化工原理下册题库2

化工原理蒸馏部分模拟试题及答案一、填空1精馏过程是利用部分冷凝和部分汽化的原理而进行的。精馏设计中，回流比越大，所需理论板越少，操作能耗增加，随着回流比的逐渐增大，操作费和设备费的总和将呈现先降后升的变化过程。2精馏设计中，当回流比增大时所需理论板数减小（增大、减小），同时蒸馏釜中所需加热蒸汽消耗量增大（增大、减小），塔顶冷凝器中冷却介质消耗量减小（增大、减小），所需塔径增大（增大、减小）。3分离任务要求一定，当回流比一定时，在5种进料状况中,冷液体进料的Q值最大，提馏段操作线与平衡线之间的距离最远,分离所需的总理论板数最少。4相对挥发度1，表示不能用普通精馏分离分离，但能用萃取精馏或恒沸精馏分离。5某二元混合物，进料量为100KMOL/H，XF06，要求得到塔顶XD不小于09，则塔顶最大产量为667KMOL/H。6精馏操作的依据是混合液中各组分的挥发度差异，实现精馏操作的必要条件包括塔顶液相回流和塔底上升蒸气。7负荷性能图有五条线，分别是液相上限线、液相上限线、雾沫夹带线、漏液线和液泛线。二、选择1已知Q11，则加料中液体量与总加料量之比为C。A111B111C11D0112精馏中引入回流，下降的液相与上升的汽相发生传质使上升的汽相易挥发组分浓度提高，最恰当的说法是D。A液相中易挥发组分进入汽相；B汽相中难挥发组分进入液相；C液相中易挥发组分和难挥发组分同时进入汽相，但其中易挥发组分较多；D液相中易挥发组分进入汽相和汽相中难挥发组分进入液相必定同时发生。3某二元混合物，其中A为易挥发组分，液相组成XA06，相应的泡点为T1，与之相平衡的汽相组成YA07，相应的露点为T2，则AAT1T2BT1T2D不确定4某二元混合物，进料量为100KMOL/H，XF06，要求得到塔顶XD不小于09，则塔顶最大产量为B。A60KMOL/HB667KMOL/HC90KMOL/HD不能定5精馏操作时，若F、D、XF、Q、R、加料板位置都不变，而将塔顶泡点回流改为冷回流，则塔顶产品组成XD变化为BA变小B变大C不变D不确定6在一二元连续精馏塔的操作中，进料量及组成不变，再沸器热负荷恒定，若回流比减少，则塔顶温度A，塔顶低沸点组分浓度B，塔底温度C，塔底低沸点组分浓度A。A升高B下降C不变D不确定7某二元混合物，3，全回流条件下XN03，则YN1B。A09B03C0854D07948某二元混合物，其中A为易挥发组分，液相组成XA04，相应的泡点为T1，气相组成为YA04，相应的露点组成为T2，则B。AT1T2BT1T2D不能判断9某二元混合物，3，全回流条件下XN03，则YN1DA09B03C0854D079410精馏的操作线是直线，主要基于以下原因D。A理论板假定B理想物系C塔顶泡点回流D恒摩尔流假设11某筛板精馏塔在操作一段时间后，分离效率降低，且全塔压降增加，其原因及应采取的措施是B。A塔板受腐蚀，孔径增大，产生漏液，应增加塔釜热负荷B筛孔被堵塞，孔径减小，孔速增加，雾沫夹带严重，应降低负荷操作C塔板脱落，理论板数减少，应停工检修D降液管折断，气体短路，需更换降液管12板式塔中操作弹性最大的是B。A筛板塔B浮阀塔C泡罩塔13下列命题中不正确的为A。A上升气速过大会引起漏液B上升气速过大会引起液泛C上升气速过大会使塔板效率下降D上升气速过大会造成过量的液沫夹带14二元溶液连续精馏计算中，进料热状态的变化将引起以下线的变化B。A平衡线B操作线与Q线C平衡线与操作线D平衡线与Q线15下列情况D不是诱发降液管液泛的原因。A液、气负荷过大B过量雾沫夹带C塔板间距过小D过量漏液三、计算1某塔顶蒸汽在冷凝器中作部分冷凝，所得的气、液两相互成平衡。气相作产品，液相作回流，参见附图。塔顶产品组成为全凝时为，分凝时为。设该系统符合恒摩尔流的假定，试推导此时的精馏段操作线方程。DX0Y解由精馏段一截面与塔顶（包括分凝器在内）作物料衡算。，若回流比为R0YLXV则Y101YX对于全凝时XD精馏段操作线DXRY12YO分凝器可知当选用的回流比一致，且时两种情况的操作线完全一致。在图上重合，分凝器相当于一块理论板。0YXDXY2用一精馏塔分离二元液体混合物，进料量100KMOL/H，易挥发组分XF05，泡点进料，得塔顶产品XD09，塔底釜液XW005（皆摩尔分率），操作回流比R161，该物系平均相对挥发度225，塔顶为全凝器，求1塔顶和塔底的产品量（KMOL/H）；2第一块塔板下降的液体组成X1为多少；3写出提馏段操作线数值方程；4最小回流比。解（1）塔顶和塔底的产品量（KMOL/H）；FDW100（1）（2）501059FXWD上述两式联立求解得W4706KMOL/HD5294KMOL/H（2）第一块塔板下降的液体组成X1为多少；因塔顶为全凝器，11XYD80925011X（3）写出提馏段操作线数值方程；173846DRV2509521FQL则017341738381MMWXXY（4）最小回流比。