第八章气体吸收过程考核试题

1、第八章 气体吸收课程考核一、选择与填空 （30分） 1. 吸收操作的原理是气体混合物中各组分在溶剂中溶解度不同。 2. 对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统，当总压增大时，亨利系数将_B_，相平衡常数将_C_，溶解度系数将_B_。A. 增大； B. 不变； C. 减小； D. 不确定。 3. 在吸收操作中，以液相浓度差表示的吸收塔某一截面上的总推动力为_A_。 A. ； B. ； C. ； D. 。 4. 等分子反方向扩散通常发生在_蒸馏_单元操作过程中；一组分通过另一停滞组分的扩散通常发生在 _吸收_单元操作过程中。 5. 双膜模型、溶质渗透模型和表面更新模型的模型参数分别是_ZG,ZL_、

2、_QC_和_S_。 6. 增加吸收剂用量，操作线的斜率_增大_，吸收推动力_增大 。 7. 脱吸因数的定义式为_mqn,vqn,l ，它表示_ 平衡线斜率与操作线_之比。 8. 在逆流吸收塔中，吸收过程为气膜控制，若进塔液体组成增大，其它条件不变，则气相总传质单元高度将_A_。 A. 不变； B. 不确定； C. 减小； D. 增大。 9. 推动力（）与吸收系数_ D_相对应。 A. ； B. ； C. ； D. 。 二、计算题 （70分） 1. 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，

3、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；气相总体积吸收系数为0.06 kmol / (m3·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）填料塔的直径和填料层高度。（25分）解：（1） qn,v=220×1-0.012=217.36 kmol/h Y1=y11-y1=0.0121-0.012=0.012 qn,lqn,vmin=Y1-Y2X1-X2=Y1-Y2Y1m = m=1.2×0.95=1.14 L=1.5Lmin=1.5&

4、#215;1.14×qn,v=371069 kmol/h(2)qv,v=2203600×22.4×273+30273=1.52m2s D=4qv,vv=1.24m HOG=qn,vKra 4D2=217.3636000.06×0.785×1.242=0.834 S=mqn,vqn,l=0.702 NOG=11-Sln1-SY1-mX2Y2-mX2+S =11-0.702ln1-0.7.211-+0.702 =6.36 H=HOG NOG=5.3m 2. 已知某填料吸收塔直径为1m，填料层高度为4m。用清水逆流吸收某混合气体中的可溶组分，该组分进

5、口组成为8%，出口组成为1%（均为mol%）。混合气流率为30kmol/h，操作液气比为2，操作条件下气液平衡关系为 。试求： （1） 操作液气比为最小液气比的多少倍； （2）气相总体积吸收系数； （3）填料层高度为2m处的气相组成。（25分）解：（1）Y1=0.081-0.08=0.087 Y2=0.011-0.01=0.0101 LVmin= Y1-Y2Ym=7.614LVLVmin=1.13(2) LG=m=2 操作线与平衡线平行 Ym= Y2=0.0101 qn,v=30×1-0.087=27.39 kmol/h NOG=Y1-Y2Ym=7.614HOG=HNOG=0.525

6、HOG=qn,vKra Kra=qn,vHOG =27.3936000.525×0.785×12=0.0185(3) H'=2m NOG'=H'HOG=3.18 设填料层高2m处气相组成为Y1' NOG'=Y1-Y2Y2=3.18 Y1'=0.0486 3. 在一逆流操作的填料塔中，用循环溶剂吸收某混合气体中的溶质。气体入塔组成为0.025（摩尔比，下同），液气比为1.6，操作条件下气液平衡关系为 。若循环溶剂组成为0.001，则出塔气体组成为0.0025。现因脱吸不良，循环溶剂组成变为0. 01，试求此时出塔气体组成。（20分） 解：两种工况下，仅吸收剂初始组成不同，但因填料层高度一定，HOG不变，故NOG也相同。原工况：Y1=0.025 Y2=0.0025 X2=0.001S=mVL=1.21.6=0.75 NOG=11-S'ln1-S'Y1