chapter8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 ，以達到分離氣體混合物的目的。2、 Henry定律的表達式為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、20C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kG=0.lkmol/（m 2.h.atm）,液膜傳 質(zhì)系數(shù) kL=0.25kmol/（m 2.h.atm）,溶質(zhì) 的溶解 度系數(shù) H=150kmol/（m 3.atm）,則該溶質(zhì)為 氣體，氣相總傳質(zhì)系數(shù) Ky=kmol/（m 2.h. Y）。5、 解吸時，溶質(zhì)由 向

2、傳遞，壓力 溫度將有利于解吸。6、 雙膜理論的基本論要點 。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)Kva,對液膜控制的物系，體積總傳質(zhì)系數(shù)Ky。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，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。11、 脫吸因數(shù)可表示為 ，吸

3、收因數(shù)可表示為 。12、 低濃度逆流吸收操作中，當(dāng)氣體進口含量y1下降，其它條件不變時，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)計中，若氣體流量、進出口組成及液體進口組成一定，減小吸收劑用量，傳質(zhì)推動力將 ，設(shè)備費用將 。（增大、減小、不變）15、 實驗室中用水吸收C02基本屬于（）控制，其氣膜中濃度梯度（）（大于，小于，等于）液膜濃度梯度，氣膜阻力（）液膜

4、阻力。16、某逆流吸收塔用純?nèi)軇┪栈旌蠚怏w中易溶氣體組分，填料高度無窮大，入塔時Y1=8% （體積），相平衡方程 Y=2X。問液氣比 L/V=2.5時，吸收率 =（）,L/V=1.5時，=（）17、 某操作中的吸收塔，用清水逆流吸收氣體混合物中的A組分，若L增加，其余操作條件不變，則出塔氣體y2 （）,出塔液體的濃度 x1 （）,回收率（）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、負值 C、零 D、不確定3

5、、 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、Xi - XD、X-Xi注：X為液相中溶質(zhì)濃度，X*為與氣相平衡的液相濃度，Xi為氣液相界面上的液相平衡濃度。4、 某吸收過程，已知氣膜傳質(zhì)系數(shù)kY為4 X10-4kmol/(m 2s),液膜的傳質(zhì)系數(shù) kY為 8X10-4kmol/(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(

6、)。A、 1.5B、 1.8 C、 2D、 36、 根據(jù)雙膜理論，當(dāng)溶質(zhì)在液體中溶解度很小時，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，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，且填料層無限高時，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，若進塔液體組成X2增大，其它條件不變，則氣相總傳質(zhì)單元高度將 ()

7、。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)進塔氣相組成Yi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、丫2增大、n減小B、丫2減小、n增大C、丫2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，因某種原因致使吸收齊U入塔量減少，以至操作時液氣比小 于原定的液氣比，則將發(fā)生什么情況？2、 某吸收塔H = 氣體量G與組成yi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&l

8、t; 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)荦R吸收混合氣體中溶液質(zhì)組分。已知進塔氣相組 成為Yi，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n間的關(guān)系？五、計算題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、X為摩爾比),氣相體積總傳質(zhì)系數(shù)KYa為180kmol/(m 3.h)。若混合氣流量為2826標(biāo)準(zhǔn)m3/h ,按標(biāo)準(zhǔn)狀況下計的氣體空塔速度為1m/s。試求：(1)出塔液相組成Xi,摩爾

9、比；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20 C，壓強為101.33kPa,相應(yīng)的混合氣流量為 480m3/h。進塔氣相組成為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)系為y*= 1.2x。傳質(zhì)單元高度為 0.8m。試求：(

10、1) 填料層高度 H。(2) 若改用含NH30.05% (摩爾分率)的稀氨水作吸收劑，X1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?；旌蠚怏w初始含量為 0.02( 摩爾分數(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，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，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)此時出吸收塔氣體中溶質(zhì)的殘余含量為多少；(2)此時吸收過程的平均推動力是多少？5、某填料塔