泡点进料，Q1,5FQX69205211QQY83690MINQDXYR3一精馏塔，原料液组成为05（摩尔分率），饱和蒸气进料，原料处理量为100KMOL/H，塔顶、塔底产品量各为50KMOL/H。已知精馏段操作线程为Y0833X015，塔釜用间接蒸气加热，塔顶全凝器，泡点回流。试求（1）塔顶、塔底产品组成；（2）全凝器中每小时冷凝蒸气量；（3）蒸馏釜中每小时产生蒸气量（4）若全塔平均30，塔顶第一块塔板默弗里效率EML06，求离开塔顶第二块塔板的气相组成。解（1）塔顶、塔底产品组成；因，R5又，8301R150RXD90DX由物料衡算WDFXX得105/95W（2）全凝器中每小时冷凝蒸气量；V（R1）D300KMOL/H（3）蒸馏釜中每小时产生蒸气量；Q0，VVF300100200KMOL/H（4）求离开塔顶第二块塔板的气相组成。，6011XEDMV11XYXD7509231Y故607591X801X82501832Y4在一常压精馏塔内分离苯和甲苯混合物，塔顶为全凝器，塔釜间接蒸汽加热，平均相对挥发度为247，饱和蒸汽进料。已知进料量为150KMOL/H，进料组成为04（摩尔分率），回流比为4，塔顶馏出液中苯的回收率为097，塔釜采出液中甲苯的回收率为095。试求（1）塔顶馏出液及塔釜采出液组成；（2）精馏段操作线方程；（3）提馏段操作线方程；（4）回流比与最小回流比的比值；（5）若全回流操作时，塔顶第一块塔板的气相默弗里板效率为06，全凝器液相组成为098，求由塔顶第二块板上升的气相组成。解（1）塔顶馏出液及塔釜采出液组成；由（A）DFX970（B）W15FDW150（C）（D）6045FWDXX联立（A）、（B）、（C）和（D）求解得W873KMOL/H，D627KMOL/HXW00206，XD0928（2）精馏段操作线方程；1856011NDNNXRXY（3）提馏段操作线方程；VWXLYM1饱和蒸气进料，故Q0，FRV1DRL则0153411MWMMXXDY（4）回流比与最小回流比的比值；Q0，QDXYRMIN40FQXY由得QQ1215Q，8625049MINR4MINR（5）求由塔顶第二块板上升的气相组成。，621YEMV而全回流时，11XY12XY2147YX，代入上式可得9801963025在一常压精馏塔内分离苯和甲苯混合物，塔顶为全凝器，塔釜间接蒸汽加热。进料量为1000KMOL/H，含苯04，要求塔顶馏出液中含苯09（以上均为摩尔分率），苯的回收率不低于90，泡点进料，泡点回流。已知25，取回流比为最小回流比的15倍。试求（1）塔顶产品量D、塔底残液量W及组成XW；（2）最小回流比；（3）精馏段操作线方程；（4）提馏段操作线方程；（5）从与塔釜相邻的塔板上下降的液相组成为多少（6）若改用饱和蒸汽进料，仍用（4）中所用回流比，所需理论板数为多少解（1）塔顶产品量D、塔底残液量W及组成XW；由，得FAXHKMOL/40910WFD1000400600KMOL/H又由物料衡算WDFXX得067/90410W（2）最小回流比；泡点进料，Q1,FQX625045121QQY609MINQDXYR3精馏段操作线方程；8315MIN3180641NDNNXRXY4提馏段操作线方程；13240821DRV7FQL则035113206127MMWXXY（5）从与塔釜相邻的塔板上下降的液相组成1520675121WWXY由操作线方程3MY得01XW761（6）若改用饱和蒸汽进料，仍用（4）中所用回流比，所需理论板数又为多少。饱和蒸气进料，Q0，40FQXY由得QQY121QX6321049MINQDXYR因，故INTN6用一连续精馏塔分离苯甲苯混合溶液，原料液中含苯040，塔顶馏出液中含苯095（以上均为摩尔分率）。原料液为气液混合进料，其中蒸汽占1/3（摩尔数比）。苯甲苯的平均相对挥发度为25，回流比为最小回流比的2倍，试求（1）原料液中汽相及液相的组成；（2）最小回流比；（3）若塔顶采用全凝器，求从塔顶往下数第二快理论板下降的液体组成。解（1）设原料液液相组成为，汽相组成为（均为摩尔分率）FXFY40FX则（1）40312FYX（2）F5联立（1）式和（2）式，可得360FX5480FY（2）QDXYRMIN因Q2/3，（3）1QXF（4）XY52联立（3）和（4）可得360Q580QY所以8124360589MINR（3）精馏段操作线方程为R218362078306495311NDNNXXRXY9501D则12XY8401X由得0783292Y25190X7812X7有某平均相对挥发度为3的理想溶液，其中易挥发组分的组成为60（摩尔百分率，以下同），于泡点下送入精馏塔中，要求馏出液中易挥发组分组成不小于90，残液中易挥发组分组成不大于2，试用计算方法求以下各项（1）每获得馏出液时原料液用量；KMOL1（2）若回流比为15，它相当于最小回流比的若干倍；R（3）回流比为15时，精馏段需若干层理论板；（4）假设料液加到板上后，加料板上溶液的组成不变，仍为06，求上升到加料板上蒸汽相的组成。