《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

一、填空题（每空1分，共27分）

1．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

A

（填“＞”、“＜”或“＝”），这是由于对传

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__________ 。

b b 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。

，当水泵发生故障上水量减少时，气相6. 在填料塔中用清水吸收混合气中ＮＨ

3

总传质单元数Ｎ

（）

OG

（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（Ｃ）增加气膜和液膜厚度

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SO

2

摩尔分率为0.01的水溶液相接触，试问：（1）从液相分析SO

2

的传质方向；（2）

从气相分析，其他条件不变，温度降到0℃时SO

2

的传质方向；（3）其条件不变，

从气相分析，总压提高到202.6kPa时SO

2

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

k G =1.25[kmol/(m2.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2826Nm3/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/(m3.h ΔY),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X

1

（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NH

3

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）