吸收過程練習(xí)題1

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一、填空(96小題,共189.0分)(2分)[1]

在0.1MPa和20℃下，1000g水中可溶解1.69gCO2,則該溶液摩爾分?jǐn)?shù)為，摩爾比（比摩爾分?jǐn)?shù)）為。(2分)[2]

牛頓粘性定律、傅立葉定律和費(fèi)克定律三者之間具有明顯的類似性。這三種過程之間存在類似性，正是由于動量、熱量和質(zhì)量三者都是依據(jù)運(yùn)動來進(jìn)行傳遞的。分子擴(kuò)散過程應(yīng)遵循定律，即分子擴(kuò)散速度與成正比。(2分)[3]在一定的操作壓強(qiáng)和溫度下,循環(huán)使用吸收劑中的吸收質(zhì)濃度

的和吸收劑用量的都有利于提高吸收過程的推動力;但是,帶來的問題往往是使吸收劑的增加了。(2分)[4]

在填料塔中,亂堆的填料具有的優(yōu)點(diǎn),但缺點(diǎn)是。(5分)[5]

在同一物系中，氣體的亨利常數(shù)E和溶解度常數(shù)H的數(shù)值大小只取決于,而相平衡常數(shù)m還與有關(guān)。當(dāng)溫度升高時(shí)E值,H值,m值。(2分)[6]

填料吸收塔正常操作時(shí),若液氣比增大,則吸收液的出塔濃度,吸收的推動力。(2分)[7]

如下圖的氣液平衡曲線示意圖中，A(xA,yA),B(xB,yB),C(xC,yC)分別代表三種物系的實(shí)際濃度，則由此可判斷三種狀況下傳質(zhì)的方向分別為：A、;B、;C、。

(2分)[8]

某合成氨廠脫硫用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01的稀氨水，其摩爾分?jǐn)?shù)為，摩爾比（比摩爾分?jǐn)?shù)）為。(2分)[9]

常壓（101.3kPa）下，20℃的空氣被水蒸氣所飽和，已知該條件下水蒸氣飽和蒸氣壓為2330Pa,則該濕空氣的摩爾分?jǐn)?shù)為，摩爾比（比摩爾分?jǐn)?shù)）為。(3分)[10]

物質(zhì)以擴(kuò)散的方式由一相到另一個(gè)相的轉(zhuǎn)移為傳質(zhì)過程。傳質(zhì)過程可以在兩相流體之間進(jìn)行，也可以在流體與固體兩相之間進(jìn)行。屬于前者的單元操作如;;等;屬于后者的單元操作如;;等。(2分)[11]

由于均相混合物的組成可以用多種方法來表達(dá)，所以亨利定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式也有：、、和等幾種形式。(2分)[12]

氣相分子擴(kuò)散系數(shù)隨溫度升高而，隨壓強(qiáng)升高而;液相分子擴(kuò)散系數(shù)隨粘度增加而。(1分)[13]

渦流擴(kuò)散系數(shù)除與流體的性質(zhì)有關(guān)外，主要受的影響。(2分)[14]

傳質(zhì)速率方程的表達(dá)形式，以及傳質(zhì)系數(shù)的數(shù)值和單位，均因傳質(zhì)推動力所采用的表示方法而異。常用的傳質(zhì)系數(shù)及其單位有：

[KG]=;[KY]=;[KL]=;[KX]=。

(2分)[15]

傳質(zhì)設(shè)備中應(yīng)用最為廣泛的為填料塔和浮閥塔。前者氣液兩相間的物質(zhì)傳遞主要是在上進(jìn)行;后者氣液兩相間的物質(zhì)傳遞主要是在上進(jìn)行。(2分)[16]

傳質(zhì)過程常用的塔設(shè)備有填料塔和板式塔兩種。按兩相流體的接觸方式可分為連續(xù)接觸設(shè)備（或稱微分接觸設(shè)備）和分級接觸設(shè)備，填料塔屬于設(shè)備，而板式塔屬于設(shè)備。(2分)[17]

兩相流體傳質(zhì)設(shè)備按兩相接觸時(shí)的狀態(tài)可分為膜狀接觸設(shè)備、鼓泡接觸設(shè)備和噴射接觸設(shè)備。傳質(zhì)設(shè)備中常用的填料塔屬于設(shè)備，而浮閥塔屬于設(shè)備。(2分)[18]

單分子單方向擴(kuò)散速率方程與等分子反向擴(kuò)散速率方程適用于不同的場合，如吸收過程屬于過程，而雙組分精餾屬于過程。(2分)[19]

相際傳質(zhì)過程主要依靠物質(zhì)的擴(kuò)散作用，而物質(zhì)的擴(kuò)散主要有兩種基本方式：和。(2分)[20]

