化工原理吸收部分模拟试题及答案 - 下载本文

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ky=2kmol/m2·h,气相传质总Ky=1.5kmol/m2·h,则该处气液界面上气相浓度yi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 。漂流因数可表示为 PPBM ,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NOG 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?????JA??DABdCA ,气相中的分子扩dz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。

14某低浓度气体吸收过程, 已知相平衡常数m=1 ,气膜和液膜体积吸收系数分别为kya=2×10-4kmol/m3.s, kxa =0.4 kmol/m3.s, 则该吸收过程及气膜阻力占总阻力的百分数分别为 气膜控制,约100% ;该气体为 易 溶气体。 二、选择

1 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 B 。

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 2 单向扩散中飘流因子 A 。

A >1 B <1 C =1 D 不一定

3 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ky=2kmol/m2·h,气相传质总Ky=1.5kmol/m2·h,则该处气液界面上气相浓度yi应为???B???。平衡关系y=0.5x。

A 0.02 B 0.01 C 0.015 D 0.005

4 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??

A t1t2 C t1>t2 D t3

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??B???达到平衡。

A 塔顶 B 塔底 C 塔中部 D 不确定

6 对一定操作条件下的填料吸收塔,如将填料层增高一些,则塔的HOG将???C???,NOG将??A????。

A 增大 B 减小 C 不变 D 不能判断

7 吸收塔的设计中,若填料性质及处理量(气体)一定,液气比增加,则传质推动力 A ,

传质单元数 B ,传质单元高度 C ,所需填料层高度 B 。 A 增大 B 减小 C 不变 D 不能判断

8 料塔中用清水吸收混合气中NH3,当水泵发生故障上水量减少时,气相总传质单元数

NOG A .

A增加 B 减少 C不变 D不确定 三、计算

1 某填料塔用水吸收混合气中丙酮蒸汽。混合气流速为V=16kol/(h?m2),操作压力

P=101.3kPa。已知容积传质系数kya?64.6kmol/(h?m3),

kLa?16.6kmol/(h?m3),相平衡关系为pA?4.62cA(式中气相分压pA的单位是kPa,平衡浓度单位是kmol/m3)。求:(1)容积总传质系数Kya及传质单元高度(2)液相阻力占总传质阻力的百分数。 HOG;

解: (1)由亨利定律

P?Ex?Hc?HcM?x y?mx

?m?HcM/P?4.62cM?0.0456cM 101.3kxa?kLacM?16.6cMkmol/h?m3 ?0.0456cMm??2.75?10?3h?m3/kmol kxa16.6cM111m?2.75?10?3?0.0182h?m3/kmol =??Kyakyakxa64.6?Kya?54.9kmol/h?m3 HOG?V16??0.291(m) Kya54.9(1) 液相阻力占总阻力的百分数为:

m/kxa2.75?10?3 ??0.151?15.1%

1/Kya0.01822 低含量气体逆流吸收,试证: NOG??y1ln1 mV?y21?L 式中?y1?y1?y1e为塔底的吸收推动力;?y2?y2?y2e为塔顶的吸收推动力。

证明:由物料衡算得: x?x2?V(y?y2) L 低浓度吸收 ye?mx ye?mx2?mV(y?y2) LNOG?? ??y1y1y2y1dy?y?ye?y21dymVy?mx2?(y?y2)L

dyy2mVmV(1?)y?(y2?mx2)LLmVmV(1?)y1?y2?mx21LL?lnmVy2?mx21?L L(x1?x2)?V(y1?y2) ?mVmVy1?y2?mx2?mx1 LL得 NOG?y?mx1?y11ln1?ln1 mVmVy2?mx2?y21?1?LL3 某填料吸收塔用含溶质x2?0.0002的溶剂逆流吸收混合气中的可溶组分,采用液气比L/V=3,气体入口质量分数y1?0.01回收率可达??0.90。已知物系的平衡关系为y=2x。

??0.00035,试求: 今因解吸不良使吸收剂入口摩尔分数升至x2(1) 可溶组分的回收率??下降至多少?

?升高至多少? (2) 液相出塔摩尔分数x1解: (1)y2?y1(1??)?0.01?(1?0.9)?0.001

1m2???0.667 AL/V3 NOG?11?1Aln[(1?1y1?mx11)?] Ay2?mx2A =

10.01?0.0002?2ln[(1?0.667)?0.667]?5.38

1?0.6670.001?0.0002?2 当x2上升时,由于H不变,HOG不变 ?NOG?H/HOG也不变,即