第6章 蒸馏 一、 选择题
1. 当二组分液体混合物的相对挥发度为（ ）时，不能用普通精馏方法分离。
A、3.0 B、2.0 C、1.0 D、4.0
2. 某精馏塔用来分离双组分液体混合物，进料量为100Kmol/h，进料组成为0.6 ,要求塔顶产品
浓度不小于0.9，以上组成均为摩尔分率，则塔顶产品最大产量为（ ）。
A、60.5kmol/h B、66.7Kmol/h C、90.4Kmol/h D、不能确定 3. 在t-x-y相图中，液相与气相之间量的关系可按（ ）求出。
A、拉乌尔定律 B、道尔顿定律 C、亨利定律 D、杠杆规则 4. q线方程一定通过x－y直角坐标上的点（ ）。
A、(xW,xW) B(xF,xF) C(xD,xD) D(0,xD/(R+1))
5. 二元溶液的连续精馏计算中，进料热状态参数q的变化将引起（ ）的变化。
A、平衡线 B、操作线与q线 C、平衡线与操作线 D、平衡线与q线 6. 精馏操作是用于分离（ ）。
A、均相气体混合物 B、均相液体混合物 C、互不相溶的混合物 D、气—液混合物 7. 混合液两组分的相对挥发度愈小，则表明用蒸馏方法分离该混合液愈（ ）。
A、容易 B、困难 C、完全 D、不完全
8. 设计精馏塔时，若F、xF、xD、xW均为定值，将进料热状况从q=1变为q>1，但回流比取值相同，
则所需理论塔板数将（ ），塔顶冷凝器热负荷（ ），塔釜再沸器热负荷（ ）。
A、变大 B、变小 C、不变 D 不一定
9. 连续精馏塔操作时，若减少塔釜加热蒸汽量，而保持馏出量Ｄ和进料状况（F, xF,q）不变时，
则L/V______ ，L′/V′______，xD______ ，xW______ 。
A、变大 B、变小 C、不变 D、不一定
10. 精馏塔操作时，若F、xF、q，加料板位置、Ｄ和Ｒ不变，而使操作压力减小，则xD______，xw______。
A、变大 B、变小 C、不变 D、不一定
1
11. 操作中的精馏塔，保持F，xF，q，D不变，若采用的回流比R< Rmin，则x ______，xw______。 D
A、变大 B、变小 C、不变 D、不一定 12. 恒摩尔流假设是指 。
A、在精馏段每层塔板上升蒸汽的摩尔流量相等 B、在精馏段每层塔板上升蒸汽的质量流量相等 C、在精馏段每层塔板上升蒸汽的体积流量相等
D、在精馏段每层塔板上升蒸汽和下降液体的摩尔流量相等 13. 精馏过程的理论板假设是指 。
A、进入该板的气液两相组成相等 B、进入该板的气液两相组成平衡 C、离开该板的气液两相组成相等 D、离开该板的气液两相组成平衡 14. 精馏过程若为饱和液体进料，则 。
A、q=1，L=L′ B、q=1，V=V′ C、q=1，L=V′ D、q=1，L=V＇ 15. 全回流时的精馏过程操作方程式为 。
A、yn = xn B、yn-1 = xn C、yn+1 = xn D、yn+1 = xn+1
16. 精馏是分离（ ）混合物的化工单元操作，其分离依据是利用混合物中各组分（的差异。
A、气体 B、液体 C、固体 D、挥发度 E、溶解度 F、温度 17. 精馏过程的恒摩尔流假设是指在精馏段每层塔板（ ）相等。
A、上升蒸汽的摩尔流量 B、上升蒸汽的质量流量 C、上升蒸汽的体积流量 D、上升蒸汽和下降液体的流量 18. 精馏过程中，当进料为饱和液体时，以下关系（ ）成立。
A、q =0，L =L′ B、q =1，V =V′ C、q =0，L =V D、q =1，L =L′
19. 精馏过程中，当进料为饱和蒸汽时，以下关系（ ）成立。
A、q =0，L =L′ B、q =1，V =V′ C、q =0，L =V D、q =1，L =L′
2
）
20. 精馏过程的理论板假设是指（ ）。
A、进入该板的气液两相组成相等 B、进入该板的气液两相组成平衡 C、离开该板的气液两相组成相等 D、离开该板的气液两相组成平衡 21. 某二元混合物，若液相组成xA为0.45，相应的泡点温度为t1；气相组成yA为0.45，相应
的
