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青岛科技大学化工原理历年考研真题及答案解析之吸收

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吸 收 基本概念 1、亨利定律 2、气膜控制与液膜控制 三、请回答下列问题（10分） 1．根据双膜理论，两相间的传质阻力主要集中在什么地方？增加气液两相主体的湍动程度，传质速率将会如何变化？ 相界面两侧的液膜和气膜中；增大 2．对于高浓度气体吸收，为什么不能用脱吸因子法或对数平均推动力法，而必须用图解积分或数值积分的方法进行吸收过程计算？

因为脱吸因子法和对数平均推动力法都是基于稀溶液的相平衡线为直线的假设，而对于高浓度气体吸收，该假设不再成立，所以这两种方法不再适用，必须针对相平衡曲线运用数值积分或图解积分的方法进行吸收过程的相关计算。

4．简要叙述吸收中双膜理论的提出者及其三个基本要点。 双膜模型由惠特曼（Whiteman）于1923年提出，为最早提出的一种传质模型。 （1分） 惠特曼把两流体间的对流传质过程设想成图片2-10所示的模式，其基本要点如下：

①当气液两相相互接触时，在气液两相间存在着稳定的相

界面，界面的两侧各有一个很薄的停滞膜，气相一侧的称为“气膜”，液相一侧的称为“液膜”，溶质A经过两膜层的传质方式为分子扩散。 （2分）

②在气液相界面处，气液两相处于平衡状态。（1分） ③在气膜、液膜以外的气、液两相主体中，由于流体的强烈湍动，各处浓度均匀一致。 （2分） 双膜模型把复杂的相际传质过程归结为两种流体停滞膜层的分子扩散过程，依此模型，在相界面处及两相主体中均无传质阻力存在。这样，整个相际传质过程的阻力便全部集中在两个停滞膜层内。因此，双膜模型又称为双阻力模型。 5．对于溶解度系数很低的气体吸收，可采用哪些措施以提高吸收速率？ 7、说明传质单元高度的物理意义 8、简述填料塔的基本结构与主要特点。 9、写出亨利定律的定义及表达公式。 主要公式： 吸收塔的物料衡算； 液气比与最小液气比求m 【例2－8】 填料层高度的计算【传质单元高度、传质单元数（脱吸因数法）】 提高填料层高度对气相出口浓度的影响 四、计算题 2、（２０分）有一吸收塔，塔内装有25253mm的拉西环，其比表面积a=204m2/m3（假设全部润湿），在20℃及1atm下操作。空气－丙酮混合气中含有6%(V%)的丙酮，混和气量1400m3/h（标准状态）。塔顶喷淋的清水量为3000kg/h，丙酮回收率=98%，平衡关系为y=1.68x（x，y为摩尔分数）。已知塔径D=0.675m，总传热系数Ky=0.4kmol/(m2h)，试求：

（1） 传质单元数NOG；

（2） 填料层高度Z。

解： h/5Kmol.624.221400G

h/67Kmol.166183000L

（1）因 06.0y1 %98 所以 0.001206.0)98.01(y)1(y12 x2=0 022.0)0012.006.0(67.1665.62)yy(LGx211 又 037.0022.068.1mxy11e 0mxy22e

故 0074.000012.0037.006.0ln00012.0037.006.0yyyyln)yy()yy(y2e21e12e21e1m

965.70074.00012.006.0yyyNm21oG （10分）

（2）塔的横截面积 22236m.0675.0414.3D4 )m(13.236.02044.05.62aKGHgoG （6分）

h = HoGNoG =2.137.97=16.96 (m) （4分） 某生产车间使用一填料塔，用清水逆流吸收混合气当中的有害组分A，已知操作条件下，气相总传质单元高度1.5米，进塔混合气组成为0.04(摩尔分率，下同)，出塔尾气组成为0.0053，出塔水溶液浓度为0.0128，操作条件下平衡关系为Y=2.5X（X、Y为摩尔比），求： 1 液气比L/V为（L/V）min的多少倍？ 2 气相总传质单元数NOG 3 所需填料层高度Z。 1．121220.040.00530.01280.0417,0.00533,0.01297,0,010.0410.005310.0128YYXXY （2分）

