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文檔簡介
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(dá)到分離氣體混合物的目的。2、Henry定律的表達(dá)式為pe=E·x,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、20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=0.1kmol/(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.Y)。5、解吸時,溶質(zhì)由向傳遞,壓力 溫
2、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)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(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=1.0X,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 。1
3、2、低濃度逆流吸收操作中,當(dāng)氣體進(jìn)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 ,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(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)推動力將 ,設(shè)備費用將 。(增大、減小、不變)15、實驗室中用水吸收 CO2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( )液膜阻力。16、
4、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(fù)值 C、零 D、不
5、確定3、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*X B、XX* C、XiX D、XXi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4×10-4kmol/(m2.s),液膜的傳質(zhì)系數(shù)kY為8×10-4kmol/(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)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
6、比之比值為( )。A、1.5 B、1.8 C、2 D、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(jìn)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(jìn)塔氣相組成Y1增大,其它條件不變,則出塔氣體組成Y2和吸收率的變化為( )。A、Y2增大、減小 B、Y2減小、增大 C、Y2增大、不變 D、Y2增大、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劑入塔量減少,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y1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/Gm (2)L/Gm3、相平衡在吸收過程中有何應(yīng)用?四
8、、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。已知進(jìn)塔氣相組成為Y1,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(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=1.2X(Y、X為摩爾比),氣相體積總傳質(zhì)系數(shù)KYa為180kmol/(m3.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X1,摩爾比;(2)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
9、,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/h。進(jìn)塔氣相組成為0.015(摩爾分率),吸收率為98%,出塔液相組成可達(dá)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:(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
10、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?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=1.2x,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
11、率可達(dá)96%。已知該物系在低濃度下的平衡關(guān)系為y0.9x,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(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)Kya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(dá)多少?在塔徑為1.2
12、m的逆流填料吸收塔中,用清水吸收常溫常壓下某氣體中的CO2,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0.2kgCO2/1000kgH2O,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(dá)到平衡、傳質(zhì)阻力集中在液膜和氣膜內(nèi);氣
13、膜、液膜7幾乎不變、增大8增大、增加9無限高1090%11mG/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1A 2D 3A 4C 5C6B 7A 8B 9C 10C三、問答題1、答:氣體出塔含量y2增大,達(dá)不到設(shè)計要求,液體出塔含量x1也增大。2、答:(1)在L/Gm情況下,y2受相平衡約束等于mx2,增大L不會降低y2,只會無謂降低x1,增大操作負(fù)荷。(2)在L/Gm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):出塔氣相組成由最小液氣比的定義式得因為以純?nèi)軇槲談?,所以X20,則五、計算題1、解:出塔氣氣相組成最小液氣比氣體處理量為kmol/h(1)出塔液相組成(2)清水的耗用量kmol/h(3)填料層高度塔橫截面積為m2氣相總傳質(zhì)單元高度m平均對數(shù)推動力為氣相總傳質(zhì)單元數(shù)填料層高度m2、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kmol/h3、解:(1) (2)5、解:解
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