化工原理chapter9气体吸收自测题

1、气体吸收单元自测题一、填空题1、 吸收操作的依据是 ，以达到分离气体混合物的目的。2、 Henry定律的表达式为pe=Ex,若某气体在水中的亨利系数E值很大，说明该气体为气体。3、 由于吸收过程中气相中溶质分压总是 溶质的平衡分压，因此吸收操作线总是在平衡线的。4、在1atm、20 C下某低浓度气体混合物被清水吸收，若气膜传质系数为2 2 、kG=0.1kmol/（m .h.atm）,液膜传质系数 kL=0.25kmol/（m .h.atm）,溶质 的溶解度系数32H=150kmol/（m .atm）,则该溶质为 气体，气相总传质系数 肉=kmol/（m . Y）。5、 解吸时，溶质由 向传递

2、，压力 温度将有利于解吸。6、 双膜理论的基本论要点 。对气膜控制体系，传质阻力主要集中在 相中，对液膜控制体系，传质阻力主要集中在 相中。7、 在吸收过程中，若提高吸剂用量，对气膜控制的物系，体积总传质系数K/a,对液膜控制的物系，体积总传质系数Ka。8、 吸收操作中增加吸收剂用量，操作线的斜率 ，吸收推动力 。9、 当吸收剂用量为最小用量时，则所需填料层高度将为 。10、在常压逆流操作的填料塔中，用纯溶剂吸收混合气中的溶质。已知进塔气相组成Yi为0.02（摩尔比）,操作液气比为（L/G）=0.9 ,气液平衡关系为 Y=1.0X,则溶质组分的回收率 最大可达。11、 脱吸因数可表示为 ，吸收

3、因数可表示为 。12、 低浓度逆流吸收操作中，当气体进口含量灯下降，其它条件不变时，则气体出口含量 y2，液体出口含量 x1，被吸收溶质总量 ，回收率 n,平均推动力 ym, Nol。（增大、减小、不变、不确定）13、 低浓度逆流吸收操作中，其它条件不变而入塔液体含X2下降，则Nol，出塔液体x1，出塔气体y2。（增大、减小、不变、不确定）14、低浓度逆流吸收塔设计中，若气体流量、进出口组成及液体进口组成一定，减小吸收剂用量，传质推动力将 ，设备费用将 。（增大、减小、不变）二、选择题1、吸收操作的作用是分离（）。A、气体混合物B、液体均相混合物C、气液混合物D、部分互溶的液体混合物2、在一符

4、合 Henry定律的气液平衡系统中，溶质在气相中的摩尔浓度与其在液相中 的摩尔浓度的差值为（）。A、正值 B、负值 C、零 D、不确定3、 在吸收操作中，吸收塔某一截面上的总推动力（以液相组成差表示）为（）。A、X* XB、X-X*C、X-X D、X-X注：X为液相中溶质浓度，X*为与气相平衡的液相浓度，X为气液相界面上的液相平衡浓度。4、 某吸收过程，已知气膜传质系数k/为4X10-4 kmol/（m 2.s），液膜的传质系数k/为8 X1okmol/（m 2.s）,由此可判断该过程（）。A、气膜控制 B液膜控制C、判断依据不足D、双膜控制5、 在逆流吸收塔中，用清水吸收混合气中溶质组分。其

5、液气比L/G为2.7，平衡关系可表示为Y=1.5X（Y、X为摩尔比），溶质回收率为90%,则液气比与最小液气比之比值为（）。A、1.5B、1.8 C、2 D、36、 根据双膜理论，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（）。A、大于液相传质分系数B、近似等于液相传质分系数C、小于气相传质分系数D、近似等于气相传质分系数7、 在填料塔中用清水吸收混合气中氨，当用水量减小时，气相总传质单元数 Nog将（）。A、增加B、减小 C、不变 D、不确定8、 逆流操作的填料塔，当脱吸因数S1时，且填料层无限高时，气液两相平衡出现 在（）。A、塔顶B、塔底 C、塔上部 D、塔下部9、 在逆流吸收

