化工原理chapter9氣體吸收自測題

1、氣體吸收單元自測題一、填空題1、 吸收操作的依據(jù)是 ，以達(dá)到分離氣體混合物的目的。2、 Henry定律的表達(dá)式為pe=Ex,若某氣體在水中的亨利系數(shù)E值很大，說明該氣體為氣體。3、 由于吸收過程中氣相中溶質(zhì)分壓總是 溶質(zhì)的平衡分壓，因此吸收操作線總是在平衡線的。4、在1atm、20 C下某低濃度氣體混合物被清水吸收，若氣膜傳質(zhì)系數(shù)為2 2 、kG=0.1kmol/（m .h.atm）,液膜傳質(zhì)系數(shù) kL=0.25kmol/（m .h.atm）,溶質(zhì) 的溶解度系數(shù)32H=150kmol/（m .atm）,則該溶質(zhì)為 氣體，氣相總傳質(zhì)系數(shù) 肉=kmol/（m . Y）。5、 解吸時(shí)，溶質(zhì)由 向傳遞

2、，壓力 溫度將有利于解吸。6、 雙膜理論的基本論要點(diǎn) 。對氣膜控制體系，傳質(zhì)阻力主要集中在 相中，對液膜控制體系，傳質(zhì)阻力主要集中在 相中。7、 在吸收過程中，若提高吸劑用量，對氣膜控制的物系，體積總傳質(zhì)系數(shù)K/a,對液膜控制的物系，體積總傳質(zhì)系數(shù)Ka。8、 吸收操作中增加吸收劑用量，操作線的斜率 ，吸收推動力 。9、 當(dāng)吸收劑用量為最小用量時(shí)，則所需填料層高度將為 。10、在常壓逆流操作的填料塔中，用純?nèi)軇┪栈旌蠚庵械娜苜|(zhì)。已知進(jìn)塔氣相組成Yi為0.02（摩爾比）,操作液氣比為（L/G）=0.9 ,氣液平衡關(guān)系為 Y=1.0X,則溶質(zhì)組分的回收率 最大可達(dá)。11、 脫吸因數(shù)可表示為 ，吸收

3、因數(shù)可表示為 。12、 低濃度逆流吸收操作中，當(dāng)氣體進(jìn)口含量燈下降，其它條件不變時(shí)，則氣體出口含量 y2，液體出口含量 x1，被吸收溶質(zhì)總量 ，回收率 n,平均推動力 ym, Nol。（增大、減小、不變、不確定）13、 低濃度逆流吸收操作中，其它條件不變而入塔液體含X2下降，則Nol，出塔液體x1，出塔氣體y2。（增大、減小、不變、不確定）14、低濃度逆流吸收塔設(shè)計(jì)中，若氣體流量、進(jìn)出口組成及液體進(jìn)口組成一定，減小吸收劑用量，傳質(zhì)推動力將 ，設(shè)備費(fèi)用將 。（增大、減小、不變）二、選擇題1、吸收操作的作用是分離（）。A、氣體混合物B、液體均相混合物C、氣液混合物D、部分互溶的液體混合物2、在一符

4、合 Henry定律的氣液平衡系統(tǒng)中，溶質(zhì)在氣相中的摩爾濃度與其在液相中 的摩爾濃度的差值為（）。A、正值 B、負(fù)值 C、零 D、不確定3、 在吸收操作中，吸收塔某一截面上的總推動力（以液相組成差表示）為（）。A、X* XB、X-X*C、X-X D、X-X注：X為液相中溶質(zhì)濃度，X*為與氣相平衡的液相濃度，X為氣液相界面上的液相平衡濃度。4、 某吸收過程，已知?dú)饽髻|(zhì)系數(shù)k/為4X10-4 kmol/（m 2.s），液膜的傳質(zhì)系數(shù)k/為8 X1okmol/（m 2.s）,由此可判斷該過程（）。A、氣膜控制 B液膜控制C、判斷依據(jù)不足D、雙膜控制5、 在逆流吸收塔中，用清水吸收混合氣中溶質(zhì)組分。其

