chapter 8 气体吸收自测题教学文案

1、精品文档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=E·x，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 下 某 低 浓 度 气 体 混 合 物 被 清 水 吸&#

2、160;收 ， 若 气 膜 传 质 系 数 为kG=0.1kmol/(m2.h.atm) ， 液 膜 传 质 系 数 kL=0.25kmol/(m2.h.atm) ， 溶 质 的 溶 解 度 系 数H=150kmol/(m3.atm)，则该溶质为气体，气相总传质系数 KY=kmol/(m2.Y)。5、解吸时，溶质由向传递，压力温

3、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KYa，对液膜控制的物系，体积总传质系数 KYa。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Y1 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

4、示为，吸收因数可表示为。12、低浓度逆流吸收操作中，当气体进口含量y1 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 ，平均推动力m，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）15、实验室中用水吸收&#

5、160;CO2 基本属于（）控制，其气膜中浓度梯度（）（大于，小于，等于）液膜浓度梯度，气膜阻力（）液膜阻力。16、某逆流吸收塔用纯溶剂吸收混合气体中易溶气体组分，填料高度无穷大，入塔时Y1=8%（体积），相平衡方程 Y=2X 。问液气比 L/V=2.5 时，吸收率 =（），L/V=1.5时， =（）17、某操作中的吸收塔，用清水逆流吸收气体混合物中的 A 组分，若 L 增加，其余操作条件不变，则出塔气体 y2 （），出塔液体的浓度 x1（），回收率（）二

6、、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、XX*C、XiXD、XXi精品文档精品文档注：X 为液相中溶质浓度，X*为与气相平衡的液相浓度，Xi 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 kY 为 4×10-4

7、kmol/(m2.s)，液膜的传质系数 kY 为8×10-4kmol/(m2.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X5、在逆流吸收塔中，用清水吸收混合气中溶质组分。其液气比L/G 为 2.7，平衡关系可表示为 Y=1.5X(Y、 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、1.8C、2D、3(6、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

8、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 S>1 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&

9、#160;增大，其它条件不变，则出塔气体组成 Y2 和吸收率  的变化为()。A、Y2 增大、 减小B、Y2 减小、 增大C、Y2 增大、 不变D、Y2 增大、 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剂入塔量减少，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，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

10、析在以下两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/Gm3、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 Y1，气液平衡关系为 Y=mX，试推导最小液气比(L/G)min 与吸收率间的关系？精品文档精品文档五、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、X

11、60;为摩尔比)，气相体积总传质系数 KYa 为 180kmol/(m3.h)。若混合气流量为 2826 标准 m3/h，按标准状况下计的气体空塔速度为 1m/s。试求：(1)出塔液相组成 X1，摩尔比；(2)清水的耗用量 L；(3)填料层的高度 H。X2、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 20，压强为101.33kPa，相应的混合气流量为 480m3/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

12、到与入塔气相浓度平衡浓度的 80%。平衡关系为 Y=0.75X(Y、 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为y*1.2x。传质单元高度为 0.8m。试求：(1)填料层高度 H。(2)若改用含 NH30.05%（摩尔分率）的稀氨水作吸收剂，x1 及其它条件均不变，吸收率为多少？精品文档精品文档4、在某填料塔内

13、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=1.2x，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

14、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 y0.9x，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？设计一常压填料吸收塔，用清水处理 0.065kmol/(m2s)，含氨 5%(体积)的空气，要求氨的回收率为 99%，实际用水量为最小用水量的 1.6 倍。已知相平衡关

15、系为 y=1.4x，气相体积总传质系数 Kya 为 0.085kmol/(m3s)，试求：(1)用水量和出塔溶液浓度；(2)填料层高度;(3)增加填料层高度，其他条件不变，回收率最大可达多少？精品文档精品文档在塔径为 1.2m 的逆流填料吸收塔中，用清水吸收常温常压下某气体中的 CO2，气体处理量为 1000m3/h，初始体积含量为12% ，要求吸收率为90%，塔底出口溶液浓度为0.2kgCO2/1000kgH2O，相平衡关系为 Y=1420X，Kxa=10695kmol/（m3·H）

16、，过程可视为低浓度气体吸收。试计算：（1）吸收剂用量；（2）所需填料层高度；（3）若将操作压力提高一倍，保持其他操作条件不变，所需填料层高度。精品文档精品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1090%11mG/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、增大二、选择题1A2D3A4C5C6B7A8B9C10C三、问答题1、答：气体出塔含量 y2&#

17、160;增大，达不到设计要求，液体出塔含量 x1 也增大。2、答：(1)在 L/Gm 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/Gm 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；计算过程推动力。四、推导题推导：出塔气相组成Y = (1 - h )Y21由最小液气比的定义式得ç

18、;  ÷   =æ L öY - Y12*è G ø minX 1 - X2=Y - Y1 2Y / m - X12因为以纯溶剂为吸收剂，所以 X20，则æ L öY - (1 - h)Yç÷=11 =

19、0;m1 - (1 - h) = mhè G øY / mmin1五、计算题1、解：出塔气气相组成Y = (1 - h )Y = (1 - 0.98) ´210.050.95= 0.001053最小液气比精品文档è G ø min Y  / m - 

20、X精品文档æ L öY - Y0.05263 - 0.00105312ç÷= 1.1760.05263 /1.212气体处理量为G =pV  101.325 ´ 2826=              = 126.16 kmol/hRT  &

21、#160; 8.314 ´ 273X   =  GL         1.4 ´ 1.176(1)出塔液相组成1(Y - Y ) =(0.05263 - 0.001053) = 0.03133112(2)清水的耗用量L = 1.4 ´ 1.176 &

22、#180; 126.16 = 207.71kmol/h(3)填料层高度塔横截面积为W=2826 / 36001= 0.785 m2气相总传质单元高度H平均对数推动力为OG =G      126.16=           = 0.893 mK aW  180 ´ 0.

