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1、化工单元操作吸取习题库一、填空题：1、溶解平衡时液相中溶质的浓度,称为气体在液体中的平衡溶解度;它是吸取过程的 极限,并随温度的上升而减小,随压力的上升而增大。2、压力增大，温度降低，将有利于解吸的进展。3、由双膜理论可知, 双膜 为吸取过程主要的传质阻力;吸取中,吸取质以 分子集中 的方式通过气膜,并在界面处 溶解 ,再以 分子集中 的方式通过液膜。4、填料塔中,填料层的压降与 液体喷淋量 及 空塔气速 有关,在填料塔的P/Z 与 u 的关系曲线中，可分为 恒持液量区 、 载液区 及 液泛区 三个区域。5、吸取操作的依据是混合物中各组分在同一溶剂中有不同的溶解度,以到达分别气体混合物的目的。
2、16、亨利定律的表达式 p*= Ex ，假设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。7、对极稀溶液，吸取平衡线在坐标图上是一条通过原点的直线。8、对接近常压的低溶质浓度的气液平衡系统，当总压增大时，亨利系数E不变，相平衡常数m减小，溶解度系数H不变。9、由于吸取过程中，气相中的溶质组分分压总是大于溶质的平衡分压，因此吸取操作线总是在平衡线的上方。10、吸取过程中，K是以X* - X为推动力的总吸取系数，它的单位是kmol/(m2.s)。X111、假设总吸取系数和分吸取系数间的关系可表示为 KL= 1 + H kkLG1，其中表示液膜kL阻力，当H/kG项可无视时，表示该吸取
3、过程为液膜掌握。12 、 在 1atm 、 20 下 某 低 浓 度 气 体 混 合 物 被 清 水 吸 收 , 假设 气 膜 吸 收 系 数kG = 0.1 kmol/(m2.h.atm), 液膜吸取系数 kL = 0.25kmol/(m2.h.atm), 溶质的溶解度系数H = 150kmol/(m3.atm), 则 该 溶 质 为 易 溶 _ 气 体 , 气 相 吸 收 总 系 数KY =0.0997kmol/(m2.h.Y)。13、吸取操作中增加吸取剂用量，操作线的斜率增大，吸取推动力增大。14、当吸取剂用量为最小用量时，完成肯定的吸取任务所需填料层高度将为无限高。15、用吸取操作分别
4、气体混合物应解决以下三方面问题：_溶剂的选择 、 溶剂的再生与吸取设备。16、在填料塔操作时，影响液泛气速的因素有填料的特性、流体的物性和 液气比。17、在填料塔设计中，空塔气速一般取液泛气速的 50% 80%。假设填料层较高， 为了有效地润湿填料，塔内应设置液体的再分布装置。18、填料塔操作中，气液两相在塔内互成逆流接触，两相的传质通常在_填料外表 的液体和气体间的界面上进展。19、在吸取操作中，气相总量和液相总量将随吸取过程的进展而转变，但 惰性气体和溶剂的量则始终保持不变。20、吸取操作的目的是分别气体混合物21、在吸取塔的计算中，通常不为生产任务所打算的是吸取剂的用量和吸取液的浓度22
5、、在吸取塔设计中，当吸取剂用量趋于最小用量时，填料层高度趋向无穷大。23、设计中，最大吸取率max 与液气比、相平衡常数m、液体入塔浓度X2，而与吸取塔型式无关。24、亨利定律适用的条件是气相总压不超过 506.5kpa，溶解后的溶液是稀溶液 25、吸取塔内，不同截面处吸取速率 各不一样。26、只要组分在气相中心的分压大于液相中该组分的平衡分压，吸取就会连续进展， 直至到达一个的平衡为止。27、对于低浓度溶质的气液传质系统A、B，在同样条件下，A 系统中的溶质的溶解度较B系统的溶质的溶解度高，则它们的溶解度系数H 之间的关系为：H HAB28、对于低浓度溶质的气液传质系统A、B，在同样条件下，
