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chapter8气体吸收自测题
气体吸收单元自测题
一、填空题
1、吸收操作的依据是，以达到分离气体混合物的目的。
2、Henry定律的表达式为pe=E·x，若某气体在水中的亨利系数E值很大，说明该气体为气体。
3、由于吸收过程中气相中溶质分压总是溶质的平衡分压，因此吸收操作线总是在平衡线的。
4、在1atm、20℃下某低浓度气体混合物被清水吸收，若气膜传质系数为kG=，液膜传质系数kL=，溶质的溶解度系数H=150kmol/，则该溶质为气体，气相总传质系数KY=kmol/.△Y）。
5、解吸时，溶质由 向 传递，压力 温度 将有利于解吸。
6、双膜理论的基本论要点 。
对气膜控制体系，传质阻力主要集中在相中，对液膜控制体系，传质阻力主要集中在相中。
7、在吸收过程中，若提高吸剂用量，对气膜控制的物系，体积总传质系数KYa，对液膜控制的物系，体积总传质系数KYa。
8、吸收操作中增加吸收剂用量，操作线的斜率，吸收推动力。
9、当吸收剂用量为最小用量时，则所需填料层高度将为。
10、在常压逆流操作的填料塔中，用纯溶剂吸收混合气中的溶质。
已知进塔气相组成Y1为（摩尔比），操作液气比为（L/G）=，气液平衡关系为Y=，则溶质组分的回收率最大可达。
11、脱吸因数可表示为，吸收因数可表示为。
12、低浓度逆流吸收操作中，当气体进口含量y1下降，其它条件不变时，则气体出口含量y2，液体出口含量x1，被吸收溶质总量，回收率η，平均推动力△ym，NOL。
（增大、减小、不变、不确定）
13、低浓度逆流吸收操作中，其它条件不变而入塔液体含x2下降，则NOL，出塔液体x1，出塔气体y2。
（增大、减小、不变、不确定）
14、低浓度逆流吸收塔设计中，若气体流量、进出口组成及液体进口组成一定，减小吸收剂用量，传质推动力将，设备费用将。
（增大、减小、不变）
15、实验室中用水吸收CO2基本属于（）控制，其气膜中浓度梯度（）（大于，小于，等于）液膜浓度梯度，气膜阻力（）液膜阻力。
16、某逆流吸收塔用纯溶剂吸收混合气体中易溶气体组分，填料高度无穷大，入塔时Y1=8%（体积），相平衡方程Y=2X。
问液气比L/V=时，吸收率Φ=（），L/V=时，Φ=（）
17、某操作中的吸收塔，用清水逆流吸收气体混合物中的A组分，若L增加，其余操作条件不变，则出塔气体y2（），出塔液体的浓度x1（），回收率（）
二、选择题
1、吸收操作的作用是分离（）。
A、气体混合物B、液体均相混合物C、气液混合物D、部分互溶的液体混合物
2、在一符合Henry定律的气液平衡系统中，溶质在气相中的摩尔浓度与其在液相中的摩尔浓度的差值为（）。
A、正值B、负值C、零D、不确定
3、在吸收操作中，吸收塔某一截面上的总推动力（以液相组成差表示）为（）。
A、X*－XB、X－X*C、Xi－XD、X－Xi
注：
X为液相中溶质浓度，X*为与气相平衡的液相浓度，Xi为气液相界面上的液相平衡浓度。
4、某吸收过程，已知气膜传质系数kY为4×10-4kmol/，液膜的传质系数kY为8×10-4kmol/，由此可判断该过程（）。
A、气膜控制B、液膜控制C、判断依据不足D、双膜控制
5、在逆流吸收塔中，用清水吸收混合气中溶质组分。
其液气比L/G为，平衡关系可表示为Y=（Y、X为摩尔比），溶质回收率为90%，则液气比与最小液气比之比值为（）。
A、B、1.8C、2D、3
6、根据双膜理论，当溶质在液体中溶解度很小时，以液相表示的总传质系数将（）。
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
7、在填料塔中用清水吸收混合气中氨，当用水量减小时，气相总传质单元数NOG将（）。
A、增加B、减小C、不变D、不确定
8、逆流操作的填料塔，当脱吸因数S>1时，且填料层无限高时，气液两相平衡出现在（）。
A、塔顶B、塔底C、塔上部D、塔下部
9、在逆流吸收塔中，吸收过程为气膜控制，若进塔液体组成X2增大，其它条件不变，则气相总传质单元高度将（）。
A、增加B、减小C、不变D、不确定
10、在逆流吸收塔中，用纯溶剂吸收混合气中溶质。
平衡关系符合Henry定律。
当进塔气相组成Y1增大，其它条件不变，则出塔气体组成Y2和吸收率η的变化为（）。
A、Y2增大、η减小B、Y2减小、η增大
C、Y2增大、η不变D、Y2增大、η不确定
三、问答题
1、某逆流吸收塔操作时，因某种原因致使吸收剂入塔量减少，以至操作时液气比小于原定的液气比，则将发生什么情况？
2、某吸收塔H＝∞，气体量G与组成y1和液相组成x2不变，平衡关系符合Henry定律，试分析在以下两种情况下增大吸收剂的量L，对吸收过程有何影响？
（1）L/G＞m
（2）L/G＜m
3、相平衡在吸收过程中有何应用？
四、推导题
在填料吸收塔中，逆流操作，用纯溶剂吸收混合气体中溶液质组分。
已知进塔气相组成为Y1，气液平衡关系为Y=mX，试推导最小液气比（L/G）min与吸收率η间的关系？
