂进口浓度三、判断题（1分）1. 喷淋吸收是吸收剂成液滴分散在气体中，因此，液体为连续相，气体为分散相。

***答案*** ×2. 吸收操作线的方程式，斜率是L/G（）。

***答案*** √3. 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，说明该气体为易溶气体。

( ) ***答案*** ×4. 工业上一般吸收是在吸收塔中进行的。

象传热一样气液间逆流操作有利于吸收完全并可获得较大的吸收推动力。

（）***答案*** √5. 填料吸收塔逆流操作，当吸收剂的比用量（即液气比）增大时，则出塔吸收液浓度下降，吸收推动力减小（）. ***答案*** ×6. 对于大多数气体的稀溶液，气液平衡关系服从亨利定律。

亨利系数(E＝p/x)随温度的升高而增大，而溶解度系数(H＝C/p)随温度的升高而减小。

***答案*** √7. 液泛点是填料吸收塔的最佳操作点。

吸收操作在此条件下进行时，则吸收速率最大。

（）***答案*** ×8.（1分）在一般情况下，混合气体的有关计算可按理想气体方程和道尔顿分压定律进行。

其气体组分的体积分率等于其摩尔分率，亦等于其分压分率。

（）*答案**√9. 填料塔中填充大量填料以提供气液接触面积。

吸收速率取决于填料的比表面积（ａ）。

填料的比表面积越大，吸收速率越大。

（）**答案** ×10. 吸收过程中，当操作线与平衡线相切或相交时所用的吸收剂最少，吸收推动力最大。

（）***答案*** ×11. 在吸收塔中，溶质气体在混合气中的分压，大于与吸收剂中溶质浓度成平衡的分压时，则发生吸收。

（）***答案*** √12. 吸收过程中，当操作线与平衡线相切或相交时所用的吸收剂最少，此时推动力也最小。

（）***答案*** √13. 由于温度对溶解度系数有影响，温度升高，溶解度系数越小，所以升温有利于解吸。

（）***答案*** √14. 惰性气体和吸收剂在吸收过程的前后的摩尔量是不变的。

（）**答案** √15. 对于溶解度甚大的气体吸收，为强化吸收过程，则应从减小液膜阻力入手，其效果才显著。

（）***答案*** ×16．吸收塔底部的排液管设成倒U形，目的是起液封作用，以防止气体倒灌。

（）**答案** √四、问答题1. 求取最小液气比有何意义?适宜液气比如何选择?增大液气比对操作线有何影响?***答案*** 溶质气体A得以吸收的最小溶剂用量、最小液气比时，欲达到分离要求需填料层高度（或理论塔板数）无穷大，所以在最小液气比时，吸收操作只在理论上才能进行。

当液气比比最小液气比还小时，有一部分操作线会在平衡线之下，吸收在理论上都行不通了，而为脱吸了。

与解吸的分界线。

适宜液气比常在最小液气比的1.1-1.5倍范围内。

增大液气比，操作线更远离平衡线，越加有利于吸收2. 什么叫液泛现象？***答案*** 当气速增大，使气、液间的摩擦阻力增大至足以阻止液体下流，至使液体充满填料层空隙，先是塔顶部积液，继而蔓延全塔，液体被气流带出塔顶，吸收操作完全被破坏。

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化工原理习题课-吸收

化工原理习题课-吸收



= X + Y2 −
=



X+


Y −

1
Y
（任一截面和塔顶）
（任一截面和塔底）
B
1
吸收过程目的：
（1）净化气体2 ↓ （吸收率 ↑ ）
（2）获得高浓度的吸收液1 ↑
2
O
∗ =
Τ
Y
L ，1
，1
K
A
2
X
1
X
吸 收
3、吸收操作线的斜率（Τ）：