6、A 系统中的溶质的溶解度较B系统的溶质的溶解度高，则它们的相平衡常数m 之间的关系为：m mAB29、以下不为双膜理论根本要点的是：在气、液两相主体中，吸取质的组成处于平衡状态30、依据双膜理论，当溶质在液体中溶解度很小时，以液相表示的总传质系数将近似等于液相传质分系数，当溶质在液体中溶解度很大时，以气相表示的总传质系数将近似等于气相传质分系数31、操作中的吸取塔，当其他操作条件不变，仅降低吸取剂入塔浓度，则吸取率将增大32、低浓度逆流吸取操作中，假设其它操作条件不变，仅增参加塔气量，则气相总传质单元数NOG 将 减小33、在吸取操作中，吸取塔某一截面上的总推动力以液相组成差表示为 X*X以气
7、相组成差表示为YY*34、在吸取塔设计中，当吸取剂用量趋于最小用量时，填料层高度趋向无穷大 35、吸取操作中，当物系的状态点处于平衡线的下方时发生解吸过程36、吸取操作中，最小液气比可作为选择适宜液气比的依据37、吸取操作中，增大吸取剂用量使设备费用削减,操作费用增大38、逆流吸取操作线在X-Y 图中的位置肯定位于平衡线的上方39、吸取操作中，完成指定的生产任务，实行的措施能使填料层高度降低，可用削减吸取剂中溶质的量。40、吸取塔尾气超标，可能引起的缘由是吸取剂纯度下降41、吸取操作气速一般大于载点气速而小于泛点气速42、在常压下，用水逆流吸取空气中的二氧化碳，假设用水量增加，则出口液体中的二
8、氧化碳浓度将变小43、吸取过程产生的液泛现象的主要缘由是气体速度过大44、吸取塔中进展吸取操作时，应先进入喷淋液体，后通入气体45、对处理易溶气体的吸取，为较显著地提高吸取速率，应增大气相的流速。46、对于逆流操作的吸取塔,其它条件不变,当吸取剂用量趋于最小用量时,则 吸取液浓度趋于最高47、吸取在逆流操作中，其它条件不变，只减小吸取剂用量能正常操作，将引起吸取推动力减小48、吸取操作过程中,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,可实行降低操作温度的措施49、其它条件不变，吸取剂用量增加，填料塔压强降增加50、吸取时，气体进气管管端向下切成 45 度倾斜角，其目的是为了防止
9、塔内向下流淌液体进入管内51、除沫装置在吸取填料塔中的位置通常为液体分布器上方52、液体再分布器是能改善液体壁流现象的装置。53、低浓度逆流吸取操作中，假设其它入塔条件不变，仅增参加塔气体浓度 Y1，则：出塔气2体浓度 Y 将增加54、依据双膜理论，在气液接触界面处气相组成与液相组成平衡。55、常压下 200C 下稀氨水的相平衡方程为 y*=0.94x,今使含氨 5%摩尔的含氨混合气体和 x=0.1 的氨水接触，则发生 解吸过程 。 其它不变,假设改为含氨 10%摩尔的混合气体和x=0.05 的氨水接触，则发生 吸取过程二、简答题：1、 吸取分别的依据是什么？如何分类？ 答：依据是组分在溶剂中
10、的溶解度差异。（1） 按过程有无化学反响：分为物理吸取、化学吸取（2） 按被吸取组分数：分为单组分吸取、多组分吸取（3） 按过程有无温度变化：分为等温吸取、非等温吸取（4） 按溶质组成凹凸：分为低组成吸取、高组成吸取2、 吸取操作在化工生产中有何应用？答：吸取是分别气体混合物的重要方法，它在化工生产中有以下应用。 分别混合气体以回收所需组分，如用洗油处理焦炉气以回收其中的芳烃等。 净化或精制气体，如用水或碱液脱除合成氨原料气中的二氧化碳等。 制备液相产品，如用水吸取氯化氢以制备盐酸等。 工业废气的治理，如工业生产中排放废气中含有NO SO 等有毒气体，则需用吸取方法除去，以保护大气环境。3、