解（1）原料液用量依题意知馏出液量，在全塔范围内列总物料及易挥发组分的衡算，得KMOLD1WF1ADXX或02960B由上二式解得，收集的馏出液需用原料液量为KMOL1KMOLF521（2）回流比为最小回流比的倍数以相对挥发度表示的相平衡关系为XXY2131C当时，与之平衡的气相组成为60FX806Q由于是泡点进料，在最小回流比下的操作线斜率为2730698101MINQDXYR因此解得3760I故操作回流比为最小回流比的倍45（3）精馏段理论板数当回流比，相对挥发度为3时，精馏段的平衡关系为式所示，操作线为51RC11RXYDNN360590NNXD由于采用全凝器，故，将此值代入式解得。然后再利用式算出，又利用式算出，直1DYC751XD2YC2X至算出的等于或小于为止。兹将计算XFX结果列于本例附表中。（4）上升到加料板的蒸汽相组成提馏段操作线方程为WSXQFLXQFLY/2/由于泡点进料，故。1Q又及KMOLRDL5KMOLDFW5201将以上数据代入提馏段操作线方程由题意知，料液加到板上后，板上液相组成仍为06，故上升到041628150125021/2/3XXY加料板的蒸汽相组成为768/3Y8用常压精馏塔分离某二元混合物，其平均相对挥发度为2，原料液量F10KMOL/H，饱和蒸气进料，进料浓度XF05（摩尔分率，下同），馏出液浓度XD09，易挥发组份的回收率为90，回流比R2RMIN，塔顶为全凝器，塔底为间接蒸气加热，求（1）馏出液量及釜残液组成（2）从第一块塔板下降的液体组成X1为多少（3）最小回流比（4）精馏段各板上升的蒸气量为多少KMOL/H（5）提馏段各板上升的蒸气量为多少KMOL/H解（1）馏出液量及釜残液组成；DFX90HKMOL/5901FDWWFD1055KMOL/HFWDXX105901WDXF（2）从第一块塔板下降的液体组成X1；塔顶为全凝器，故，11XY901DXY82011YX（3）最小回流比；饱和蒸气进料Q0，50FQXY由得，QQXY13Q352059MINQDXYR（4）精馏段各板上升的蒸气量为多少KMOL/H；V（R1）D（22351）5285KMOL/H（5）提馏段各板上升的蒸气量为多少KMOL/H。VV（Q1）F28510185KMOL/H化工原理（下）第九章“吸收”复习题（适用于化环系0703、0704班；20090901）一、填空题1（3分）20时,CO2气体溶解于水的溶解度为0878标M3/M3H2O,此时液相浓度C_KMOL/M3液相摩尔分率板的序号气相组成Y液相组成X1209081075058706X_比摩尔分率X_答案00392000070500007062（2分）在常压下,20时氨在空气中的分压为696MMHG,此时氨在混合气中的摩尔分率Y_,比摩尔分率Y_答案0091601013（2分）用相平衡常数M表达的亨利定律表达式为_在常压下,20时,氨在空气中的分压为50MMHG,与之平衡的氨水浓度为75KGNH3/100KGH2O此时M_答案YMX08944（3分）用亨利系数E表达的亨利定律表达式为_在常压下,20时,氨在空气中的分压为50MMHG,与之平衡的氨水浓度为75KGNH3/100KGH2O此时亨利系数E_,相平衡常数M_答案PEX680MMHG08945（2分）用气相浓度P为推动力的传质速率方程有两种,以传质分系数表达的传质速率方程为_,以总传质系数表达的传质速率方程为_答案NAKGPPINAKGPPL6（2分）用液相浓度C为推动力的传质速率方程有两种,以传质分系数表达的速率方程为,以传质总系数表达的速率方程为答案NAKLCICLNAKLCGCL7（2分）用气相浓度Y为推动力的传质速率方程有两种,以传质分系数表达的速率方程为,以传质总系数表达的速率方程为答案NAKYYYINAKYYY8（2分）用液相浓度X为推动力的传质速率方程有两种,以传质分系数表达的速率方程为,以传质总系数表达的速率方程为答案NAKXXIXNAKXXX9（2分）用气相浓度Y为推动力的传质速率方程有两种,以传质分系数表达的速率方程为,以传质总系数表达的速率方程为答案NAKYYYINAKYYY10（2分）用Y,X为推动力的传质速率方程中,当平衡线为直线时传质总系数KY与分系数KY、KX的关系式为_,KX与KY、KX的关系式为_答案1/KY1/KYM/KX1/KX1/MKY1/KX11（2分）用Y,X为推动力的传质速率方程中,当平衡线为直线时,传质总系数KY与分系数KY、,KX的关系式为_,KX与KY,KX的关系式为_答案1/KY1/KYM/KX1/KX1/MKY1/KX12（2分）用P,C为推动力的传质速率方程中,当平衡线为直线时,传质总系数KG与分系数KG、KL的关系式为_,KL与KG、KL的关系式为_答案1/KG1/KG1/HKL1/KLH/KG1/KL13（2分）用清水吸收空气与A的混合气中的溶质A，物系的相平衡常数M2,入塔气体浓度Y1006,要求出塔气体浓度Y20008,则最小液气比为_答案173314（4分）某吸收塔中,物系的平衡线方程为Y20X,操作线方程为Y35X0001,当Y1006,Y200015时,X1_,X2_,L/G_,气相传质单元数NOG_答案001685000014293571215（3分）吸收过程主要用于三个方面_,_,_答案制备产品分离气体混合物除去气体中的有害组分16（3分）填料的种类很多，主要有_,_,_,_,_，_答案拉西环鲍尔环矩鞍环阶梯环波纹填料丝网填料17（2分）质量传递包括有_等过程。