1212

0.04170.005332.8040.012970YYLVXX

 （2分）

11212min11

0.005332.5(1)2.180.0417YmYYYYLVXX

（4分）

min

2.8041.2862.18LVLV （3分）

2．2.50.8922.804mVsL （2分） 1222

110.04170ln(1)ln(10.892)0.8925.11110.8920.005330OGYYNSSSYY







（4分）

3．1.55.117.67OGOGZHNm （3分） 某填料吸收塔用洗油来吸收混合气体中的苯，洗油中苯的浓度为0.0002 kmol苯/kmol洗油，混合气体量为1000m3/h，入塔气体中苯含量为4%（体积分率），要求吸收率为80%，操作压强为101.3kPa，温度293 K。溶液的平衡关系为Y*=30.9X，取操作液气比为最小液气比的1.2倍，求： 1． 最小液气比（L/V）min。 2． 吸收剂用量L和溶液出口组成X1。 1． 进塔气体中苯浓度：0417.004.0104.01111yyY （1分） 出塔气体中苯浓度：00834.0)8.01(0417.02Y （1分） 进塔洗油中的苯浓度：0002.02X 00135.09.300417.01*1mYX （4分）

290002.000135.000834.00417.02*121min

XXYY

VL

（4分）

2.8.34292.1)(2.1minVLVL 即L=38.4V （2分） 进入吸收塔惰性气体摩尔流量为： hkmol/93.39)04.01(3.1013.1012932734.221000V惰性气体 （3分）

L=34.8V=1390kmol洗油/h （2分）

而00116.0)00834.00417.0(139093.390002.0)(2121LYYVXX （3分） 四、（20分） 用填料塔从一混合气体中吸收所含的苯。进料混合气体含苯5%（体积百分数），其余为空气。要求苯的回

收率为95%。吸收塔操作压强为780mmHg,温度为25℃，进入填料塔的混合气体为1000hm/3，入塔吸收剂为纯煤油。煤油的耗用量为最小用量的1.5倍。汽液逆流流动。已知该系统的平衡关系为XY14.0

（式中YX,均为摩尔比），气相体积总传质系数hmkmolaKY3/125。煤油的平均分子量为170kmolkg/。塔径为0.6m。求： （1） 煤油的耗用量为多少hkg/？ （2） 煤油出塔浓度1X为多少？ （3） 填料层高度为多少米？ （4） 吸收塔每小时回收多少kg苯？ 解： （1） 煤油的耗用量L： 塔内惰性组分摩尔流量为：

hkmolV/88.39)05.01(760780252732734.221000

进塔气体苯的浓度为： 05263.005.0105.01Y 出塔气体中苯的浓度为： 00263.0)95.01(5263.0)1(12AYY

由吸收剂最小用量公式 2121min/)(XmYYYVL

hkghkmolXmYYYVLL/52.1352/956.7 )14.0/05263.0/()00263.005263.0(88.395.1 )//()(5.15.12121min

（2） 煤油出塔浓度1X： 由全塔物料衡算式可得： 25.0)00263.005263.0(956.788.390)(2121YYLVXX

（3） 填料层高度Z: OGOGNHZ mKVHYaOG13.16.0412588.392

7.0956.7/88.3914.0/LmVS ])1ln[(112221SmXYmXYSSNOG

]7.0000263.0005263.0)7.01ln[(7.011 34.6 故 mZ16.713.134.6

（4） 吸收塔每小时回收多少kg的苯： 回收苯的质量为： hkgYYMVm/5.155)00263.005263.0(88.3978)(21

在压力为101.3kPa 、温度为30℃的操作条件下，在某填料吸收塔中用清水逆流吸收混合气中的NH3。已知入塔混合气体的流量为 220 kmol/h，其中含NH3为1.2% ( 摩尔分数)。操作条件下的平衡关系为Y =1.2X（X、Y均为摩尔比），空塔气速为1.25m/s；水的用量为最小用量的1. 5倍；要求NH3的回收率为95%。试求： （1）水的用量； (2) 填料塔的直径。

答：（1）单位时间内通过吸收塔的惰性气体流量hBKmolV/)(36.217%)2.11(220

0121.0%2.11%2.12Y

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《化工原理》吸收单元习题检测题及答案

《化工原理》吸收单元习题检测题及答案

《化工原理》吸收单元习题检测题及答案一、简答题。

（5*5=25分）1.气体吸收过程的推动力是什么。

2.写出亨利定律的三种表达式，并写出系数的物理意义。

3.气液两相吸收过程的三个步骤。

4.简述双膜模型的基本论点（假设）。

5.填料层高度计算公式及三种求解方法。

二、选择题。

（5*3=15分）1.已知SO2水溶液在三种温度t1、t2、t3下的亨利系数分别为E1=0.0035atm、E2=0.011atm、E3=0.00625atm，则（）A t1<t2B t3>t2C t1>t2D t3<t12.根据双膜理论，当被吸收组分在液相中溶解度很小时，以液相浓度表示的总传质系数( )。

