《化工原理》期末考试试卷及答案

生物系 12 级生物工程《化工原理》过程考核试卷
1一、填空题（每空1分，共27分）
．如果板式塔设计不合理或操作不当，可能会产生、及等不正常现象，使塔无法工作。

2．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,NOG。

3．对流传质理论的主要三个理论是、、。

4．表征“三传”的三个类似的定律是：表征动量传递的、表征热量传递的、表征质量传递的。

5.压力①温度②将有利于吸收的进行 ; 分析原因：直观来说有利于增加，从传质速率的本质来说，有利于增加。

6.若某气体在水中的亨利系数 E值很大，说明该气体为气体，吸收操作的用途是分离.
7.写出三种常见的填料名称、和。

8.扩散通量J A等于传质通量N A的条件是：；气体吸收属于扩散过程，此时 J
A
N（填“＞”、“＜”或“＝”），这是由于对传
A
质速率产生的影响。

9.双膜理论的要点是：（１）；（２）。

10. 气体吸收计算中表示设备（填料）效能高低的一个参量是，而表示传质任务难易程度的一个参量是。

二、选择题（每空 1 分，共 10 分）
1. 在吸收塔设计中，当吸收剂用量趋于最小用量时，。

(A)回收率趋于最高； (B) 吸收推动力趋于最大； (C) 操作最为经济； (D) 填料层高度趋于无穷大。

2.最大吸收率η与 ____ 无关。

(A)液气比；(B)液体入塔浓度x；(C)相平衡常数m；(D)吸收塔型式
3.在填料塔中逆流吸收低浓气体时，若其他操作条件不变，但入塔气量增加，则气体出塔组成 y2 将 __________ ，液体出塔组成 x1 将 __________ 。

(A)变大 ;(B)变小 ;(C) 不变 ;(D) 不确定
4. 某一吸收过程，已知气膜吸收传质系数k y 4 10 4 kmol，液膜吸收传质系
m 2 s
数 k x8 104kmol，由此可知该过程为 ______。

m 2 s
(A)液膜控制； (B) 气膜控制； (C) 判断根据不全面； (D) 双膜控制。

5.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 b增加，回收率增加；Ｂ）出塔气体浓度增加，但x b不变；（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。

6.在填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）增加；（Ｂ）减少；（Ｃ）不变。

7. 填料吸收塔空塔的速度应（）于液泛速度。

（Ａ）大；（Ｂ）小；（Ｃ）等。

8.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。

9.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（）
（Ａ）填料吸收塔 ; （Ｂ）板式吸收塔 ; （Ｃ）喷淋吸收塔
10.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（）。

（Ａ）增加气膜厚度和减少液膜厚度；（Ｂ）减少气膜和液膜厚度
膜和液膜厚度
（Ｃ）增加气
三、简答题 (13 分 )
1. 欲提高填料吸收塔的回收率，你认为应从哪些方面着手？(5 分)
2.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? (8 分)
四、计算 (50 分)
1.在总压 101.3kPa ，温度 30℃的条件下 , SO 2摩尔分率为 0.3 的混合气体与 SO2摩尔分率为 0.01 的水溶液相接触，试问：（1）从液相分析 SO2的传质方向；（2）从气相分析，其他条件不变，温度降到 0℃时 SO2的传质方向；（ 3）其条件不变，从气相分析，总压提高到 20
2.6kPa 时 SO2的传质方向，并计算以液相摩尔分率
差及气相摩尔率差表示的传质推动力。

（15 分）
已知：E=1670kPa（101.3kPa，0℃）；E=4850kPa（ 101.3kPa，30℃）;E=4850kPa （202.6kPa，30℃）。

2.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850mmHg，相平衡常数m=0.25 ，已知其气膜吸收分系数
2
k G=1.25[kmol/(m .h.atm)]，液膜吸收分系数k L＝ 0.85m/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?(10 分)
3.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3
2826Nm/h ，气体空塔速度为1m/s（标准状），平衡关系为Y=1.2X （摩尔比），气相体积总传质系数Kya 为 180kmol/(m 3 .h Y),吸收剂用量为最小用量的 1.4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 H OG和气相总传质单元数 N OG；(3) 若吸收剂改为含 NH3为0.0015 （摩尔比）的水溶液，问能否达到吸收率98%的要求 ?为什么 ?（ 25 分）。