答案吸收、蒸馏、萃取、吸附、干燥。18（3分）吸收是指_的过程，解吸是指的过程。答案用液体吸收剂吸收气体，液相中的吸收质向气相扩散。19（3分）指出下列组分，哪个是吸收质，哪个是吸收剂1用水吸收HCL生产盐酸,H2O是_，HC是_2用983H2SO4吸收SO3生产H2SO4,SO3,是；H2SO4是。3用水吸收甲醛生产福尔马林,H2O是；甲醛是。答案（1）吸收剂，吸收质。（2）吸收质，吸收剂。（3）吸收剂，吸收质。20（2分）吸收一般按有无化学反应分为，其吸收方法分为。答案物理吸收和化学吸收；喷淋吸收、鼓泡吸收、膜式吸收。21（2分）气液两相平衡关系将取决于以下两种情况1若PGPL或CGCL则属于过程2若PLPG或CLCG则属于过程答案（1）解吸；（2）吸收。22（2分）扩散速率的费克定律公式是，式中每项的物理意义_。答案JADDCA/DZ,JA组分A的扩散通量KMOL/M2S；D扩散系数M2/S,DCA/DZ组分的浓度梯度KMOL/M423（2分）吸收速度取决于，因此，要提高气液两流体相对运动速率，可以来增大吸收速率。答案双膜的扩散速率，减少气膜、液膜厚度。24（2分）影响扩散系数D值的大小的因素有。答案扩散组分的性质及介质、温度、压力、浓度。25（2分）总吸收速率方程式中KY是以为气相摩尔比差为传质推动力的气相总传质系数；而KX是以为液相摩尔比差为传质推动力的液相总传质系数。答案YYXX26（2分）填料选择的原则是_答案表面积大、空隙大、机械强度高价廉，耐磨并耐温。27（5分）气相中温度升高则物质的扩散系数压强升高则物质的扩散系数在液相中液相粘度增加则物质的扩散系数。易溶气体溶液上方的分压，难溶气体溶液上方的分压_，只要组分在气相中的分压液相中该组分的平衡分压，吸收就会继续进行，直至达到一个新的为止。答案小大大于平衡28（4分）由于吸收过程气相中的溶质分压总液相中溶质的平衡分压，所以吸收操作线总是在平衡线的。增加吸收剂用量，操作线的斜率，则操作线向平衡线的方向偏移，吸收过程推动力（YY）。答案大于上方增大远离增大29（2分）图所示为同一温度下ABC三种气体在水中的溶解度曲线。由图可知，它们溶解度大小的次序是；同一平衡分压下，它们的液相平衡浓度大小顺序是。答案CBA；在同一平衡分压下CCCBCA30（3分）对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统，当总压增加时，亨利系数E，相平衡常数M，溶解度系数H_。答案不变；减少；不变31（4分）在常压下，测定水中溶质A的摩尔浓度为056KMOL/M3，此时气相中A的平衡摩尔分率为002，则此物系的相平衡常数M。当其他条件不变，而总压增加一倍时，相平衡常数M，若测得总压值为2ATM，则此时的亨利系数EATM,而溶解度系数HKMOL/M3ATM。答案20；10；40ATM；14KMOL/M3ATM32（2分）在气体流量，气相进出口组成和液相进口组成不变时，若减少吸收剂用量，则传质推动力将，操作线将平衡线。答案减少；靠近；33（2分）当温度增高时，溶质在气相中的分子扩散系数将，在液相中的分子扩散系数将。答案增加；增加34（2分）对一定操作条件下的填料吸收塔，如将塔料层增高一些，则塔的HOG将，NOG将增加，减少，不变。答案不变；增加35（2分）某逆流吸收塔，用纯溶剂吸收混合气中易溶组分，设备高为无穷大，入塔Y18（体积），平衡关系Y2X。试问若液气比（摩尔比，下同）为25时，吸收率_若液气比为15时，吸收率_答案100；7536（5分）吸收塔底部的排液管成U形，目的是起作用，以防止_。操作中的吸收塔，若使用液气比小于设计时的最小液气比，则其操作结果是吸收效果；若吸收剂入塔浓度X2降低，其它操作条件不变，吸收结果将使吸收率出口气体浓度。答案液封作用空气倒灌和塔内气体跑出吸收效果达不到要求吸收率增大，出口气体浓度降低37（3分）计算吸收塔的填料层高度，必须运用如下三个方面的知识关联计算、。答案平衡线、操作线、传质系数。或者平衡关系、物料衡算、传质速率。38（2分）溶解度很大的气体，吸收时属于控制，强化吸收的手段是。答案气膜，增大气相侧的传质分系数或气流湍动程度。39（2分）吸收操作中，对吸收剂的要求有、_、。答案溶解度大、选择性好、腐蚀性小、挥发度小。