五、计算题
1、在逆流常压填料吸收塔中，用清水吸收混合气中溶质组分。
进塔气相组成为5%（体积），吸收率为98%。
吸收剂用量为最小用量的倍。
操作条件下气液平衡关系为Y=（Y、X为摩尔比），气相体积总传质系数KYa为180kmol/。
若混合气流量为2826标准m3/h，按标准状况下计的气体空塔速度为1m/s。
试求：
（1）出塔液相组成X1，摩尔比；
（2）清水的耗用量L；（3）填料层的高度H。
2、在逆流填料吸收塔中，用清水吸收混合气中溶质组分。
操作温度为20℃，压强为，相应的混合气流量为480m3/h。
进塔气相组成为（摩尔分率），吸收率为98%，出塔液相组成可达到与入塔气相浓度平衡浓度的80%。
平衡关系为Y=（Y、X为摩尔比）。
试求：
（1）出塔液相组成；
（2）清水用量，kg/h。
3、在一逆流接触的填料吸收塔中，用纯水吸收空气～氨混合气中的氨，入塔气体中含NH39%，要求吸收率为95%，吸收剂用量为最小用量的倍，操作条件下的平衡关系为y*＝。
传质单元高度为0.8m。
试求：
（1）填料层高度H。
（2）若改用含%（摩尔分率）的稀氨水作吸收剂，x1及其它条件均不变，吸收率为多少？
4、在某填料塔内用水吸收混合气中的可溶组分。
混合气体初始含量为（摩尔分数，下同），吸收剂为解吸之后的循环水，液气比为，在操作条件下，气液平衡关系为y=，两相呈逆流接触。
当解吸塔操操作正常时，解吸后水中溶质含量为，出吸收塔气体残余含量为；若解吸塔操作不正常时，解吸后水中的溶质含量上升为，其他操作条件不变，试求：
（1）此时出吸收塔气体中溶质的残余含量为多少；
（2）此时吸收过程的平均推动力是多少？
5、某填料塔逆流吸收操作，操作压力，温度303K，用纯溶剂吸收混合气体中的溶质，当操作液气比为时，溶质回收率可达96%。
已知该物系在低浓度下的平衡关系为y＝，吸收过程大致为气膜控制，总传质系数Kya与气体流率的次成正比。
今混合气体流率增加15%，而液量及气液进口浓度不变，试求：
（1）溶质吸收率有何变化；
（2）吸收塔的平均推动力有何变化？
设计一常压填料吸收塔，用清水处理（m2s），含氨5%（体积）的空气，要求氨的回收率为99%，实际用水量为最小用水量的倍。
已知相平衡关系为y=，气相体积总传质系数Kya为（m3s），试求：
（1）用水量和出塔溶液浓度；
（2）填料层高度;
（3）增加填料层高度，其他条件不变，回收率最大可达多少？
在塔径为的逆流填料吸收塔中，用清水吸收常温常压下某气体中的CO2，气体处理量为1000m3/h，初始体积含量为12%，要求吸收率为90%，塔底出口溶液浓度为1000kgH2O，相平衡关系为Y=1420X，Kxa=10695kmol/（m3·H），过程可视为低浓度气体吸收。
试计算：
（1）吸收剂用量；
（2）所需填料层高度；
（3）若将操作压力提高一倍，保持其他操作条件不变，所需填料层高度。
气体吸收单元自测题答案
一、填空题
1．组分在溶剂中溶解度的差异
2．难溶
3．大于、上方
4．易溶、
5．液相、气相；降低、升高
6．存在气液相界面、在相界面上气液达到平衡、传质阻力集中在液膜和气膜内；气膜、液膜
7．几乎不变、增大
8．增大、增加
9．无限高
10．90%
11．mG/L、L/mG
12．减小、减小、减小、不变、减小、不变
13．不变、减小、减小
14．减小、增大
二、选择题
1．A2．D3．A4．C5．C
6．B7．A8．B9．C10．C
三、问答题
1、答：
气体出塔含量y2增大，达不到设计要求，液体出塔含量x1也增大。
2、答：
（1）在L/G＞m情况下，y2受相平衡约束等于mx2，增大L不会降低y2，只会无谓降低x1，增大操作负荷。
（2）在L/G＜m情况下，增L大对降低y2效果显著。
3、答：
判断过程方向；指明过程极限；计算过程推动力。
四、推导题
推导：
出塔气相组成
由最小液气比的定义式得
因为以纯溶剂为吸收剂，所以X2＝0，则
五、计算题
1、解：
出塔气气相组成
最小液气比
气体处理量为
kmol/h
（1）出塔液相组成
（2）清水的耗用量
kmol/h
（3）填料层高度
塔横截面积为
m2
气相总传质单元高度
m
平均对数推动力为
气相总传质单元数
填料层高度
m
2、解：
（1）出塔液相组成
（2）清水用量
出塔气体中溶质的浓度为
入塔气相组成
入塔气体的量
kmol/h
3、解：
（1）
（2）
5、解：
解吸塔操作正常时，吸收塔液体出口含量
此时吸收过程的平均推动力与传质单元数分别为：
当解吸塔操作不正常时，NOG不变。
设此时两相出口含量分别为
和
，则以下两式成立：
即
联立以上两式得
此时吸收过程的平均推动力：
6、解：
原工况
由回收率可计算出气体出口浓度
由物料衡算可得到液体出口浓度
吸收塔的平均推动力
传质单元数
新工况
传质单元高度
传质单元数
液体出口浓度
吸收过程基本方程式
由以上两式得
（1）新工况下溶质的回收率
（2）新工况下的平均推动力
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