11、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，溶質(zhì)回收率可達 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？設(shè)計一常壓填料吸收塔， 用清水處理 0.065kmol/(m2s) ，含氨 5%(體積 )的空氣， 要求氨 的回收率為99%，實際用水量為最小用水量的 1.6倍。已知相平衡關(guān)系為 y=1.4x ,氣相體積 總傳質(zhì)系數(shù) Ky

12、a 為 0.085kmol/(m3s) ，試求：(1) 用水量和出塔溶液濃度；(2) 填料層高度 ;(3) 增加填料層高度，其他條件不變，回收率最大可達多少？在塔徑為1.2m的逆流填料吸收塔中，用清水吸收常溫常壓下某氣體中的C02，氣體處理量為1000m3/h，初始體積含量為12%，要求吸收率為90%，塔底出口溶液濃度為0.2kgC02/1000kgH20，相平衡關(guān)系為 Y=1420X , Kxa=10695kmol/ (m3 H),過程可視為 低濃度氣體吸收。試計算：( 1 )吸收劑用量；( 2)所需填料層高度；( 3)若將操作壓力提高一倍，保持其他操作條件不變，所需填料層高度。氣體吸收單元

13、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、在相界面上氣液達到平衡、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、增大二、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，達不到設(shè)計要求，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

14、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因為以純?nèi)軇槲談?，所以X2= 0,貝yL丫1 (1)丫1-m1(1) mG min丫1 /m五、計算題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 0.0010530.0

15、5263/1.21.176Y10.015228RT101325 2826126.16kmol/h8.314 273(1) 出塔液相組成GX1-(Y1Y2)(2) 清水的耗用量16(0.05263。.。呻。.°31331.4 1.176 126.16 207.71kmol/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 0.7850.893m平均對數(shù)推動力為(¥ mX1)(丫2mX2)0.05263 1.2 0.03133 0.001053,Y1 mX1 InY2 mX2涉052632 °.

16、6;31330.0010530.005259氣相總傳質(zhì)單元數(shù)Nog°.°5263°.0010539.810.005259填料層高度H HogNog 0.893 9.818.76 m2、解：(1)出塔液相組成0.0150.8X1¥/0.75 0.80.01621 0.015 0.75(2)清水用量出塔氣體中溶質(zhì)的濃度為丫2 (1入塔氣相組成)丫1(10.98)0.0151 0.0150.000305入塔氣體的量pV 101.33 480G19.9665kmol/hRT 8.314 293L G(Yi Y2)19.9665 (1 0.015) (0.0152

17、28 0.000305)_XT0.016218.069kmol/h325.24kg/h3、解：(1) y10.09 X20 討2(10.95) 0.090.0045L/G 1.2(L/G)min 1.2(0.090.0045)/(0.09/1.2)1.368x1 G(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 0.87.84my10.09 捲 0.0625

18、 X20.0005L/G不變(y1 丫2)心1 X2)1.368解得：y20.00521 y2/y、1(0.0052/0.09)94.24 °。5、解：解吸塔操作正常時，吸收塔液體出口含量G,、0.02 0.002x1(% y2) x20.001 0.013L1.5此時吸收過程的平均推動力與傳質(zhì)單元數(shù)分別為：0.005ym(y1 mxj (y2 mix?)(0.021.2 0.013)(0.0021.2 0.001),y1 mx1 Iny20.00211mx2,0.02 1.2 0.013In0.002 1.2 0.001Nogy1y2ym輕 8.530.00211當(dāng)解吸塔操作不正常時,Nog不變。設(shè)此時兩相出口含量分別為 y和Xx，則以下兩式成立:''0.02 y2y2) Xx1.5Nog1 x yi mxi In 1匹 y2Lmx21,0.021.2x1In-11.2 y21.20.0051.55.5(y20.006)0.021.2x,聯(lián)立以上兩式得y20.0066xi 0.0139此時吸收過程的平均推動力:ym%y2N OG0.001576、解：原工況由