化工原理chapter9氣體吸收自測題

氣體吸收單元自測題一、填空題1、吸收操作的依據(jù)是，以到達(dá)別離氣體混合物的目的。2、Henry定律的表達(dá)式為P=E?*,假設(shè)*氣體在水中的亨利系數(shù)E值很大，說明該氣e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℃下*低濃度氣體混合物被清水吸收，假設(shè)氣膜傳質(zhì)系數(shù)為kG=0.1kmol/(m2.h.atm)，液膜傳質(zhì)系數(shù)kL=0.25kmol/(m2.h.atm)，溶質(zhì)的溶解度系數(shù)H=150kmol/(m3.atm)，則該溶質(zhì)為氣體，氣相總傳質(zhì)系數(shù)KY=kmol/(m2.h.△￥)o5、解吸時(shí)，溶質(zhì)由向傳遞，壓力溫度將有利于解吸。6、雙膜理論的根本論要點(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，假設(shè)提高吸劑用量，對氣膜控制的物系，體積總傳質(zhì)系數(shù)KYa，對液膜控制的物系，體積總傳質(zhì)系數(shù)KYa。8、吸收操作中增加吸收劑用量，操作線的斜率，吸收推動(dòng)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)。進(jìn)塔氣相組成Y1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=1.0*，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yι下降，其它條件不變時(shí)，則氣體出口含量y2,液體出口含量*ι,被吸收溶質(zhì)總量，回收率η,平均推動(dòng)力△4,NOL?！苍龃?、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*2下降，則NOL,出塔液體*ι,出塔氣體y2。〔增大、減小、不變、不確定〕 2 0L 114、低濃度逆流吸收塔設(shè)計(jì)中，假設(shè)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(dòng)力將，設(shè)備費(fèi)用將?！苍龃?、減小、不變〕二、選擇題1、吸收操作的作用是別離()。A、氣體混合物B、液體均相混合物C、氣液混合物D、局部互溶的液體混合物2、在一符合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*一截面上的總推動(dòng)力(以液相組成差表示)為()。A、**－*B、*－**C、*－*D、*－*注：*為液相中溶質(zhì)濃度，**為與氣相平衡的液相濃度，*為氣液相界面上的液相平衡i濃度。4、*吸收過程，氣膜傳質(zhì)系數(shù)kγ為4x1gkmol/(m2.s),液膜的傳質(zhì)系數(shù)kγ為8x1gkmol/(m2.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)缺乏0、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。其液氣比L/G為2.7,平衡關(guān)系可表示為Y=1.5*(Y、*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、1.8C、2D、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)S>1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、在逆流吸收塔中，吸收過程為氣膜控制，假設(shè)進(jìn)塔液體組成*2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Y2和吸收率η的變化為()。A、Y2增大、η減小B、Y2減小、η增大2c、Y2增大、η不變d、Y2增大、η不確定三、問答題1、*逆流吸收塔操作時(shí)，因*種原因致使吸收劑入塔量減少，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、*吸收塔H=∞,氣體量G與組成yι和液相組成*2不變，平衡關(guān)系符合Henry定律，試分析在以下兩種情況下增大吸收劑的量L對吸收過程有何影響？(1)L∕G>m (2)L∕G<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。進(jìn)塔氣相組成為Y1,氣液平衡關(guān)系為Y=m*,試推導(dǎo)最小液氣比(L∕G)min與吸收率η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=1.2*(Y、*為摩爾比)，氣相體積總傳質(zhì)系數(shù)KYa為180kmol∕(m3.h)。假設(shè)混合氣流量為2826標(biāo)準(zhǔn)m3∕h,按標(biāo)準(zhǔn)狀況下計(jì)的氣體空塔速度為1m∕s.試求：(1)出塔液相組成*1,摩爾比；(2)清水的耗用量L；(3)填料層的高度Ho2、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20℃,壓強(qiáng)為101.33kPa,相應(yīng)的混合氣流量為480m3∕ho進(jìn)塔氣相組成為0.015(摩爾分率)，吸收率為98%,出塔液相組成可到達(dá)與入塔氣相濃度平衡濃度的80%o平衡關(guān)系為Y=0.75*(Y、*為摩爾比)。試求：(1)出塔液相組成；(2)清水用量，kg∕ho3、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)系為y*=1.2*。傳質(zhì)單元高度為0.8m。試求：(1)填料層高度Ho(2)假設(shè)改用含NH30.05%〔摩爾分率〕的稀氨水作吸收劑，*1及其它條件均不變，吸收率為多少？4、在*填料塔用水吸收混合氣中的可溶組分?；旌蠚怏w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*，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,出吸收塔氣體剩余含量為0.002；假設(shè)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)的剩余含量為多少；(2)此時(shí)吸收過程的平均推動(dòng)力是多少？5、*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%。該物系在低濃度下的平衡關(guān)系為y=0.9*，吸收過程大致為氣膜控制，總傳質(zhì)系數(shù)Ka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(dòng)力有何變化？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、在相界面上氣液到達(dá)平衡、傳質(zhì)阻力集中在液膜和氣膜；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、增大二、選擇題1．A 2．D 3．A 4．C 5．C6．B 7．A 8．B 9．C 10．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*1也增大。2、答：⑴在L∕G>m情況下，y2受相平衡約束等于m*2,增大1不會降低y2,只會無謂降低*1,增大操作負(fù)荷。(2)在L∕G<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)算過程推動(dòng)力。四、推導(dǎo)題推導(dǎo)：出塔氣相組成由最小液氣比的定義式得因?yàn)橐约內(nèi)軇槲談?，所?2=0,則五、計(jì)算題1、解：出塔氣氣相組成最小液氣比氣體處理量為pV101.325X2826G= = RT8.314X273=126.16kmol/h(1)出塔液相組成(2)清水的耗用量L=1.4X1.176X126.16=207.71kmol/h(3)填料層高度塔橫截面積為Q=2826/3600=0.785m21氣相總傳質(zhì)單元高度HOGG_126.16KaQ=180X0.785Y=0.893m平均對數(shù)推動(dòng)力為氣相總傳質(zhì)單元數(shù)填料層高度H=HN=0.893X9.81=8.76mOGOG2、解：(1)出塔液相組成(2)清水用量出塔氣體中溶質(zhì)的濃度為入塔氣相組成入塔氣體的量G=PVRT101.33X4808.314X293=19.9665kmol/h3、解：⑴y=0.09X=0y=(1-0.95)X0.09=0.00451 22(2)y=0.09X=0.0625X=0.000511 25、解：解吸塔操作正常時(shí),吸收塔液體出口含量此時(shí)吸收過程的平均推動(dòng)