以逆流操作的填料塔为例：

在塔内，气体自下而上，其浓度由Y1逐渐变至Y2，液体自上而下，其浓度由X2逐渐变至X1，那么，在定态状况下，填料层中各个横截面上的气、液浓度Y与X的关系由m-n截面与塔底端面之间做组分A的衡算，得到： VY+LX1=VY1+LX

或 Y= L/V*X+(Y1-L/V*x1) (1)

若在m-n截面与塔面顶端做组分A的衡算，则： Y= L/V*X+(Y2-L/V*x2) （2） 由于：VY1+L1X2=V1Y2+LX1 （1）、（2）等价，为逆流吸收塔的操作线方程式，它表示塔内任一横截面上的气相浓度Y与液相浓度Y之间成直线关系，直线的斜率为L/V，且此直线通过B(X1、Y1)及T(X2、Y2)两点。标绘在左图中。BT即为逆流吸收塔的操作线。操作线上任何一点A代表着塔内相应截面上的液、气浓度X、Y，端点B代表填料层底部端面，即塔底的情况，端点T代表填料层顶部端面，即塔顶的情况。

6. 双膜理论：当液体湍流流过固体溶质表面时，固-液间传质阻力全部集中在液体内紧靠两相界面的一层停滞膜内，此膜厚度大于滞流内层厚度，而它提供的分子传质阻力恰等于吸收操作中实际存在的对流传质阻力。

双膜理论在实际中适当描述具有固定相界面的系统及速度不高的两流体间的传质过程。按照这一理论的基本概念所确定的传质速率关系，至今仍是传质设备设计计算的主要依据。但是，它不适合于不具有固定相界面的多传质设备，此时停滞膜的设想不能反映传质过程的实际机制。

五、计算

1. E=83.3KPa， H=0.34kmol/(kN.m)， m=0.825 2. 上述两项接触时发生吸收过程， 9.28％， 4.85％

3、塔底：?Y=0.0499， ?X=0.00104， ?p=4.29kPa， ?C=0.055kmol/m3 塔顶：?Y=0.002， ?X=0.000041， ?p=0.203kPa， ?C=0.0023kmol/m3

4. 3.71×103kmol/m3 5. 6.125h 6. ky=3.0×10-4 kmol/(m3.s) 7. ky=3.66×10-4 kmol/(m3.s) ，膜阻力占总传质阻力的绝大部分故该吸收过程为气膜控制， Xi=0.0512，yi=0.069

－

8. 7.86×10-5 kmol/(m2?s) 9.（略）

10. 由NA=ky(y-yi)=kx(xi-x)=ky(y-ye)=kx(xe-x) 在液相中yi-ye=m(xi-x) y-ye=y-yi+yi-ye=NA((1m?)) kykx

11m111?? 同理?? kykykxkxmkykx11.（略） 12. NOG?Y1?Y2Y?Y2Y?Y2?YY1?Y2?Y?1?1?ln1??ln1 ?Y1??Y2?Y1??Y2?Ym?Y2Y1?Y2?m(x1?x2)?Y2?Yln1?Y2Y1?Y2?Y?Y1?ln1??ln1

VV?Y2?Y2Y1?Y2?m(Y1?Y2)1?(m)LLNOG??13. 0.692， 10.8m

14. 621.64 3.122×10-5 ， 62.158 3.122×10-4 15.（略） 16. 0.0332

17. 0.736m 173.85 kmol/(m3?h)， 277kg 18. 0.9012， 4.9392

19. 1.998m， 2.396m， 7.92m 20. 1.0112倍

第十章 蒸 馏

一、名词解释

1液沫夹带：当汽相负荷较大时，气泡数急剧增加，液汽接触的湍动程度增加，形成泡沫接触状态，既有液体连续相中的大量气泡，也溅出许多小液滴的现象。

2气-液相平衡：溶液与其上方蒸汽达到平衡时气、液两相各组分组成的关系。 3（略）

4最小回流比：回流比减小，两操作线向平衡线移动，达到指定分离程度所需的理论塔板数增多，当两操作线的交点位于平衡线上时，则需要无穷多的阶梯才能达到d点。相应的回流比称为最小回流比。