11、吸取与蒸馏操作有何区分？答：吸取和蒸馏都是分别均相物系的气液传质操作，但是，两者有以下主要差异。 蒸馏是通过加热或冷却的方法，使混合物系产生其次个物相；吸取则是从外界引入另一相物质吸取剂形成两相系统。因此，通过蒸馏操作可以获得较纯的组分，而在吸取操作中因溶质进入溶剂，故不能得到纯洁组分。 传质机理不同，蒸馏液相局部气化和其相局部冷凝同时发生，即易挥发组分和难挥发组分同时向着彼此相反方向传递。吸取进展的是单向集中过程，也就是说只有溶质组分由气相进入液相的单向传递。 依据不同。4、 实现吸取分别气相混合物必需解决的问题？ 答：1选择适宜的溶剂（2） 选择适当的传质设备（3） 溶剂的再生5、 简述吸
12、取操作线方程的推导、物理意义、应用条件和操作线的图示方法。答：对塔顶或塔底与塔中任意截面间列溶质的物料衡算，可整理得Y = LVX + (Y2- X V) 或Y =2L X + (Y V1- L X )V1上式皆为逆流吸取塔的操作线方程。该式表示塔内任一截面上的气液相组成之间的关系。式中 L/V 为液气比，其值反映单位气体处理量的吸取剂用量，是吸取塔重要的操作参数。上述争论的操作线方程和操作线，仅适用于气液逆流操作，在并流操作时，可用相像方法求得操作线方程和操作线。应予指出，无论是逆流还是并流操作，其操作线方程和操作线都是通过物料衡算得到的，它们与物系的平衡关系、操作温度与压强及塔的构造等因素
13、无关。6、 亨利定律有哪些表达式？应用条件是什么？答：亨利定律表达气液平衡时两相组成间的关系。由于相组成由多种有多种表示方法，因此亨利定律有多种表达式，可据使用状况予以选择。 气相组成用分压，液相组成用摩尔分数表示时，亨利定律表达式为P* = E x式中 E 称为亨利系数，单位为kPa。亨利系数由试验测定，其值随物系特性和温度而变。在同一种溶剂中，难溶气体的 E 值很大，易溶的则很小。对肯定的气体和溶剂，一般温度愈高E 值愈大，说明气体的溶解度随温度上升而降低。应予指出，亨利定律适用于总压不太高时的稀溶液。 以分压和物质的量浓度表示气、液相组成，亨利定律表达式为P* = cH式中H 称为溶解度
14、系数，单位为kmol/( m3 kPa )。溶解度系数H 随物系而变，也是温度的函数。易溶气体H 值很大，而难溶气体H 值很小。对肯定的物系，H 值随温度上升而减小。 以摩尔分数或摩尔比表示气、液相组成，亨利定律表达式为P* = mx和 Y * =mx mX1 - (1 - m) X式中m 称为相平衡常数，无因次。与亨利系数E 相像，相平衡常数 m 愈大，表示溶解度愈低，即易溶气体的 m 值很小。对肯定的物系，m 是温度和压强的函数。温变上升、压强降低，则m 变大。 各种亨利常数换算关系：m = EP式中P 为总压， Pa 或 k Pa 。pH =s。EMs7、 相平衡在吸取过程中有何应用？
15、答：相平衡在吸取过程中主要有以下应用。（1） 推断过程方向当不平衡的气液里两相接触时，溶质是被吸取，还是被脱吸，取决于相平衡关系。YY * ,吸取过程；Y= Y * ,平衡状态；Y L前提下，min假设 L 愈大，塔高可降低，设备费用 较底，但操作费用较高；反之，假设L 愈小，则操作费用减低，而设备费用增高。故应选择适宜的吸取剂用量，使两者之和最底。为此需通过经济衡算确定适宜吸取剂用量和适宜液气比。但是一般计算中可取阅历值，即LL= (1.1 2.0)()VVminL = (1.1 2.0)L。min11、吸取操作的全塔物料衡算有何应用？何谓回收率答：对逆流操作的填料吸取塔，作全塔溶质组成的物
