chapter8气体吸收自测题教学文案.docx

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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 水吸收 ，若 气 膜传质 系数为 kG=0.1kmol/（m 2.h.atm） ， 液 膜 传 质 系 数 kL=0.25kmol/（m 2.h.atm） ， 溶 质 的 溶 解 度 系 数 H=150kmol/（m 3 .atm），则该溶质为

2、气体，气相总传质系数 KY=kmol/（m 2.h. Y）。5、解吸时，溶质由 向 传递，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.

3、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 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）15、实验室中用

4、水吸收 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、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、

5、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 4×10-4kmol/(m 2.s)，液膜的传质系数 kY 为8×10-4kmol/(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

6、、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、1.5 B、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S>1 时，且填

7、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 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

8、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/G> m(2)L/G< 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 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？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。

9、操作条件下气液平衡关系为 Y=1.2X(Y、 X为摩尔比 )，气相体积总传质系数 KYa为180kmol/(m 3.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。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：

10、(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 NH 39%，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*1.2 x。传质单元高度为 0.8m。试求：(1)填料层高度 H。(2) 若改用含 NH 30.05% (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？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，

11、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K ya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

12、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？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

13、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 ），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10 90%11mG/L、L/mG12减小、减小

14、、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 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/G< 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；计算过程推动力。四、推导题推导：出塔气相组成Y2 (1 )Y1 由最小液气比的定义式得LY1 Y2Y1 Y2G min X 1 X 2 Y1 /m X 2 因为以

15、纯溶剂为吸收剂，所以 X2 0，则LY1 (1 )Y11 1 m1 (1 ) m G minY1 /m五、计算题 1、解：出塔气气相组成0.05Y2 (1 )Y1 (1 0.98) 0.0010532 1 0.95 最小液气比气体处理量为minY1 Y2Y1 /m X 20.05263 0.001053 1.1760.05263 / 1.2RpVT101.325 2826 126.16kmol/h8.314 273(1)出塔液相组成GX1 L (Y1 Y2 )(2)清水的耗用量1.4 1.176(0.05263 0.001053) 0.031331.4 1.176 126.16 207.71k

16、mol/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 OG126.16平均对数推动力为(Y1 mX 1) (Y2Y1 mX 1 lnY2 mX 20.005259气相总传质单元数NOG填料层高度2、解： (1) 出塔液相组成KYamX 2)H OGN OGX1 Y1 /0.75(2)清水用量 出塔气体中溶质的浓度为Y2 (1)Y1入塔气相组成入塔气体的量180 0.785 0.893m0.05263 1.2 0.03133 0.001053ln 0.05263 1.2 0.031330.0010530.05263 0.001053 9.810.0052

17、590.893 9.81 8.76 m0.8(10.015 0.8 0.01621 0.015 0.750.98) 0.015 0.0003051 0.0150.015228pV 101.33 480G19.9665kmol/hRT 8.314 293L G(Y1 Y2 ) 19.9665 (1 0.015) (0.015228 0.000305)L X1 X 2 0.016218.069kmol/h 325.24kg/h3、解： (1) y1 0.09 x2 0 y2 (1 0.95) 0.09 0.0045L/G 1.2(L / G) min1.2(0.09 0 .0045) /(0.09

18、 / 1.2 ) 1.368x1 G(y1 y2)/ L (0.09 0.0045) /1.368 0.0625 y1 0.09 0.0625 1.2 0.015y2 0.0045ym (0.015 0.0045) / Ln(0.015/ 0.0045) 0.00872NOG (0.09 0.0045) / 0.00872 9.8H 9.8 0.8 7.84m(2) y1 0.09 x1 0.0625 x2 0.0005L/G 不变(y1 y2)/(x1 x2 ) 1.368解得：y2 0.00521 y2 / y 1 (0.0052/0.09) 94.24 005、解：解吸塔操作正常时，吸收

19、塔液体出口含量G 0.02 0.002 x1(y1 y2) x20.001L 1.5此时吸收过程的平均推动力与传质单元数分别为：0.013y(y1 mx1) (y2 mx2)ymy1 mx1lny2 mx2(0.02 1.2 0.013) (0.002 1.2 0.001)0.02 1.2 0.013ln0.002 1.2 0.0010.00211NOGy1 y2 0.02 0.002 8.53 ym 0.00211 8.53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y2' 和 x'x ，则以下两式成立：x1' GL (y1y2) xx0.02 y21.

20、50.005NOG1y1 mx1ln '1 mG y2'Lmx21 0.02 1.2x1 ln ' 11 1.2 y2' 1.2 0.0051.55.5(y20.006)0.02 1.2 x1联立以上两式得y 2 0.0066x1 0.0139此时吸收过程的平均推动力：ymy1 y2N OG0.001576、解：原工况由回收率可计算出气体出口浓度y2 (1) y1(10.96) y1 0.04 y1由物料衡算可得到液体出口浓度G( y1 y2 ) L(x1 x2)x11 0.042.0y1 0.48y1吸收塔的平均推动力ym( y1 mx1) (y2 mx2 )

21、(y1传质单元数新工况 传质单元高度HOGK 'ya传质单元数液体出口浓度G(y1 y2 )lny1 mx1y 2 mx2NOGy1y2ym(G' / G) G(G' /G)0.8 K yaN OGL(x1吸收过程基本方程式H OGx2)0.9 0.48y1) 0.04y1 0.199 y1y1 0.9 0.48 y11ln0.04y1(1 0.04) y10.199 y1' 0.2G'GH OG N OGH OGx14.82H OG 1.150.2 H OG 1.028HOG4.82 4.691.0281.15 ' '2.0 (y1 y

22、2' ) 0.575y1 0.575y2'HH OGOGy1 y2( y1 mx1' ) ( y2' mx2)ln y'1 mx1y2 mx21 ' ln mG'1Ly1 mx1y2' mx24.69y1 0.9 x11 ln1 0.9 1.15y21 2.09.61y 2' y1 0.9 x1'由以上两式得y2 0.053 y1x10. 545 y1(1)新工况下溶质的回收率y1 y2y1y10.053y1 0.947y1(2)新工况下的平均推动力ym(y1 mx1' ) ( y'2 mx2)ln y'1 mx1y2' mx20.2017y1ymym0.20170.1991.014