相際傳質(zhì)過程主要依靠物質(zhì)的擴(kuò)散作用，而物質(zhì)的擴(kuò)散主要有兩種基本方式：物質(zhì)借分子運(yùn)動由一處向另一處轉(zhuǎn)移而進(jìn)行物質(zhì)擴(kuò)散的方式，即為;物質(zhì)因流體的旋渦運(yùn)動或流體質(zhì)點(diǎn)的相對位移而進(jìn)行物質(zhì)擴(kuò)散的方式即為。(2分)[21]

氣相總傳質(zhì)系數(shù)與膜系數(shù)之間的關(guān)系為=+,該式表示單位相界面的傳質(zhì)總阻力等于和之和。當(dāng)其中項(xiàng)的值遠(yuǎn)大于項(xiàng)時(shí),則說明該過程為氣膜控制。(2分)[22]

在填料吸收塔正常操作狀態(tài)下,氣體充滿整個(gè)填料層的自由空間連續(xù)滾動,氣體為相;而液體經(jīng)噴灑器沿填料壁面呈膜狀滾動,液體為相。但塔的操作狀態(tài)超過泛點(diǎn)之后,氣體與液體將會發(fā)生相的轉(zhuǎn)變。(1分)[23]

若使含氨摩爾分?jǐn)?shù)為0.10氨的空氣-氨混合氣與含氨摩爾分?jǐn)?shù)為0.05的稀氨水接觸,(此時(shí)的相平衡方程為:y=1.1x),則將發(fā)生的物質(zhì)傳遞過程稱為過程。(2分)[24]

若使含氨摩爾分?jǐn)?shù)為0.10的空氣-氨混合氣與含氨摩爾分?jǐn)?shù)為0.05的稀氨水在塔內(nèi)進(jìn)行逆流接觸,(此時(shí)的相平衡方程為:y=1.2x),則混合氣出口含氨的摩爾分?jǐn)?shù)最低為,溶液出口含氨的摩爾分?jǐn)?shù)最高為。(2分)[25]

亨利定律可表達(dá)為pA*=ExA或pA*=cA,其中亨利常數(shù)E隨溫度的升高而,而溶解度常數(shù)H則隨溫度的升高而。(2分)[26]

如下圖,用某吸收劑在吸收塔中逆流吸收某混合氣中的一個(gè)組分。若混合氣的進(jìn)口濃度Y1增加,而惰性組分的摩爾流率FB、吸收劑的摩爾流率FC、吸收劑入口濃度X2以及操作溫度和壓強(qiáng)都不變,則混合氣出口濃度Y2將,溶液的出口濃度X1將。

(2分)[27]

吸收操作中,溫度不變,壓強(qiáng)增大,可使相平衡常數(shù);傳質(zhì)推動力。

(2分)[28]

填料吸收塔操作中,當(dāng)液氣比越大,液泛速度就越;液體的粘度越大,液泛速度就越;填料因子越小,液泛速度就越。(2分)[29]

在連續(xù)接觸的填料塔內(nèi),進(jìn)行定常等溫吸收操作,填料層高度的計(jì)算,可由物料衡算式和吸收速率方程聯(lián)列導(dǎo)出計(jì)算式,填料層總高度等于和之乘積。(2分)[30]

在連續(xù)接觸的填料塔內(nèi),進(jìn)行定常等溫吸收操作,填料層高度可由傳質(zhì)單元高度和傳質(zhì)單元數(shù)之乘積進(jìn)行計(jì)算,其中傳質(zhì)單元數(shù)計(jì)算較為麻煩。當(dāng)平衡曲線不是直線時(shí),難以用積分公式直接求解,只能借助于各種的方法求值;只有當(dāng)平衡關(guān)系遵守亨利定律時(shí),可直接求得解析解,稱之為法。

(2分)[31]填料吸收塔的操作狀態(tài)超過泛點(diǎn)之后,將發(fā)生相的轉(zhuǎn)變,氣體由相轉(zhuǎn)化為相;液體由相轉(zhuǎn)化為相。(2分)[32]根據(jù)氣液相平衡關(guān)系可判明過程進(jìn)行的方向和限度。當(dāng)氣相中吸收質(zhì)的分壓pA高于液相濃度xA相應(yīng)的平衡分壓pA*,即pA>pA*時(shí),相中吸收質(zhì)能夠向相轉(zhuǎn)移,即能夠進(jìn)行過程;反之,即pA*>pA,相中吸收質(zhì)向相轉(zhuǎn)移,即進(jìn)行過程;當(dāng)pA=pA*時(shí),則過程達(dá)到極限。

(2分)[33]液相傳質(zhì)總系數(shù)與膜系數(shù)之間的關(guān)系為=+,