5、液氣比L/G為2.7，平衡關(guān)系可表示為Y=1.5X（Y、X為摩爾比），溶質(zhì)回收率為90%,則液氣比與最小液氣比之比值為（）。A、1.5B、1.8 C、2 D、36、 根據(jù)雙膜理論，當(dāng)溶質(zhì)在液體中溶解度很小時(shí)，以液相表示的總傳質(zhì)系數(shù)將（）。A、大于液相傳質(zhì)分系數(shù)B、近似等于液相傳質(zhì)分系數(shù)C、小于氣相傳質(zhì)分系數(shù)D、近似等于氣相傳質(zhì)分系數(shù)7、 在填料塔中用清水吸收混合氣中氨，當(dāng)用水量減小時(shí)，氣相總傳質(zhì)單元數(shù) Nog將（）。A、增加B、減小 C、不變 D、不確定8、 逆流操作的填料塔，當(dāng)脫吸因數(shù)S1時(shí)，且填料層無限高時(shí)，氣液兩相平衡出現(xiàn) 在（）。A、塔頂B、塔底 C、塔上部 D、塔下部9、 在逆流吸收

6、塔中，吸收過程為氣膜控制，若進(jìn)塔液體組成X2增大，其它條件不變， 則氣相總傳質(zhì)單元高度將（）。A、增加B、減小 C、不變 D、不確定10、 在逆流吸收塔中，用純?nèi)軇┪栈旌蠚庵腥苜|(zhì)。平衡關(guān)系符合Henry定律。當(dāng)進(jìn)塔氣相組成Y1增大，其它條件不變，則出塔氣體組成丫2和吸收率n的變化為（）。A、Y2增大、n減小B、丫2減小、n增大C、Y2增大、n不變D、丫2增大、n不確定三、問答題1、某逆流吸收塔操作時(shí)，因某種原因致使吸收齊U入塔量減少，以至操作時(shí)液氣比小 于原定的液氣比，則將發(fā)生什么情況？2、 某吸收塔H=s,氣體量G與組成y1和液相組成X2不變，平衡關(guān)系符合 Henry定 律，試分析在以下兩

7、種情況下增大吸收劑的量L,對吸收過程有何影響？（1）L/Gm（2）L/Gv m3、相平衡在吸收過程中有何應(yīng)用？四、推導(dǎo)題在填料吸收塔中，逆流操作，用純?nèi)軇┪栈旌蠚怏w中溶液質(zhì)組分。已知進(jìn)塔氣相組成為丫1,氣液平衡關(guān)系為 Y=mX,試推導(dǎo)最小液氣比（L/G）min與吸收率耳間的關(guān)系？五、計(jì)算題1、 在逆流常壓填料吸收塔中，用清水吸收混合氣中溶質(zhì)組分。進(jìn)塔氣相組成為5%體積）,吸收率為98%吸收劑用量為最小用量的1.4倍。操作條件下氣液平衡關(guān)系為Y=1.2X（Y、33X為摩爾比）,氣相體積總傳質(zhì)系數(shù)K/a為180kmol/（m .h）。若混合氣流量為2826標(biāo)準(zhǔn)m /h ,按標(biāo)準(zhǔn)狀況下計(jì)的氣體空塔

8、速度為1m/s。試求：（1）出塔液相組成 X,摩爾比；（2）清水的耗用量L;（3）填料層的高度H。2、 在逆流填料吸收塔中，用清水吸收混合氣中溶質(zhì)組分。操作溫度為20C，壓強(qiáng)為3101.33kPa，相應(yīng)的混合氣流量為 480m /h。進(jìn)塔氣相組成為0.015（摩爾分率），吸收率為98% 出塔液相組成可達(dá)到與入塔氣相濃度平衡濃度的80%平衡關(guān)系為Y=0.75X（Y、X為摩爾比）。試求：（1）出塔液相組成；（2）清水用量，kg/h。3、 在一逆流接觸的填料吸收塔中， 用純水吸收空氣氨混合氣中的氨， 入塔氣體中含 NH39%,要求吸收率為 95%吸收劑用量為最小用量的 1.2倍，操作條件下的平衡關(guān)系

9、為 y =1.2x。傳質(zhì)單元高度為 0.8m。試求：（1）填料層高度H。若改用含NH30.05%(摩爾分率)的稀氨水作吸收劑，x及其它條件均不變，吸收率為多少？4、 在某填料塔內(nèi)用水吸收混合氣中的可溶組分。混合氣體初始含量為 0.02(摩爾分?jǐn)?shù)， 下同)，吸收劑為解吸之后的循環(huán)水， 液氣比為1.5，在操作條件下，氣液平衡關(guān)系為y=1.2 x， 兩相呈逆流接觸。當(dāng)解吸塔操操作正常時(shí)，解吸后水中溶質(zhì)含量為0.001，出吸收塔氣體殘余含量為0.002 ;若解吸塔操作不正常時(shí)，解吸后水中的溶質(zhì)含量上升為0.005，其他操作條件不變，試求：(1) 此時(shí)出吸收塔氣體中溶質(zhì)的殘余含量為多少；(2) 此時(shí)吸收