16、料衡算，可得V(Y1- Y ) = L(X21- X )2吸取塔的分别效果通常用溶质的回收率来衡量。回收率又称吸取率定义为被吸取的溶质量Y - Yj=1A混合气中溶质总量Y12 100%通常，进塔混合气流量和组成是吸取任务规定的，假设吸取剂的流量和组成被选定，则 V、L、Y 、X11均为；又依据吸取任务规定的溶质回收率j，可求得出塔气体的组成Y ；然A2后求得出塔的吸取液组成X 。112、 何谓传质单元高度和传质单元数？它们的物理意义如何？答：通常将填料层高度根本计算式的右端分为两局部来处理，该式右端的数组V/ K aW 是Y由过程条件所打算的，具有高度的单位，以 H表示，称为气相总传质单元高
17、度。式中积OG分项内的分子与分母具有一样的单位，整个积分为一个无因次的数值，以 N表示，称为OG气相总传质单元数。于是填料层高度根本计算式可以表示为Z = HNOGOG同理，有Z = HNOLOLL其中H=N= xdX10GKaWXOGx2X * - X由此可见，计算填料层高度的通式为：填料层高度=传质单元高度传质单元数传质单元高度反映传质阻力及填料性能。假设吸取阻力愈大，填料的有效外表积愈小，则每个传质单元所相当的填料层高度愈高。传质单元数反映吸取过程的难易程度。假设任务所要求的气体浓度变化愈大，过程的推动力愈小，则吸取过程愈难，所需的传质单元数愈大。假设 N等于 1，即气体经一段填料层高度
18、的组成变化 YOG1- Y 恰等于此段填料层内推动2力的平均值 (Y - Y * )，那么这段填料高度就是一个气相传质单元高度Z = H。mOG13、如何用平均推动力法计算传质单元数？使用条件是什么？答：在吸取过程中，假设平衡线和操作线均为直线时，则可仿照传热中对数平均温度差推导方法。依据吸取塔塔顶基塔底两个端面上的吸取推动力来计算全塔的平均推动力，以N为OG例，即DY=(Y - Y *) - (Y112- Y *)2=DY - DY1 Y2mYln1-Y *1Dln DY 1Y -Y *222=Y - Y1N故OG2式中DYDYmm称为全塔气相对数平均推动力。1DY1DX假设 1 2或 1
19、2 ，则相应的对数平均推动力可用算数平均推动力进展计算，2 DY2DY2DX2+ DY即DY=m12 。214、试述填料塔的构造？答：填料塔为连续接触式的气液传质设备，可应用于吸取、蒸馏等分别过程。塔体为圆筒形， 两端装有封头，并有气、液体进、出口接收。塔下部装有支撑板，板上充填肯定高度的填料。操作时液体自塔顶经分布器均匀喷洒至塔截面上，沿填料外表下流经塔底出口管排出；气体 从支撑板下方入口管进入塔内，在压强差的作用下自下而是地通过填料层的空隙而由塔的顶 部气体出口管排出。填料层内气液两相呈逆流流淌，在填料外表的气液界面上进展传质或 传热，因此两相组成沿塔高连续变化。由于液体在填料中有倾向于塔
20、壁流淌，故当填料层较高时，常将其分成假设干段，在两段之间设置液体再分布装置，以有利于流体的重均匀分 布。填料塔构造简洁，且有阻力小用便于用耐腐蚀材料制造等优点，对于直径较小的塔，处理有腐蚀性的物料或要求压强降较小的真空蒸馏系统，更宜承受填料。15、填料有哪些主要特性？如何选择？答：填料是填料塔的核心，填料性能的优劣是填料塔能否正常操作的关键。表示填料特性的参数主要有以下几项。（1） 比外表积a（2） 空隙率（3） 填料因子a /e 3，湿填料因子，以Y 表示在选择填料时，一般要求填料的比外表积大，空隙率大，填料润湿性好，单位体积填料的质量轻，造价低及具有足够的力学强度和化学稳定性。16、填料塔
