化工原理试题

一、填空

1气体吸收计算中，表示设备（填料）效能高低的一个量是 传质单元高度 ，而表示传质任务难易程度的一个量是 传质单元数 。

2 在传质理论中有代表性的三个模型分别为 双膜理论 、 溶质渗透理论 、表面更新理论。

3如果板式塔设计不合理或操作不当，可能产生 严重漏液 、 严重泡沫夹带及 液泛 等不正常现象，使塔无法工作。

4在吸收塔某处，气相主体浓度y=0.025，液相主体浓度x=0.01，气相传质分系数k y =2kmol/m 2·h ，气相传质总K y =1.5kmol/m 2

·h ，则该处气液界面上气相浓度y i 应为⎽⎽0.01⎽⎽⎽。平衡关系y=0.5x 。

5逆流操作的吸收塔，当吸收因素A<1且填料为无穷高时，气液两相将在 塔低 达到平衡。 6单向扩散中飘流因子 A>1 。

，它反映 由于总体流动使传质速率比单纯分子扩散

增加的比率。

7在填料塔中用清水吸收混合气中HCl ，当水量减少时气相总传质单元数N OG 增加 。 8一般来说，两组份的等分子反相扩散体现在 精流 单元操作中，而A 组份通过B 组份的单相扩散体现在 吸收 操作中。 9 板式塔的类型有 泡罩塔 、 浮阀塔 、 筛板塔 （说出三种）；板式塔从总体上看汽液两相呈 逆流 接触，在板上汽液两相呈 错流 接触。

10分子扩散中菲克定律的表达式为⎽⎽⎽⎽⎽dz

dC D J A

AB

A -= ，气相中的分子扩散系数D 随温度升高而⎽⎽⎽增大⎽⎽⎽（增大、减小），随压力增加而⎽⎽⎽减小⎽⎽⎽（增大、减小）。

12易溶气体溶液上方的分压 小 ，难溶气体溶液上方的分压 大 ，只要组份在气相中的分压 大于 液相中该组分的平衡分压，吸收就会继续进行。

13压力 减小 ,温度 升高 ,将有利于解吸的进行 ；吸收因素A= L/mV ,当 A>1 时,对逆流操作的吸收塔,若填料层为无穷高时,气液两相将在塔 顶 达到平衡。

14某低浓度气体吸收过程， 已知相平衡常数m=1 ，气膜和液膜体积吸收系数分别为k ya =2×10-4kmol/m 3.s, k xa =0.4 kmol/m 3

.s, 则该吸收过程及气膜阻力占总阻力的百分数分别为 气膜控制，约100% ；该气体为 易 溶气体。 二、选择

1 根据双膜理论，当被吸收组分在液相中溶解度很小时，以液相浓度表示的总传质系数 B 。 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

2 单向扩散中飘流因子 A 。

A >1

B <1

C =1

D 不一定

3 在吸收塔某处，气相主体浓度y=0.025，液相主体浓度x=0.01，气相传质分系数k y =2kmol/m 2

·h ，气相传质总

K y =1.5kmol/m 2

·h ，则该处气液界面上气相浓度y i 应为⎽⎽⎽B ⎽⎽⎽。平衡关系y=0.5x 。 A 0.02 B 0.01 C 0.015 D 0.005

4 已知SO 2水溶液在三种温度t 1、t 2、t 3下的亨利系数分别为E 1=0.0035atm 、E 2=0.011atm 、E 3=0.00625atm ，则⎽⎽A ⎽⎽ A t 1t 2 C t 1>t 2 D t 3

5 逆流操作的吸收塔，当吸收因素A<1且填料为无穷高时，气液两相将在⎽⎽B ⎽⎽⎽达到平衡。 A 塔顶 B 塔底 C 塔中部 D 不确定

6 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H OG 将⎽⎽⎽C ⎽⎽⎽，N OG 将⎽⎽A ⎽⎽⎽⎽。 A 增大 B 减小 C 不变 D 不能判断

7 吸收塔的设计中，若填料性质及处理量（气体）一定，液气比增加，则传质推动力 A ， 传质单元数 B ，传质单元高度 C ，所需填料层高度 B 。 A 增大 B 减小 C 不变 D 不能判断

8 料塔中用清水吸收混合气中NH 3，当水泵发生故障上水量减少时，气相总传质单元数 N OG A .

A 增加

B 减少

C 不变

D 不确定 三、计算

1 某填料塔用水吸收混合气中丙酮蒸汽。混合气流速为V=16kol/)(2

m h ⋅，操作压力P=101.3kPa 。已知容积传质系

数)/(6.643

m h kmol a k y ⋅=，)/(6.163

m h kmol a k L ⋅=，

相平衡关系为A A c p 62.4=（式中气相分压A p 的单位是

kPa ，平衡浓度单位是3

/m kmol ）。求：（1）容积总传质系数a K y 及传质单元高度OG H ；（2）液相阻力占总传质阻力的百分数。

解： （1）由亨利定律

x Hc Hc Ex P M ⋅=== mx y =

M M M c c P Hc m 0456.03

.10162

.4/==

=∴ 3/6.16m h kmol c ac k a k M M L x ⋅==

kmol m h c c a k m

M

M x /1075.26.160456.033⋅⨯==∴

- a

k m a k a K x y y +=11=

kmol m h /0182.01075.26

.641

33⋅=⨯+- 3/9.54m h kmol a K y ⋅=∴

)(291.09

.5416

m a K V H y OG ===

（1）液相阻力占总阻力的百分数为：

%1.15151.00182

.010

75.2/1/3

==⨯=

-a K a k m y x

2 低含量气体逆流吸收，试证： 21ln 11

y y L

mV N OG ∆∆-

=

式中e y y y 111-=∆为塔底的吸收推动力；

e y y y 222-=∆为塔顶的吸收推动力。

证明：由物料衡算得： )(22y y L

V

x x -+

= 低浓度吸收 mx y e =

)(22y y L

mV

mx y e -+=

222

212222)1(ln 11)

()1()

(1

1

21

2

12

mx y mx y L mV y L mV L

mV mx y L

mV y L mV dy

dy

y y L

mV

mx y y y dy N y y y y y y e OG --+--

=-+-=---=-=⎰

⎰⎰

)()(2121y y V x x L -=-

1221mx mx y L

mV

y L mV =+-∴

得

212211ln 11ln 11y y L

mV mx y mx y L mV N OG ∆∆-

=---=

3 某填料吸收塔用含溶质0002.02=x 的溶剂逆流吸收混合气中的可溶组分，采用液气比L/V=3，气体入口质量分数

01.01=y 回收率可达90.0=η。已知物系的平衡关系为

y=2x 。

今因解吸不良使吸收剂入口摩尔分数升至

00035.02

='x ，试求： （1）可溶组分的回收率η'下降至多少？

（2）液相出塔摩尔分数1

x '升高至多少？ 解： （1）001.0)9.01(01.0)1(12=-⨯=-=ηy y

667.03

2

/1===V L m A ]1)11ln[(1112211A

mx y mx y A A N OG +---

-

=

=

38

.5]667.02

0002.0001.02

0002.001.0)667.01ln[(667.011=+⨯-⨯---

当2x 上升时，由于H 不变，OG H 不变 OG OG H H N /=∴也不变，即

667

.0200035.02

00035.001.0)667.01ln[(667.01138.52

+⨯-'⨯---=

y

0013.02

='y 87.001

.00013.001.0121=-='-=

'y y y η （3）物料衡算

)()(212

1x x L y y V '-'='- 22

11

)(x y y L V

x '+'-='∴ =00325.000035.0)0013.001.0(31

=+-⨯