23、785YDY = (Y1 - mX 1 ) - (Y2 - mX 2 )mY - mXln11Y - mX22= 0.005259气相总传质单元数=0.05263 - 1.2 ´ 0.03133 - 0.0010530.05263 - 1.2 ´ 0.03133ln0.001053NOG =Y

24、60;- Y1DYm2 =0.05263 - 0.0010530.005259= 9.81填料层高度H = HOGNOG= 0.893 ´ 9.81 = 8.76 m2、解：(1)出塔液相组成X = Y / 0.75 ´ 0.8 =11(2)清水用量出塔气体中溶质的浓度为0.015   0.8´   

25、0; = 0.01621 - 0.015 0.75Y = (1 - h )Y = (1 - 0.98) ´21入塔气相组成0.0151 - 0.015= 0.000305Y = 0.0152281入塔气体的量精品文档G =   pVL =  G(Y  - Y )精品文档101.3

26、3 ´ 480= 19.9665 kmol/hRT8.314 ´ 29319.9665 ´ (1 - 0.015) ´ (0.015228 - 0.000305)12 =X - X0.016212= 18.069kmol/h = 325.24kg/h3、解：(1) y = 0.09x = 0y =&

27、#160;(1 - 0.95) ´ 0.09 = 0.0045122L / G = 1.2( L / G )min= 1.2(0.09 - 0.0045) /(0.09 /1.2) = 1.368OG  = (0.09 - 0.0045) / 0.00872 = 9.8x =&#

28、160;G( y - y ) / L = (0.09 - 0.0045) /1.368 = 0.0625112Dy = 0.09 - 0.0625 ´ 1.2 = 0.0151Dy = 0.00452Dy = (0.015 - 0.0045) / Ln(0.015 / 0.004

29、5) = 0.00872mNH = 9.8 ´ 0.8 = 7.84m(2) y = 0.09x = 0.0625x = 0.0005112QL / G不变( y - y ) /( x - x ) = 1.3681212解得：y = 0.00522h = 1 

30、- y / y = 1 - (0.0052 / 0.09) = 94.24 020x  =  GL                 1.55、解：解吸塔操作正常时，吸收塔液体出口含量0.02 - 0.002( y - y

31、 ) + x =+ 0.001 = 0.0131122此时吸收过程的平均推动力与传质单元数分别为：Dy = ( y1 - mx1 ) - ( y2 - mx2 )my - mxln11y - mx22= 0.00211=(0.02 - 1.2 ´ 0.013) - (0.002 

32、- 1.2 ´ 0.001)0.02 - 1.2 ´ 0.013ln0.002 - 1.2 ´ 0.001OG  =   y  - yN1Dym2 =0.02 - 0.0020.00211= 8.53L           

33、60;    1.5''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 2 和 x x ，则以下两式成立：G0.02 - y 'x ' =( y - y ' ) + x ' =2 + 0.005112x精品文档精品文档1 -   

34、60; ymG  y '  - mx '1.2NOGy  - mx '1                1=       ln 1 1 = ln1 - 2 

35、2L               1.50.02 - 1.2 x '1' - 1.2 ´ 0.0052即5.5( y ' - 0.006) = 0.02 - 1.2 x '21联立以上两式得y ' =

36、 0.0066x ' = 0.013921此时吸收过程的平均推动力：Dy =my - y '1 2 = 0.00157NOG6、解：原工况由回收率可计算出气体出口浓度y = (1 - h ) y = (1 - 0.96) y = 0.04 y2111由物料衡算可得到液体出口浓度G( y - y 

37、;) = L( x - x )Þx =12121吸收塔的平均推动力1 - 0.042.0y = 0.48 y1 1Dy = ( y1 - mx1 ) - ( y2 - mx2 )my - mxln11y - mx22传质单元数=( y - 0.9 ´

38、 0.48 y ) - 0.04 y1 1 1 = 0.199 yy - 0.9 ´ 0.48 y 1ln 1 10.04 y1NOG =y - y1Dym2 =(1 - 0.04) y1 = 4.820.199 y1新工况传质单元高度= ççG &

39、#247;øèH 'OG=G '    (G ' / G )  G=K ' a  (G ' / G )0.8 K ay yæ G ' ö0.2÷ H  = 1.150.2 HOGOG=

40、0;1.028HOG传质单元数OG  =N 'H ' H ' 1.028OG OG= OG OG =H× NH               4.82= 4.692.0液体出口浓度G( y - y ' ) = 

41、L( x ' - x )Þx ' = 1.1512121吸收过程基本方程式精品文档( y - y ' ) = 0.575 y - 0.575 y '1 2 1 2精品文档OG  =              = N '12y  - y 'H