21、有哪些附件？各自有何作用？答：填料塔的附件主要有填料支承装置、液体分布装置、液体再分布装置和除沫装置等。合理选择和设计填料塔的附件，可保证填料塔的正常操作和良好的性能。（1） 填料支承装置填料支承装置的作用是支承填料及其所持有液体的质量，帮支承装置应有足够的力学强度。同时，应使气体和液体可顺当通过，避开在支承装置处发生液泛现象，保证填料塔的正常操作。（2） 液体分布装置假设液体分布不匀，填料外表不能被液体润湿，塔的传质效率就会降低。因此要求塔顶填料层上应有良好的液体初始分布，保证有足够数目且分布均匀的喷淋点，以防止塔内的壁流和沟流现象发生。（3） 流体再分布装置当液体在乱堆填料层内向下流淌时，
22、有偏向塔壁流淌的倾向。为将流到塔壁处的液体重集合并引入塔中心区域，应在填料层中每隔一段高度设置液体再分布装置。（4） 除沫装置除沫装置安装在塔顶液体分布器上方，用于除去出口气体中夹带的液滴。常用的除沫装置有丝网除沫器，折流板除沫器及旋流板除尘器等。此外，在填料层顶部应设置填料压板或挡网，以免因气速波动而将填料吹出或损坏。17、吸取过程的相组成用什么来表示？为什么？答：在吸取过程中,随着吸取过程的不断进展,吸取中气相和液相的总的质量和总的摩尔数不断地发生着变化, 惰形气体和吸取剂不变，为此,为了计算上的便利,分别以惰形气体和吸取剂为基准的质量比和摩尔比来表示吸取过程的相组成。18、吸取剂、吸取质
23、、惰性气体和吸取液？答：吸取质： 混合气体中能够溶解的组份。用“A”来表示。惰性气体： 不能被吸取(溶解)的组份。用“B”来表示。吸取液 ： 吸取操作所得到的溶液。吸取剂 ： 吸取过程中所用的溶剂. 用“S”来表示。19、吸取过程为什么常常承受逆流操作？答：降至塔底的液体恰与刚刚进塔的气体相接触，有利于提高出塔吸取液的浓度从而削减吸 收剂的消耗量；升至塔顶的气体恰与刚刚进塔的吸取剂相接触，有利于降低出塔气体的浓度， 从而提高溶质的吸取率。20、何谓吸取速率？写出任意一个气膜、液膜及总的吸取速率方程式？标出其吸取系数的单位答：单位时间内单位相际传质面积上吸取的溶质量。N=kA.(P - P )k
24、GiKmolG 气膜吸取糸数m2 .s.atmN=k(C- C )km液膜吸取糸数siAL()LN A=KG. P -P*K G 吸取总糸数Kmolm2 .s. KN。m2 21、填料可分哪几类？对填料有何要求？ 答：填料可分为：实体填料和网体填料。填料的要求：要有较大的比外表积；要有较高的空隙率；要求单位体积填料的重量轻、造价低、结实耐用、不易堵塞、有足够的机械强度和良好的化学稳定性。22、什么是享利定律？其数学表达式怎样？答：当总压不太高时，在肯定的温度下，稀溶液上方的气体溶质组份的平衡分压与该溶质在液相中的浓度之间的关系亨利定律的其实表达形式P* = E.xP* = C Hy *=mxY
25、 * = mX 。23、 H、E、m、分别表示什么？随温度的变化状况如何？ 答：H 指溶解度系数；E 指享利系数；m 指相平衡常数。H 随着温度的上升而削减；E 和 m 随着温度的上升而增加。24、什么是气膜掌握？什么是液膜掌握？答： 对于易溶气体，液膜阻力可以无视不计，气膜阻力掌握着整个吸取过程的速率，吸取总推动力的绝大局部用于抑制气膜阻力。称为“气膜掌握”。对于难溶气体，气膜阻力可以无视不计，液膜阻力掌握着整个吸取过程的速率，吸取总推动力的绝大局部用于抑制液膜阻力。称为“液膜掌握”。25、何谓溶解度？溶解度与哪些因素有关？溶解度曲线有何规律？ 答：平衡时，气体在液相中的饱和浓度即为气体在液体中的溶解度。气体溶质在肯定溶剂中的溶解度与物系的压强、温度及该溶质在气相中的组成相关。由溶解度曲线可知：同一溶剂中，一样的条件下不同气体的溶解度差异很大；同一溶质，在一样的气相分压下，溶解度随温度降低而增大；同一溶质，在一样温度下，溶解度随气相分压增高而增大。