6、塔中，吸收过程为气膜控制，若进塔液体组成X2增大，其它条件不变， 则气相总传质单元高度将（）。A、增加B、减小 C、不变 D、不确定10、 在逆流吸收塔中，用纯溶剂吸收混合气中溶质。平衡关系符合Henry定律。当进塔气相组成Y1增大，其它条件不变，则出塔气体组成丫2和吸收率n的变化为（）。A、Y2增大、n减小B、丫2减小、n增大C、Y2增大、n不变D、丫2增大、n不确定三、问答题1、某逆流吸收塔操作时，因某种原因致使吸收齐U入塔量减少，以至操作时液气比小 于原定的液气比，则将发生什么情况？2、 某吸收塔H=s,气体量G与组成y1和液相组成X2不变，平衡关系符合 Henry定 律，试分析在以下两

7、种情况下增大吸收剂的量L,对吸收过程有何影响？（1）L/Gm（2）L/Gv m3、相平衡在吸收过程中有何应用？四、推导题在填料吸收塔中，逆流操作，用纯溶剂吸收混合气体中溶液质组分。已知进塔气相组成为丫1,气液平衡关系为 Y=mX,试推导最小液气比（L/G）min与吸收率耳间的关系？五、计算题1、 在逆流常压填料吸收塔中，用清水吸收混合气中溶质组分。进塔气相组成为5%体积）,吸收率为98%吸收剂用量为最小用量的1.4倍。操作条件下气液平衡关系为Y=1.2X（Y、33X为摩尔比）,气相体积总传质系数K/a为180kmol/（m .h）。若混合气流量为2826标准m /h ,按标准状况下计的气体空塔

8、速度为1m/s。试求：（1）出塔液相组成 X,摩尔比；（2）清水的耗用量L;（3）填料层的高度H。2、 在逆流填料吸收塔中，用清水吸收混合气中溶质组分。操作温度为20C，压强为3101.33kPa，相应的混合气流量为 480m /h。进塔气相组成为0.015（摩尔分率），吸收率为98% 出塔液相组成可达到与入塔气相浓度平衡浓度的80%平衡关系为Y=0.75X（Y、X为摩尔比）。试求：（1）出塔液相组成；（2）清水用量，kg/h。3、 在一逆流接触的填料吸收塔中， 用纯水吸收空气氨混合气中的氨， 入塔气体中含 NH39%,要求吸收率为 95%吸收剂用量为最小用量的 1.2倍，操作条件下的平衡关系

9、为 y =1.2x。传质单元高度为 0.8m。试求：（1）填料层高度H。若改用含NH30.05%(摩尔分率)的稀氨水作吸收剂，x及其它条件均不变，吸收率为多少？4、 在某填料塔内用水吸收混合气中的可溶组分。混合气体初始含量为 0.02(摩尔分数， 下同)，吸收剂为解吸之后的循环水， 液气比为1.5，在操作条件下，气液平衡关系为y=1.2 x， 两相呈逆流接触。当解吸塔操操作正常时，解吸后水中溶质含量为0.001，出吸收塔气体残余含量为0.002 ;若解吸塔操作不正常时，解吸后水中的溶质含量上升为0.005，其他操作条件不变，试求：(1) 此时出吸收塔气体中溶质的残余含量为多少；(2) 此时吸收

10、过程的平均推动力是多少？5、 某填料塔逆流吸收操作，操作压力 101.3kPa，温度303K，用纯溶剂吸收混合气体 中的溶质，当操作液气比为 2.0时，溶质回收率可达 96%。已知该物系在低浓度下的平衡关 系为y= 0.9x，吸收过程大致为气膜控制，总传质系数Kya与气体流率的0.8次成正比。今混合气体流率增加 15%而液量及气液进口浓度不变，试求：(1) 溶质吸收率有何变化；(2) 吸收塔的平均推动力有何变化？Word文档气体吸收单元自测题答案一、填空题1 组分在溶剂中溶解度的差异2 .难溶3 .大于、上方4 .易溶、0.09975.液相、气相；降低、升高6 .存在气液相界面、在相界面上气液

11、达到平衡、传质阻力集中在液膜和气膜内；气膜、液膜7 .几乎不变、增大8.增大、增加9 .无限高10. 90%11. mG/L、L/mG12.减小、减小、减小、不变、减小、不变13.不变、减小、减小14.减小、增大、选择题1.A2 . D3.A4 . C5 . C6.B7 . A8 .B9 . C10 . C三、问答题1、答：气体出塔含量y2增大，达不到设计要求，液体出塔含量X1也增大。2、 答：(1)在L/G m情况下，y2受相平衡约束等于 mx2，增大L不会降低y2,只会无 谓降低X1,增大操作负荷。(2)在L/Gv m情况下，增L大对降低y2效果显著。3、答：判断过程方向；指明过程极限；计