露点温度为t2，则（ ）。
A、t1?t2 B、t1?t2 C、t1?t2 D、不能判断 22. 两组分物系的相对挥发度越小，则表示该物系（ ）。
A、容易 B、困难 C、完全 D、不完全 23. 精馏塔的操作线是直线，其原因是（ ）。
A、理论板假定 B、理想物系 C、塔顶泡点回流 D、恒摩尔流假定
24. 分离某两元混合物，进料量为10kmol/h，组成xF为0.6，若要求馏出液组成不小于0.9， 则最大的馏出液量为（ ）。
A、6.67kmol/h B、6kmol/h C、9kmol/h D、不能确定 25. 精馏塔中由塔顶往下的第n-1、n、n+1层理论板，其气相组成关系为（ ）。
A、yn?1?yn?yn?1 B、 yn?1?yn?yn?1 C、 yn?1??yn?yn?1 D、不确定
26. 在原料量和组成相同的条件下，用简单蒸馏所得气相组成为xD1，用平衡蒸馏得气相组成
为xD2，
若两种蒸馏方法所得气相量相同，则（ ）。
A、 xD1>xD2 B、 xD1=xD2 C、 xD1 A、平衡线发生变化 B、操作线与q线变化 C、平衡线和q线变化 D、平衡线和操作线变化 28. 操作中的精馏塔,若选用的回流比小于最小回流比,则( ). A、不能操作 B、xD、xw均增加 C、 xD、xw均不变 D、 xD减小、xw增加 29. 操作中的精馏塔，若保持F、xF、xD、xw、V‘不变，减小xF，则（ ） A、D增大、R减小 B、D减小、不变 C、D 减小、R增大 D、D不变、R增大 3 30. 用某精馏塔分离两组分溶液，规定产品组成。当进料组成为时，相应回流比为R1；进料 组成为时，相应回流比为R2，若，进料热状况不变，则（ ）。 A、R1 31. 用精馏塔完成分离任务所需的理论板数为8（包括再沸器），若全塔效率为50%， 则塔内实际板数为（ ）。 A、16层 B、12层 C、14层 D、无法确定 32. 在常压下苯的沸点为80.1℃，环己烷的沸点为80.73℃，欲使该两组分混合液得到分离， 则宜采用（ ）。 A、恒沸精馏 B、普通精馏 C、萃取精馏 D、水蒸气精馏 33. 精馏操作中，若将进料热状况由饱和液体改为冷液体进料，而其它条件不变，则精馏段 操作线斜率（ ），提馏段斜率（ ），精馏段下降液体量（ ），提馏段下降液体量（ ）。 A、增大 B、减小 C、不变 D、无法判断 34. 若连续精馏过程的进料热状况参数q=1/3，则其中气相与液相的摩尔数之比为（ ）。 A、1/2 B、1/3 C、2 D、3 35. 直接水蒸气加热的精馏塔适用与（ ）的情况，直接水蒸气加热与间接水蒸气加热 相比较， 当x、x、R、q、α、回收率相同时，其所需理论板数要（ ） A、多 B、少 C、 相等 D、无法判断 36. 某精馏塔内，进料热状况参数为1.65，由此可判定物料以（ ）方式进料。 A、饱和蒸汽 B、饱和液体 C、过热蒸汽 D、冷流体 37. 两组分的相对挥发度越小，则表示物系分离的越（ ） A、容易 B、困难 C、完全 D、不完全 38. 二元溶液连续精馏计算中，进料热状况的变化将引起以下线的变化： A、平衡线 B、操作线与q线 C、平衡线与操作线 D、平衡线与q线 二、填空题 1. 某连续精馏塔中，若精馏段操作线的截距为零，则馏出液流量为__________。 2. 当分离要求和回流比一定时，__________进料的q值最小， 此时分离所需的理论塔板数__________。 4 3. 蒸馏是指__________________________________的化工单元操作。 4. 在精馏塔实验中，当准备工作完成之后，开始操作时的第一项 工作应该是__________________________________。 5. 实现精馏操作的必要条件是_______________和________________________ 。 6. 恒摩尔流假设成立的主要条件是________________________________________。 7. 