40（2分）当平衡线在所涉及的气液范围内斜率为M的直线时，则1/KG1/KG。若为气膜控制，则KG。答案M/KL；KG41（2分）某低浓度气体吸收过程，已知M1，气膜体积传质分系数KYA2104KMOLM3S，液膜体积传质分系KXA04KMOL/M3S。则该吸收过程为_膜阻力控制。气膜阻力占总阻力的百分数为。答案气；999510042（2分）填料吸收塔正常操作时,气相为相；液相为相；而当出现液泛现象时，则气相为相，液相为相。答案连续；分散；分散；连续。43（2分）某气体用水吸收时，在一定浓度范围内，其气液平衡线和操作线均为直线，其平衡线的斜率可用常数表示，而操作线的斜率可用表示。答案相平衡；液气比44（2分）双膜理论认为，吸收阻力主要集中在界面两侧的_和_之中。答案气膜、液膜45（2分）对于气膜控制的吸收过程，如要提高其过程速率，应特别注意减少_阻力。答案气膜46（2分）一般吸收塔中常采用逆流操作，其目的是_。答案使两相传质平均推动力大，从而可减小设备尺寸；提高吸收效率和吸收剂使用率。47（2分）传质的基本方式有_和_。答案分子扩散，涡流扩散48（2分）填料塔的喷淋密度是指_。答案单位塔截面上单位时间内下流的液体量（体积）。49（2分）吸收设备的主要类型有_等。答案填料吸收塔，板式吸收塔二、选择题1（2分）吸收速率主要决定于通过双膜的扩散速度，要提高气液两流体的相对运动，提高吸收效果，则要（）答案BA增加气膜厚度和减少液膜厚度；B减少气膜和液膜厚度C增加气膜和液膜厚度2（2分）选择吸收设备时，综合考虑吸收率大，阻力小，稳定性好结构简单造价小，一般应选（）答案AA填料吸收塔B板式吸收塔C喷淋吸收塔3（2分）对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统，当温度和压力不变，而液相总浓度增加时其溶解度系数H将（），亨利系数E将（）。答案CCA增加B减少C不变4（2分）在常压下用水逆流吸空气中的CO2，若将用水量增加则出口气体中的CO2量将（）气相总传质系数KY将（），出塔液体中CO2浓度将（）。A增加；B减少；C不变。答案B；A；B5（2分）题号7113第7章知识点300难度中等通常所讨论的吸收操作中，当吸收剂用量趋于最小用量时，完成一定的分率。A回收率趋向最高；B吸收推动力趋向最大；C操作最为经济；D填料层高度趋向无穷大。答案D6（2分）在吸收塔某处，气相主体浓度Y0025,液相主体浓度X001，气相传质分系数KY2KMOL/M2H气相总传质系数KY15KMOL/M2H，则该处气液界面上气相浓度YI应为（），平衡关系Y05X。A002B001C0015D0005答案BY050010005；NAKY（YY）KY（YYI）15（00250005）2（0025YI）YI0017（2分）正常操作下的逆流吸收塔，若因某种原因使液体量减少以致液气比小于原定的最小液气比时，下列哪些情况将发生A出塔液体浓度X增加，回收率增加；B出塔气体浓度增加，但X不定；C出塔气体浓度与出塔液体浓度均增加D在塔下部将发生解吸现象。答案B8（2分）气体的亨利系数E值越大，表明气体（）。答案BA越易溶解；B越难溶解；C溶解度适中9（2分）填料吸收塔空塔的速度应（）于液泛速度。A大；B小；C等。答案B10（2分）对吸收操作有利的是（）。答案AA温度低，气体分压大时；B温度低，气体分压小时；C温度高，气体分压大时；C温度高，气体分压小时；11（2分）在YX图上，吸收操作线总是位于平衡线的（）。答案AA上方；B下方；C重合线上；12（2分）亨利定律是一个稀溶液定律，其亨利系数E值愈小，表明该气体的溶解度（）；温度升高，E值（）。答案A、AA愈大；B不变；C愈小；三、判断题1（1分）喷淋吸收是吸收剂成液滴分散在气体中，因此，液体为连续相，气体为分散相。答案2（1分）吸收操作线的方程式，斜率是L/G（）。答案3（1分）亨利定律的表达式之一为PEX，若某气体在水中的亨利系数E值很大，说明该气体为易溶气体。答案4（1分）工业上一般吸收是在吸收塔中进行的。象传热一样气液间逆流操作有利于吸收完全并可获得较大的吸收推动力。（）答案5（1分）填料吸收塔逆流操作，当吸收剂的比用量（即液气比）增大时，则出塔吸收液浓度下降，吸收推动力减小（）答案6（1分）对于大多数气体的稀溶液，气液平衡关系服从亨利定律。亨利系数EP/X随温度的升高而增大，而溶解度系数HC/P随温度的升高而减小。答案7（1分）液泛点是填料吸收塔的最佳操作点。吸收操作在此条件下进行时，则吸收速率最大。（）答案8（1分）在一般情况下，混合气体的有关计算可按理想气体方程和道尔顿分压定律进行。其气体组分的体积分率等于其摩尔分率，亦等于其分压分率。（）答案9（1分）填料塔中填充大量填料以提供气液接触面积。吸收速率取决于填料的比表面积（）。填料的比表面积越大，吸收速率越大。（）答案10（1分）吸收过程中，当操作线与平衡线相切或相交时所用的吸收剂最少，吸收推动力最大。