12、算过程推动力。四、推导题推导：出塔气相组成丫2 (1)丫1由最小液气比的定义式得L丫1 丫2丫1 丫2G min X1X2 丫1 / m X 2因为以纯溶剂为吸收剂，所以X2= 0,贝yL丫1(1)丫1-m1(1) mG min丫1 /m五、计算题1、解：出塔气气相组成0.05丫2 (1)1 (1 0.98)0.0010530.95最小液气比气体处理量为min% 丫2Y1 /mX20.05263 0.0010530.05263/1.21.176RT101325 2826126.16kmol/h8.314 273(1) 出塔液相组成GX1-(Y1丫2)(2) 清水的耗用量1T6(0.05263

13、.001053) .31331.41.176 126.16 207.71kmol/h(3)填料层高度 塔横截面积为2826/36000.785m2气相总传质单元高度H OG126.16KYa180 0.7850.893 m平均对数推动力为( mX1)(丫2mX2)0.05263 1.2 0.03133 0.001053涉052632 .31330.001053,Y1 mX1 InY2 mX20.005259气相总传质单元数Nog.5263.0010539.810.005259填料层高度H OG NOG0.893 9.818.76 m2、解：(1)出塔液相组成X1 半/0.750.80015 0

14、8 0.01621 0.015 0.75(2)清水用量出塔气体中溶质的浓度为丫2(1)丫1(10.98)00150.0003051 0.015入塔气相组成入塔气体的量0.015228pV 101.33 480G19.9665kmol/hRT 8.314 293L G(Yi Y2)19.9665 (1 0.015) (0.015228 0.000305)_XT0.016218.069kmol/h325.24kg/h3、解：(1) y1 0.09 x20 y2(1 0.95) 0.09 0.0045L/G 1.2(L/G)min1.2(0.090.0045)/(0.09/1.2)1.368x1 G

15、(y1y2)/ L (0.09 0.0045)/1.368 0.0625y10.09 0.0625 1.2 0.015y2 0.0045ym (0.0150.0045)/ Ln(0.015/0.0045)0.00872Nog (0.09 0.0045)/0.00872 9.8H 9.8 0.87.84m y10.09 x10.0625 x20.0005L/G不变(y1 y2) /(X1 X2)1.368解得： y 0.00521 y2/y、1(0.0052/0.09)94.24 。5、解：解吸塔操作正常时，吸收塔液体出口含量G/、0.020.002 egX1(Y1 y2) X20.001L1.

16、5此时吸收过程的平均推动力与传质单元数分别为：0.013(y1 mxj (y2 mx?) ym1 mx1Iny2 mx2(0.021.2 0.013)(0.0021.2 0.001),0.02 1.2 0.013In0.002 1.2 0.0010.00211Nogy1 y20.02 0.002 853ym 0.00211.当解吸塔操作不正常时,Nog不变。设此时两相出口含量分别为y和Xx，则以下两式成立:G花(y1 y2)Xx0.02 y 21.50.005Nog1 x yi mxi In1匹 y2Lmx21,0.021.2x1In-11.2 y21.20.0051.55.5(y20.006

17、)0.021.2x,联立以上两式得y20.0066xi 0.0139此时吸收过程的平均推动力:ym%y2N OG0.001576、解：原工况由回收率可计算出气体出口浓度y2(i)yi(10.96) yi 0.04 yi由物料衡算可得到液体出口浓度G(yiy2) L(xi X2)Xi1 0.042.0yi0.48yi吸收塔的平均推动力ym(yi mxi) (y2 mx2)(yi传质单元数新工况传质单元高度HogKb传质单元数液体出口浓度G(yi y2)Iny1 mx1y2 mx2ym(G/G) G(G/G)0.8 KyaN OGL(xi吸收过程基本方程式H OGX2)9 鶯80.04” 0.199yi ,y1 0.9 0.48 y171In0.04y1(1 0.04) yi0.199 yi4.820.2H OG N OGH OGXiHog 1.150.2Hog 1.028 H