2 ∗ −
L = ‫ ׬‬1
∆ =
=
∆ −∆
∆
∆
−
∆
∆ = ∗ −
∆ = ∗ −

A：当
∆1
∆2
< 2，
∆1
∆2
< 2时，可用算术平均推动力来代替对数平均推动力。
B：当平衡线与操作线平行时，即 − ∗ = − ∗ = − ∗ , OG =
（2）若将两股煤油混合后从塔顶加入，为保持回收率不变，所需填料层高度为多少?
（7.653m）
习 题 课
【习题课5-5】
逆流吸收-解吸系统，两塔的填料层高度相同，已知吸收塔入塔的气体组成为0.02，
要求回收率为95%，入塔液体组成为0.006（均为摩尔分率）。操作条件下吸收系统的
气液平衡关系为 ∗ = 0.125，液气比为最小液气比的1.4倍，气相总传质单元高度为
/（m2·s）
（2）传递速率：
在任一固定的空间位置上， 单位时间内通过垂直于传递方向的单位面积传递的
物质的量。记作N，单位为kmol /（m2·s） 。
化工原理(1-5)章复习题及答案

化工原理(1-5)章复习题及答案

化工原理(1-5)章复习题及答案绪论1、单元操作的定义？答：艺过程中遵循相同的基本原理，只改变物料状态或物理性质，不改变物料化学性质的过程。

2、列举化工生产中常见的单元操作（至少3个），并说明各自的过程原理与目的？答：流体输送：输入机械能将一定量流体由一处送到另一处。

沉降：利用密度差，从气体或液体中分离悬浮的固体颗粒、液滴或气泡。

过滤：根据尺寸不同的截留，从气体或液体中分离悬浮的固体颗粒。

换热：利用温度差输入或移出热量，使物料升温、降温或改变相态。

蒸馏：利用各组分间挥发度不同，使液体或汽液混合物分离。

吸收：利用各组分在溶剂中的溶解度不同，分离气体混合物。

萃取：利用各组分在萃取剂中的溶解度不同，分离液体混合物。

干燥：加热湿固体物料，使之干燥。

3、研究单元操作的基本工具？（不考）答：①物料衡算：质量守恒定律—在一个单元过程中，进入的物料量等于排出的物料量与积累的物料量之和。

②能量衡算：能量守恒定律。

③物系的平衡关系—指物系的传热或传质过程进行的方向和达到的极限。

④过程速率—过程由不平衡状态向平衡状态进行的快慢。

⑤经济核算：化工过程进行的根本依据。

第一章流体流动一、填空及选择题1、某设备的真空表读数为200mmHg，则它的绝对压强为（560）mmHg。

当地大气压为101.3×103Pa。

2、孔板流量计均属于（节流）式流量计，是用（压差）来反映流量的。

转子流量计属于（定压）式流量计，是通过（环隙面积的变化）来反映流量的。

3、根据流体力学原理设计的流量（流速）计中，用于测量大直径气体管路上速度分布的是（C）；能量损失最大的是（A）；对流量变化反映最灵敏的是（A）。

A、孔板流量计；B、文丘里流量计；C、测速管；D、转子流量计4、测量管内流体流动参数（如流速、流量、压力等）时，测量点一般应选在管路的（A）。

A、稳定段长度之后；B、稳定段长度之前；C、流量调节阀之后；D、流量调节阀之前5、测流体流量时，随着流体流量的增大，转子流量计两端压差值（不变）；孔板流量计两端压差值（增大）。