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3.低浓度液膜控制系统的逆流吸收，在塔操作中，若其他操作条件不变，而入口气量有所增加，则气相总传质单元高度（），液相总传质单元高度（）。

A、增加B、减少C、基本不变D、不定三、是非题。

（5*4=20分）1.根据膜理论模型，有效膜以外主体充分湍动，浓度分布均匀，浓度梯度为零，溶质主要以涡流扩散的形式传质。

（）2.分子扩散主要有等摩尔逆向扩散。

（）3.综合效率、效果、成本等多方面考虑，一般最适宜的液气比为：L/G = (1.1~2.0)×(L/G)min。

（）4.A为吸收因数，表达式为A=mG/L。

（）四、计算题。

（7+8+10+15=40分）1.含溶质A且摩尔分率为x=0.2的溶液与压力为2atm, y=0.15的气体等温接触，平衡关系为：p A*=1.2x(atm)，则此时将发生什么过程。

用气相组成和液相组成表示的总传质推动力分别为多少。

如系统温度略有增高，则Δy 将如何变化。

如系统总压略有增高，则Δx将如何变化。

2.已知101.3kPa（绝压）下，100g水中含有氨1g溶液上方的平衡氨分压为987Pa，试求：（1）溶解度系数H；（2）亨利系数E；（3）相平衡常数m；（4）总压提高到200kPa（表压）时，H、E、m值？3.吸收塔中，清水处理SO2混合气体，逆流操作，进塔气体含有摩尔分数0.08的SO2，其余为惰性气体。

青岛科技大学化工原理历年考研真题及答案解析之蒸馏

青岛科技大学化工原理历年考研真题及答案解析之蒸馏

蒸馏练习 下册 第一章蒸馏 概念1、精馏原理2、简捷法3、漏液4、板式塔与填料塔 公式全塔物料衡算【例1－4】、精馏段、提馏段操作线方程、q 线方程、相平衡方程、逐板计算法求理论板层数和进料版位置（完整手算过程）进料热状况对汽液相流量的影响2．连续精馏塔的塔顶和塔底产品摩尔流量分别为D 和W ，则精馏段液气比总是小于1，提馏段液气比总是大于1，这种说法是否正确？全回流时，该说法是否成立？为什么？正确；全回流时该说法不正确；因为，D=W=0，此时是液汽比的极限值，即1==''VLV L 4.简述有哪几种特殊精馏方法？它们的作用是什么？1.恒沸精馏和萃取精馏。

对于形成恒沸物的体系，可通过加入第三组分作为挟带剂，形成新的恒沸体系，使原溶液易于分离。

对于相对挥发度很小的物系，可加入第三组分作为萃取剂，以显著改变原有组分的相对挥发度，使其易于分离。

5．恒沸精馏原理6．试画出板式塔负荷性能图，并标明各条极限负荷曲线表示的物理意义，指出塔板适宜的操作区在哪个区域是适宜操作区。

（5分）1.漏液线（气体流量下限线）（1分）2.雾沫夹带线（气体流量上限线）（1分）3.液相流量下限线（1分）4.液相流量上限线（1分）5.液泛线（1分）最适宜的区域为五条线相交的区域内。

7．进料热状况参数8、平衡蒸馏原理9、液泛的定义及其预防措施10、简述简捷法求解理论板层数的主要步骤。

11、什么是理想物系？ 四 计算题1、用一精馏塔分离苯-甲苯溶液（α=2.5）,进料为气液混合物，气相占50%（摩尔分率,下同），进料混合物中苯占0.60，现要求塔顶、塔底产品组成分别为0.95和0.05,回流比取最小回流比的1.5倍,塔顶分凝器所得冷凝液全部回流，未冷凝的蒸汽经过冷凝冷却器后作为产品，试求：塔顶塔底产品分别为进料量的多少倍？（2）塔顶第一理论板上升的蒸汽组成为多少？2、某连续精馏塔的操作线方程分别为：精馏段：263.0723.01+=+n n x y提馏段：0187.025.11-=+n n x y设进料为泡点液体，试求上述条件下的回流比，以及馏出液、釜液和进料的组成。