（）答案11（1分）在吸收塔中，溶质气体在混合气中的分压，大于与吸收剂中溶质浓度成平衡的分压时，则发生吸收。（）答案12（1分）吸收过程中，当操作线与平衡线相切或相交时所用的吸收剂最少，此时推动力也最小。（）答案13（1分）由于温度对溶解度系数有影响，温度升高，溶解度系数越小，所以升温有利于解吸。（）答案14（1分）惰性气体和吸收剂在吸收过程的前后的摩尔量是不变的（）答案15（1分）对于溶解度甚大的气体吸收，为强化吸收过程，则应从减小液膜阻力入手，其效果才显著。（）答案四、问答题1（5分）求取最小液气比有何意义适宜液气比如何选择增大液气比对操作线有何影响答案溶质气体A得以吸收的最小溶剂用量、最小液气比时，欲达到分离要求需填料层高度（或理论塔板数）无穷大，所以在最小液气比时，吸收操作只在理论上才能进行。当液气比比最小液气比还小时，有一部分操作线会在平衡线之下，吸收在理论上都行不通了，而为脱吸了。与解吸的分界线。适宜液气比常在最小液气比的1115倍范围内。增大液气比，操作线更远离平衡线，越加有利于吸收2（5分）什么叫液泛现象答案当气速增大，使气、液间的摩擦阻力增大至足以阻止液体下流，至使液体充满填料层空隙，先是塔顶部积液，继而蔓延全塔，液体被气流带出塔顶，吸收操作完全被破坏。此现象叫液泛现象。3（5分）双膜论的主要论点有哪些并指出它的优点和不足之处。答案论点1）相互接触的气液两相流体间存在着稳定的相界面，相界面两侧分别各有一稳定的气膜和液膜，吸收质以分子扩散的方式通过此两膜；2）在两膜层以外的气液两相主体中，由于流体的充分湍动，吸收质的浓度基本上是均匀的、全部浓度变化集中在两膜层中，即阻力集中在两膜层内3）在相界面处，气液两相达平衡，即界面上没有阻力。实验证明，在气速较低时，用双膜理论解释吸收过程是符合实际情况的，即提高速度，可增大吸收速率已为实践所证实。根据这一理论的基本概念所确定的吸收速率关系，至今仍是填料吸收塔设计计算的主要依据。但当速度较高时，气液两相界面就处于不断更新的状态，并不存在稳定的气膜和液膜，界面更新对吸收过程是一重要影响因素，双膜论对于这种情况并无考虑进去，这是它的局限性。4（5分）欲提高填料吸收塔的回收率，你认为应从哪些方面着手答案1、降低操作温度或增大压力，可使吸收速率提高，使回收率提高；2、在保证不发生“液泛”在前提下，适当增大气速；3、适当增大吸收剂的用量（增大喷淋密度），可使回收率提高（但会导致操作费增大，溶液浓度X下降）；4、喷淋液体应均匀，并保证填料被充分润湿；5、可适当增加填料层高度。五、计算题1（10分）一逆流操作的常压填料吸收塔，用清水吸收混合气中的溶质A，入塔气体中含A1（摩尔比），经吸收后溶质A被回收了80，此时水的用量为最小用量的15倍，平衡线为YX,气相总传质单元高度为1M,试求填料层所需高度。答案Y1001；Y2Y110011080002M1LS/GB15LS/GBMIN15Y1Y2/Y1/M15M1510812SM/LS/GB1/120833；NOG1/1SLN1SY1/Y2S306HNOGHOG306M。2（10分）有一逆流填料吸收塔,塔径为05M，用纯溶剂吸收混合气中的溶质。入塔气体量为100KMOL/H,溶质浓度为001（摩尔分率），回收率要求达到90，液气比为15，平衡关系YX。试求1液体出塔浓度；2测得气相总体积传质系数KYA010KMOL/M3S，问该塔填料层高度为多少提示NOG1/1SLN1SY1MX2/Y2MX2S答案Y1001Y2Y110011090001L/GY1Y2/X1,X1Y1Y2/L/G0010001/150006HOGG/KYA100/07850523600/011415MNOG1/1SLN1SY1/Y2SSM/L/G1/150667NOG416HHOGNOG1415416588M。3（12分）用水作为吸收剂来吸收某低浓度气体生成稀溶液（服从亨利定律），操作压力为850MMHG，相平衡常数M025，已知其气膜吸收分系数KG125KMOL/M2HATM，液膜吸收分系数KL085M/H/，试分析该气体被水吸收时,是属于气膜控制过程还是液膜控制过程答案ME/PEMP025850/760028大气压是稀溶液HS/MSE1000/028181984KMOL/M3ATM根据1/KG1/KG1/HKL即1/G1/1251/1984085GKG125KMOL/M2HATM因此，是气膜控制过程。4（8分）在总压P500KN/M2、温度27下使含CO230（体积）的气体与含CO2370/M3的水相接触，试判断是发生吸收还是解吸并计算以CO2的分压差表示的传质总推动力。已知在操作条件下，亨利系数E173105KN/M2,水溶液的密度可取1000KG/M3，CO2的分子量44。答案气相主体中CO2的分压为P50000315KN/M2；与溶液成平衡的CO2分压为PEX对于稀溶液C1000/18556KMOL/M3CO2的摩尔数N370/100044000841XN/C000841/5561513104P17310515131042616KN/M2；PP；于是发生脱吸作用。