化工原理 第五章 气体吸收

化工原理 第五章 气体吸收

第五章气体吸收第一节概述§5.1.1概述一、传质过程从本章起,讨论化工生产中的传质过程及其典型设备。

传质过程是指物质通过相界面从一相迁移至另一相的过程，以下图示意：>，则A物质就会从相迁移至相。

迁移的结果使得相的A、B据热力学知识，两物质得以一定程度或完全分离，而相形成了A、B两物质的混合物。

因此相内进行的是A、B的分离过程，相内进行的是A、C的混合过程。

研究传质过程就是研究物质通过相界面的迁移过程的基本规律以及主要受这些基本规律支配的若干单元操作。

混合物系的分离对我们来说并不陌生，在上册中我们已经学习掌握了非均相物系的分离方法，相应单元操作如沉降、过滤等，从这一章起要来讨论均相物系的分离。

用下表来比较说明非均相、均相物系的分离情况：本学期的任务就是要掌握气体、液体蒸馏、液液萃取和固体干燥这四个单元操作的基本原理及其典型设备的设计。

二、气体吸收吸收操作是分离气体混合物的方法之一。

吸收操作的分离依据是混合物各组分在某种溶剂（吸收剂）中溶解度的差异，从而达到的目的。

例如：将含的空气通入水中，因、空气在水中溶解度差异很大，NH3很容易溶解于水中，形成氨水溶液，而空气几乎不溶于水中。

所以用水吸收混合气体中的能使、空气加以分离，并回收。

一般地，混合气体中能溶解的组份称为溶质或吸收质，用A表示（）；混合气体中不能溶解的组份称为惰性成分或载体，用B表示（空气）；吸收操作中所用的溶剂称为吸收剂或溶剂，用S表示（水）;吸收操作中所得的溶液称为吸收液，用S+A表示;吸收操作中排除的气体称为吸收尾气，用（A）+B表示;吸收的目的有三个：1．分离混合气体以获得一定的组分。

（例子：硫酸吸收焦炉气中的，洗油吸收焦炉气中的苯、甲苯蒸汽。

）2．除去有害组分以净化气体。

（例子：用水或钾碱液吸收合成氨原料气中的二氧化碳。

）3．制备某种气体的溶液。

（例子：用水吸收氯化氢、三氧化硫、二氧化氮制得酸。

）实际过程往往同时兼有净化和回收双重目的。

化工原理吸收习题及答案

化工原理吸收习题及答案

13 在填料层高度为5m 的常压填料塔内，用纯水吸收气体混合物中少量的可溶性组分，气液逆流接触，液气比为1.5，操作条件下的平衡关系为y = 1.2x ，溶质回收率为90%。

今若保持气液两相流量不变，而欲将回收率提高到95%，问填料层高应增加多少m ？ 解：原工况下： 8.05.12.1==G L m ()⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-⎪⎭⎫ ⎝⎛--=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+--⎪⎭⎫ ⎝⎛--=L m G L m G Lm G L m G m x y m x y L m G N L mG OG η111ln 11ln 1ln 112221 ()15.58.09.0118.01ln 8.011=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+---= m N H H OG OG 97.015.55=== 新工况下：L,G 不变,m 不变,∴H OG 不变, mG/L 不变,η’=0.95 ()84.78.095.0118.01ln 8.011=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+---= 又L 、G 不变，m 不变OG H ∴不变m N H H OGOG 6.784.797.0=⨯='⋅=' 填料层应增加的高度 m H 6.256.7=-=∆14 拟在常压填料吸收塔中，用清水逆流吸收废气中的氨气。

废气流量为2500m 3/h （标准状态），废气中氨的浓度为15g/m 3（以标准状态计），要求回收率不低于98%。

若吸收剂用量为3.6 m 3/h ，操作条件下的平衡关系为y = 1.2x ，气相总传质单元高度为0.7m 。

试求：(1)全塔气相平均吸收推动力；(2)所需填料层高度。

解：(1) h kmol V G /61.1114.2225004.22===h kmol L /2001810006.3=⨯= 摩尔分率 0198.04.22100017151==y ()()000396.0%9810198.0112=-⨯=-=ηy y 0108.061.111200000396.00198.02211=-=+-=x G L y y x 00684.00108.02.10198.0111=⨯-=-=∆mx y y ()⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-⎪⎭⎫ ⎝⎛--='L m G L m G L m G 'OG 111ln 11N η000396.002.1000396.0222=⨯-=-=∆mx y y 00226.0000396.000684.0ln 000396.000684.0ln 2121=-=∆∆∆-∆=∆y y y y y m (2) 59.800226.0000396.00198.021=-=∆-=m OG y y y N m N H H O G O G 0.659.87.0=⨯=⋅=15 流率为0.04kmol/(m 2⋅s)的空气混合气中含氨2%（体积%），拟用一逆流操作的填料吸收塔回收其中95%的氨。