5泡点回流：若塔顶上升的蒸汽冷凝后全部回流至塔内称为泡点回流。 6挥发度：纯液体的挥发度是指该液体在一定温度下的饱和蒸气压。

7全塔效率：理论塔板数NT与实际塔板数NR之比称为塔板效率，用ET表示

8蒸馏：将液体部分气化，利用各组分挥发度的不同从而使混合物达到分离的单元操作。蒸馏是分离液相混合物的典型单元操作。

9精馏：精馏是将由挥发度不同的组分所组成的混合液，在精馏塔中同时多次地进行部分气化和部分冷凝，使其分离成几乎纯态组分的过程。

10相对挥发度：指溶液中两组分挥发度之比，常以易挥发组分的挥发度为分子。

11回流比：L与D的比值。

二、填空 1、（略） 2、泡点 3、（略）

4、塔板、冷凝器、再沸器 5、1.1~2

6、简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏 7、（略）

8、精馏段、提馏段 9、逐步计算法、图解法

10、鼓泡态、泡沫态、喷射态 11、填料塔、板式塔 12、（略） 13、（略）

14、恒摩尔汽化、恒摩尔溢流 15、回流、再沸器 16、（略）

三、选择题 1、C 2、B 3、A 4、A 5、C 6、B 7、B 8、A 9、A 10、B

四、简答题 1、（1）进料状态：进料状态决定q值的大小。 （2）回流比 （3）塔板数

2、进料量对塔板数没有影响。塔板数与进了状态有关。

3、通常，进料状况有5 种情况：冷液体进料、泡点进料、汽液混合物进料、饱和蒸汽进料和过热蒸汽进料。

（1）冷液体进料：原料温度<加热板上沸腾液的温度(料温<板温(泡点))。q﹥1，q线斜率q/（q-1）﹥0，q线为从点e伸向右上方的直线。

（2）泡点进料：进料温度与板温相等(料温=泡点=板温， 近似) q值表示进料中液体量占总

进料量的分率。Q=1，q/（q-1）=∞，q线竖直向上。

（3）汽液混合物进料：原料液已被汽化一部分(料温 > 板温)。0﹤q﹤1，q/（q-1）﹤0，q线斜率为负，伸向左上方。

（4）饱和蒸汽进料：原料加热至饱和蒸汽( 料温 > 板温 ) 。q=0，q线斜率为0，q线为水平线。

（5）过热蒸汽进料：原料加热至过热蒸汽(料温 > 板温) 。q﹤0，q/（q-1）﹥0，此时q线伸向左下方。

4、对于正常曲线，在最小回流比下，q点在平衡线上，则由平衡方程得： ?xqy? q1?(??1)xqxD?yq1?xDa(1?xD)? ??Rmin???xD?yq?yq?xqa?1?xq1?xq? Rmin??y?xqq 对某些进料状态，上式可进一步简化。 泡点进料时，xq=xF，则 1?xDa(1?xD)???Rmin??? a?1?xF1?xF??

1?axD1?xD?饱和蒸汽进料时，yq=yF，则 R ?????1min??a?1?yF1?yF?

5、对于正常曲线（如图），设d点坐标为(xq，yq)，则由精馏段的斜率可知： xD?yqxD?yqRmin?R?min R?1x?xyq?xqminDq

对于非正常曲线，过a或c点作平衡线的切线，根据切点坐标求Rmin。 6、（略）

五、计算

1、p=99.76kPa

2、当p=100kPa时：α=2.51，yA=0.63，yB=0.37 当p=10kPa时：α=3.27，yA=0.69，yB=0.31 3、（1）将混合液看做理想溶液时，α=Pa*/Pb*，与x无关。 （2）根据相平衡公式，有实测的x、y，α=αx/【1+（α-1）x】。 4、q=0.4 5、（1）简单蒸馏：F/W=1.45，F=145kmol

（2）平衡蒸馏：F=27.28mol/s，V=10.57mol/s 6、（略） 7、（1）R=3，Xd =0.82 （2）Xw =0.105 8、q=1.075 9、（1）L=33.52mol/s，V=44.69 mol/s，L’=61.502 mol/s，V’=44.892 mol/s （2）L=44.69mol/s，V=55.86 mol/s，L’=72.536 mol/s，V’=55.926 mol/s