化工原理chapter 9 气体吸收自测题

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p e=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k G=0.1kmol/(m2.h.atm)，液膜传质系数k L=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K Y= kmol/(m2.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K Y a，对液膜控制的物系，体积总传质系数K Y a。

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η，平均推动力△y m，N OL。

（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N OL，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 i－XD、X－X i注：X为液相中溶质浓度，X*为与气相平衡的液相浓度，X i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 Y为4×10-4kmol/(m2.s)，液膜的传质系数k Y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、1.5B、1.8C、2D、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N OG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增大，其它条件不变，则出塔气体组成Y2和吸收率η的变化为( )。

A、Y2增大、η减小B、Y2减小、η增大C、Y2增大、η不变D、Y2增大、η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η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、X为摩尔比)，气相体积总传质系数K Y a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。

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：(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？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=1.2x，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 y a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？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%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、增大二、选择题1．A 2．D 3．A 4．C 5．C6．B 7．A 8．B 9．C 10．C三、问答题1、答：气体出塔含量y 2增大，达不到设计要求，液体出塔含量x 1也增大。

2、答：(1)在L /G ＞m 情况下，y 2受相平衡约束等于mx 2，增大L 不会降低y 2，只会无谓降低x 1，增大操作负荷。

(2)在L /G ＜m 情况下，增L 大对降低y 2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12)1(Y Y η-=由最小液气比的定义式得21212*121min /X m Y Y Y X X Y Y G L --=--=⎪⎭⎫ ⎝⎛ 因为以纯溶剂为吸收剂，所以X 2＝0，则ηηηm m m Y Y Y G L =--=--=⎪⎭⎫ ⎝⎛)]1(1[/)1(111min 五、计算题1、解：出塔气气相组成001053.095.005.0)98.01()1(12=⨯-=-=Y Y η 最小液气比176.12.1/05263.0001053.005263.0/2121min =-=--=⎪⎭⎫ ⎝⎛X m Y Y Y G L 气体处理量为16.126273314.82826325.101=⨯⨯==RT pV G kmol/h (1)出塔液相组成 03133.0)001053.005263.0(176.14.11)(211=-⨯=-=Y Y L G X (2)清水的耗用量71.20716.126176.14.1=⨯⨯=L kmol/h(3)填料层高度塔横截面积为785.013600/2826==Ωm 2 气相总传质单元高度 893.0785.018016.126=⨯=Ω=a K G H Y OG m 平均对数推动力为 005259.0 001053.003133.02.105263.0ln 001053.003133.02.105263.0ln )()(22112211=⨯--⨯-=-----=∆mX Y mX Y mX Y mX Y Y m 气相总传质单元数81.9005259.0001053.005263.021=-=∆-=m OG Y Y Y N 填料层高度 76.881.9893.0=⨯==OG OG N H H m2、解：(1)出塔液相组成0162.075.08.0015.01015.08.075.0/11=⨯-=⨯=Y X (2)清水用量出塔气体中溶质的浓度为 000305.0015.01015.0)98.01()1(12=-⨯-=-=Y Y η 入塔气相组成 015228.01=Y入塔气体的量9665.19293314.848033.101=⨯⨯==RT pV G kmol/h kg/h24.325kmol/h 069.18 0162.0)000305.0015228.0()015.01(9665.19)(2121==-⨯-⨯=--=X X Y Y G L 3、解：(1) 0045.009.0)95.01(009.0221=⨯-===y x y368.1)2.1/09.0/()0045.009.0(2.1)/(2.1/min =-==G L G L00872.0)0045.0/015.0(/)0045.0015.0(0045.0015.02.10625.009.00625.0368.1/)0045.009.0(/)(21211=-=∆=∆=⨯-=∆=-=-=Ln y y y L y y G x mmH N OG 84.78.08.98.900872.0/)0045.009.0(=⨯==-= (2)0005.00625.009.0211===x x y0`22212124.94)09.0/0052.0(1/1 0052.0 368.1)/()( / =-=-===--∴y y y x x y y G L η解得：不变Θ5、解：解吸塔操作正常时，吸收塔液体出口含量 013.0001.05.1002.002.0)(2211=+-=+-=x y y L G x 此时吸收过程的平均推动力与传质单元数分别为：00211.0 001.02.1002.0013.02.102.0ln )001.02.1002.0()013.02.102.0(ln )()(22112211=⨯-⨯-⨯--⨯-=-----=∆mx y mx y mx y mx y y m 53.800211.0002.002.021=-=∆-=m OG y y y N 当解吸塔操作不正常时，N OG 不变。