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《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?__________?。?

(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s m kmol k y ??=-24

104 ,液膜吸收传质系数s m kmol k x ??=-24

108 ,由此可知该过程为______。 (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(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202.6kPa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

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NH

3

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)