以分压差表示的传质推动力为PPP1116KN/M25（15分）在直径为08M的填料塔中,用1200KG/H的清水吸收空气和SO2混合气中的SO2，混合气量为1000M3（标准）/H，混合气含SO213（体积），要求回收率995，操作条件为20、1ATM,平衡关系为Y075X,总体积传质系数KYA0055KMOL/M3SATM，求液体出口浓度和填料高度。答案已知D08M,LS1200KG/H,G1000NM3/HY100130995X20YE075XKYA0055KMOL/M3SATMLS1200/36001800185KMOL/SGBPV/RTG/2241000/224360000124KMOL/S为低浓度吸收L/G00185/00124149X1G/LY1Y2X200130000065/149000868Y2Y110013109950000065ZHOGNOG而NOGY1Y2/YMY1Y1Y100130750008680006490Y2Y2Y2000006500000065YMY1Y2/LNY1/Y200064900000065/LN0006490/00000650001396NOG00130000065/00013969266HOGG/（Y）G/PG）00124/078508080055）0449MZ9266044942M6（15分）在常压填料吸收塔中，用清水吸收废气中的氨气。废气流量为2500M3/H（标准状态），废气中氨的浓度为15G/M3，要求回收率不低于98。若吸收剂用量为36M3/H，操作条件下的平衡关系为Y12X，气相总传质单元高度为07M。试求1塔底、塔顶及全塔的吸收推动力（气相）；2气相总传质单元数；3总填料层高。答案Y115/17/（1000/224）001977KMOLNH3/KMOLBNH3Y1Y1/1Y1001977/1001977002017KMOLNH3/KMOLBY200201710984034104V2500/22410019771094KMOLB/HL361000/18200KMOLB/H全塔物料衡算LSX1X2VBY1Y2200X1010940020174034104得X1001081Y1Y1Y10020171200108100072Y2Y2Y200004034YM0007200004034/LN00072/00004034000235NOGY1Y2/YM0020100004304/000235834HHOGNOG83407584M7（15分）用填料塔从一混合气体中吸收所含的苯。混合气体中含苯5（体积），其余为空气,要求苯的回收率为90（以摩尔比表示），吸收塔为常压操作，温度为25，入塔混合气体为每小时940标准M，入塔吸收剂为纯煤油，煤油的耗用量为最小耗用量的15倍，已知该系统的平衡关系014X（其中Y、X为摩尔比），已知气相体积传质系数KYA0035KMOL/M3S，纯煤油的平均分子量MS170，塔径D06M。试求（1）吸收剂的耗用量为多少KG/H（2）溶液出塔浓度X1为多少（3）填料层高度Z为多少M答案90,Y1005,Y1Y1/1Y1005/1005005263Y2Y110005263G940/2244196KMOL/HGBG1Y1419610053987KMOL/HLS/GBMINY1Y2/Y1/M005263000526/005263/0140126LS15LSMIN15012639877536KMOL/H7536170KG/H1281KG/HX1Y1Y2/（15LS/GBMIN）0052630005263/1501260251X1X1/1X102006HOGGB/KYA3987/3600/00350785062112MNOGY1Y2/YMY1Y1Y10052630140251001749Y2Y2Y20005263YM001749000526/LN001749/000526001018NOG005263000526/001018465ZHOGNOG11246552M8（15分）某一逆流操作的填料塔中，用水吸收空气中的氨气。已知塔底气体进气浓度为0026（摩尔比）（下同），塔顶气相浓度为00026，填料层高度为12M，塔内径为02M，吸收过程中亨利系数为05ATM，操作压力095ATM，平衡关系和操作关系（以摩尔比浓度表示）均为直线关系。水用量为01M3/H，混合气中空气量为100M3/H（标准状态下）。试求此条件下，吸收塔的气相总体积传质系数。