(完整版)化工原理吸收部分模拟试题及答案

(完整版)化工原理吸收部分模拟试题及答案

化工原理吸收部分模拟试题及答案一、填空1气体吸收计算中，表示设备（填料）效能高低的一个量是 传质单元高度 ，而表示传质任务难易程度的一个量是 传质单元数 。

2 在传质理论中有代表性的三个模型分别为 双膜理论 、 溶质渗透理论 、表面更新理论。

3如果板式塔设计不合理或操作不当，可能产生 严重漏液 、 严重泡沫夹带及 液泛 等不正常现象，使塔无法工作。

4在吸收塔某处，气相主体浓度y=0.025，液相主体浓度x=0.01，气相传质分系数k y =2kmol/m 2·h ，气相传质总K y =1.5kmol/m 2·h ，则该处气液界面上气相浓度y i 应为⎽⎽0.01⎽⎽⎽。

平衡关系y=0.5x 。

5逆流操作的吸收塔，当吸收因素A<1且填料为无穷高时，气液两相将在 塔低 达到平衡。

6单向扩散中飘流因子 A>1 。

，它反映 由于总体流动使传质速率比单纯分子扩散增加的比率。

7在填料塔中用清水吸收混合气中HCl ，当水量减少时气相总传质单元数N OG 增加 。

8一般来说，两组份的等分子反相扩散体现在 精流 单元操作中，而A 组份通过B 组份的单相扩散体现在 吸收 操作中。

9 板式塔的类型有 泡罩塔 、 浮阀塔 、 筛板塔 （说出三种）；板式塔从总体上看汽液两相呈 逆流 接触，在板上汽液两相呈 错流 接触。

10分子扩散中菲克定律的表达式为⎽⎽⎽⎽⎽dzdC D J AABA -= ，气相中的分子扩散系数D 随温度升高而⎽⎽⎽增大⎽⎽⎽（增大、减小），随压力增加而⎽⎽⎽减小⎽⎽⎽（增大、减小）。

12易溶气体溶液上方的分压 小 ，难溶气体溶液上方的分压 大 ，只要组份在气相中的分压 大于 液相中该组分的平衡分压，吸收就会继续进行。

13压力 减小 ,温度 升高 ,将有利于解吸的进行 ；吸收因素A= L/mV ,当 A>1 时,对逆流操作的吸收塔,若填料层为无穷高时,气液两相将在塔 顶 达到平衡。

2006年青岛科技大学研究生入学考试化工原理试卷

2006年青岛科技大学研究生入学考试化工原理试卷

青岛科技大学2006年研究生入学考试试卷A考试科目：化工原理（答案全部写在答题纸上）一、（20分）水槽中水经管道可以从C、D两支管同时放出，水槽液面维持恒定，AB段管长为6m（忽略AB间所有的局部阻力），管内径为41mm。

BC段长6m，当阀门全开时该段局部阻力总和的当量长度为9m（包括出口阻力损失）；BD段长9m，当阀门全开时该段局部阻力总和的当量长度为15m（包括出口阻力损失），BC和BD段管道内径均为25mm。

如图所示。

试求：（1）当D管阀门关闭而C管阀门全开时的流量；（2）当C、D两管阀门都全开时各自的流量和总流量。

设管内摩擦系数均可取0.03不变。

其余数据见图。

二、（10分）在一管路系统中，用一台离心泵将密度为1000kg/m3的清水从敞口地面水池输送到高位密封储槽（其表压为9.81×104Pa），两端液面的位差Δz=10m，管路总长L=50m（包括所有局部阻力的当量长度），管内径均为40mm，摩擦因数λ=0.02。

试求：(1)该管路的特性曲线方程。

(2)若离心泵的特性曲线方程为222240QH-=（式中，H为压头，单位为m；Q为流量，单位为m3/min），求该管路的输送量（单位为m3/min）。

三、（20分）一列管式换热器，管径为φ25mm×2.5mm，传热面积为10m2（按管外径计）。

今拟用于使80℃的饱和苯蒸气冷凝、冷却到50℃。

苯走管外，流量为1.25kg/s；冷却水走管内与苯逆流，流量为6kg/s，进口温度为10℃。

现已估算出苯冷凝、冷却时的对流传热系数分别为1600W/(m2·K)和850 W/(m2·K)；水的对流传热系数为2500W/(m2·K)。

忽略管壁两侧污垢热阻和管壁热阻。

已知水和苯（液体）的比热容分别为4.18×103J/(kg·K)和1.76×103J/(kg·K)，苯蒸气在80℃的冷凝潜热为395×103J/kg。