10、過程的平均推動力是多少？5、 某填料塔逆流吸收操作，操作壓力 101.3kPa，溫度303K，用純?nèi)軇┪栈旌蠚怏w 中的溶質(zhì)，當(dāng)操作液氣比為 2.0時(shí)，溶質(zhì)回收率可達(dá) 96%。已知該物系在低濃度下的平衡關(guān) 系為y= 0.9x，吸收過程大致為氣膜控制，總傳質(zhì)系數(shù)Kya與氣體流率的0.8次成正比。今混合氣體流率增加 15%而液量及氣液進(jìn)口濃度不變，試求：(1) 溶質(zhì)吸收率有何變化；(2) 吸收塔的平均推動力有何變化？Word文檔氣體吸收單元自測題答案一、填空題1 組分在溶劑中溶解度的差異2 .難溶3 .大于、上方4 .易溶、0.09975.液相、氣相；降低、升高6 .存在氣液相界面、在相界面上氣液

11、達(dá)到平衡、傳質(zhì)阻力集中在液膜和氣膜內(nèi)；氣膜、液膜7 .幾乎不變、增大8.增大、增加9 .無限高10. 90%11. mG/L、L/mG12.減小、減小、減小、不變、減小、不變13.不變、減小、減小14.減小、增大、選擇題1.A2 . D3.A4 . C5 . C6.B7 . A8 .B9 . C10 . C三、問答題1、答：氣體出塔含量y2增大，達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，液體出塔含量X1也增大。2、 答：(1)在L/G m情況下，y2受相平衡約束等于 mx2，增大L不會降低y2,只會無 謂降低X1,增大操作負(fù)荷。(2)在L/Gv m情況下，增L大對降低y2效果顯著。3、答：判斷過程方向；指明過程極限；計(jì)

12、算過程推動力。四、推導(dǎo)題推導(dǎo)：出塔氣相組成丫2 (1)丫1由最小液氣比的定義式得L丫1 丫2丫1 丫2G min X1X2 丫1 / m X 2因?yàn)橐约內(nèi)軇槲談?，所以X2= 0,貝yL丫1(1)丫1-m1(1) mG min丫1 /m五、計(jì)算題1、解：出塔氣氣相組成0.05丫2 (1)1 (1 0.98)0.0010530.95最小液氣比氣體處理量為min% 丫2Y1 /mX20.05263 0.0010530.05263/1.21.176RT101325 2826126.16kmol/h8.314 273(1) 出塔液相組成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)填料層高度 塔橫截面積為2826/36000.785m2氣相總傳質(zhì)單元高度H OG126.16KYa180 0.7850.893 m平均對數(shù)推動力為( mX1)(丫2mX2)0.05263 1.2 0.03133 0.001053涉052632 .31330.001053,Y1 mX1 InY2 mX20.005259氣相總傳質(zhì)單元數(shù)Nog.5263.0010539.810.005259填料層高度H OG NOG0.893 9.818.76 m2、解：(1)出塔液相組成X1 半/0.750.80015 0

14、8 0.01621 0.015 0.75(2)清水用量出塔氣體中溶質(zhì)的濃度為丫2(1)丫1(10.98)00150.0003051 0.015入塔氣相組成入塔氣體的量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不變(y1 y2) /(X1 X2)1.368解得： y 0.00521 y2/y、1(0.0052/0.09)94.24 。5、解：解吸塔操作正常時(shí)，吸收塔液體出口含量G/、0.020.002 egX1(Y1 y2) X20.001L1.

16、5此時(shí)吸收過程的平均推動力與傳質(zhì)單元數(shù)分別為：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.當(dāng)解吸塔操作不正常時(shí),Nog不變。設(shè)此時(shí)兩相出口含量分別為y和Xx，則以下兩式成立: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,聯(lián)立以上兩式得y20.0066xi 0.0139此時(shí)吸收過程的平均推動力:ym%y2N OG0.001576、解：原工況由回收率可計(jì)算出氣體出口濃度y2(i)yi(10.96) yi 0.04 yi由物料衡算可得到液體出口濃度G(yiy2) L(xi X2)Xi1 0.042.0yi0.48yi吸收塔的平均推動力ym(yi mxi) (y2 mx2)(yi傳質(zhì)單元數(shù)新工況傳質(zhì)單元高度HogKb傳質(zhì)單元數(shù)液體出口濃度G(yi y2)Iny1 mx1y2 mx2ym(G/G) G(G/G)0.8 KyaN OGL(xi吸收過程基本方程式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