答案方法1Y10026,Y200026,ME/P05/0950526LS/GB011000/18/100/2241244GB100/224/4021421KMOL/M2HX1Y1Y2/LS/GB002600026/124400188Y1Y1Y1002605260018800161Y2Y2Y200026YMY1Y2/LNY1/Y2000741NOGY1Y2/YM316YAGB/NOG1421/123163742KMOL/M3H方法2ALS/GB/M1244/05262365NOGA/A1LN11/AY1MX2/Y2MX21/A2365/1365LN11/23650026/000261/2365316Y3742KMOL/M3H9（15分）某填料吸收塔，用清水除去气体混合物中的有害物质，若进塔气中含有害物质5（体积）,要求吸收率为90，气体流率为32KMOL/M2H，液体流率为24KMOL/M2H，此液体流率为最小流率的15倍。如果物系服从亨利定律，并已知液相传质单元高度HL为044M，气相体积分传质系数KYA006KMOL/M3SY，该塔在常压下逆流等温操作。试求1塔底排出液的组成；2所需填料层高度。注可用摩尔分率代替摩尔比进行计算。答案Y1005Y21Y110900050005X1GY1Y2/L320050005/24006LMINL/1524/1516KMOL/M2HX1GY1Y2/LMIN320050005/16009MY1/X1005/0090556YMY1Y1Y2Y2/LNY1Y1/Y2Y200505560060005/LN0050556006/0005001164/1202000968NOGY1Y2/YM465HGG/KYA32/3600/0060148MHOGHGSHLHGMG/LHL0148055632/240440474MHHOGNOG0474465220M。10（15分）一常压逆流吸收塔，塔截面积为05M2,填料层高为3M。用清水吸收混合气中的丙酮（分子量为58），丙酮含量为5（体积），混合气流量为1120NM3/H。已知在液气比为3的条件下，出塔气体中丙酮含量为0005（摩尔分率）。操作条件下的平衡关系为Y2X。试求1出口液体中的丙酮含量（质量分率）；2气体体积总传质系数KYA（KMOL/M3S）；3若填料增高3米，其他操作条件不变，气体出口的丙酮含量为多少答案L/GY1Y2/X1,X1Y1Y2/L/G0050005/30015A001558/1800483SM/L/G2/30667NOG1/1SLN1SY1/Y2S416HOGH/NOG3/4160721MHOGG/KYAG1120/22436000500278KMOL/M2SKYAG/HOG00385KMOL/M3SH336M,HOG不变,S不变NOGHOG/HOG6/0721832NOG1/1SLN1SY1/Y2SY200011。11（15分）在逆流填料吸收塔中，用清水吸收含氨5（体积）的空气氨混合气中的氨，已知混合气量为2826NM3/H，气体空塔速度为1M/S（标准状），平衡关系为Y12X（摩尔比）气相体积总传质系数KYA为180KMOL/M3HY,吸收剂用量为最小用量的14倍，要求吸收率为98,试求1溶液的出口浓度X1（摩尔比）；2气相总传质单元高度HOG和气相总传质单元数NOG；3若吸收剂改为含NH3为00015（摩尔比）的水溶液，问能否达到吸收率98的要求为什么答案Y1Y1/1Y1005/095005263Y2Y1100526310980001053X20X1Y1/12005263/12004386X1X1/14003133Y1Y1Y100523612003133001503Y2Y20001053YMY1Y2/LNY1/Y20005258NOGY1Y2/YM981GB28261005/2242826/3600/11527KMOL/M2HHOGGB/KYA1527/1800848MLS/GBY1Y2/X11646,所以S12/16461操作线将在塔顶位置与平衡线相交（当塔高为无穷高时）,今X200015,Y2120001500018故最大可能回收率Y1Y2/Y100526300018/00526396598,即达不到吸收率98的要求。12（15分）在常压填料逆流吸收塔中，用清水吸收混合气体中的氨，混合气量为2000M3/H,其中氨的流量为160M3/H，出口气体中的氨流量为4M3/H均系操作温度20下的体积），平衡关系为Y15X,传质系数KY045KMOL/M2HY,（均按摩尔比表示,试求1吸收率为多少若吸收剂用量为最小用量的12倍时，求溶液的出口浓度。2已知塔径为12M，内充25253的乱堆填料拉西环，填料有效比表面积约200M2/M3，求填料层高度。3若使V、Y、X不变，而使吸收剂改为含氨01（MOL）的水溶液时，填料层高度有何变化（K可视为不变）。答案Y1160/2000160008696Y24/2000160000217Y1Y2/Y1008696000217/0086960975975LS/GBMINY1Y2/X1Y1Y2/Y1/S/GB12LS/GBMINY1Y2/X1X1X1/12Y1/M/12008696/15/1200483SM/L/G15/121462508547NOG1/1SLN1SY1/Y2S1