某精馏塔设计时，若将塔釜由原来间接蒸汽加热改为直接蒸汽加热，而保持xF，D／F，ｑ ，RxD不变，则W／F将_______，xw将_______，提馏段操作线斜率将_______，理论板数将_______。 8. 在只有一股进料无侧线出料的连续精馏操作中，当体系的压力、进料组成、塔顶、塔底产品 组成及回流比一定时，进料状态q值愈大，提馏段的斜率就愈 ，完成相同的分离任务 所需的总理论板数就愈 ，故5种进料状态种中， 进料所需的理论板数最少。 9. 直接蒸汽加热与水蒸汽蒸馏虽都是向釜液直接通入蒸汽，但其目的并不相同。前者是______ ， 而后者_______________。 10.操作中，若提馏段上升蒸汽量V增加，而回流量和进料状态（F，xF，q）仍保持不变，则R___， xD_____，xw_____，L′/V′_____。 11.操作时，若Ｆ、Ｄ、xF、q，加料板位置、Ｖ不变，而使操作的总压力增大，则xD _____，xW _____ 12.精馏塔的塔顶温度总低于塔底温度，其原因之一是__________________________， 原因之二是_____________________。 13.精馏塔设计中，回流比越___________所需理论板数越少，操作能耗__________ 。但随着 回流比的逐渐增大，操作费用设备费的总和将呈现________变化过程。 14.恒沸精馏与萃取精馏主要针对________的物系，采取加入第三组分的办法以改变原物系的________。 15.精馏设计中，当进料为气液混合物，且气液摩尔比为2:3，则进料热状态参数q值等于 。 16.填料塔用于精馏过程中，其塔高的计算采用等板高度法，等板高度是指 ； 5 填料层高度Z= 。 17.简单蒸馏与精馏的主要区别是 。 18.精馏的原理是_______________________________________________。 19.精馏过程的恒摩尔流假设是指 ____________________________________________________。 20.进料热状况参数的两种定义式为q=__________和q=_____________，汽液混合物 进料时q值范围_______________。 21.精馏操作中，当回流比加大时，表示所需理论板数_____________，同时，蒸馏釜中所需 的加热蒸汽消耗量_____________，塔顶冷凝器中，冷却剂消耗量__________，所需塔径___________。 22.精馏设计中，随着回流比的逐渐增大，操作费用______，总费用呈现__________的变化过程。 23.精馏操作中，当回流比加大时，表示所需理论板数_____________，同时，蒸馏釜中所需的 加热蒸汽消耗量_____________，塔顶冷凝器中，冷却剂消耗量__________，所需塔径___________。 24.某填料精馏塔的填料层高度为8米，完成分离任务需要16块理论板（包括塔釜）， 则等板高度HETP＝___________。 25.总压为1atm，95℃ 温度下苯与甲苯的饱和蒸汽压分别为1168mmHg与475mmHg，则平衡时 苯的汽相组成＝___________，苯的液相组成＝___________（均以摩尔分率表示）。 苯与甲苯的相对挥发度＝___________。 26.精馏处理的物系是___________________混合物，利用各组分_______________的不同实现分离。 吸收处理的物系是_______________混合物，利用各组分_______________的不同实现分离。 27.精馏操作的依据是 。实现精馏操作的 必要条件是 和 。 28.气液两相呈平衡状态时，气液两相温度 ，液相组成 气相组成。 29.用相对挥发度α表达的气液平衡方程可写为 。根据α的 大小，可用来 ，若α=1，则表示 。 30.在精馏操作中，若降低操作压强，则溶液的相对挥发度 ，塔顶温度 ， 6 塔釜温度 ，从平衡角度分析对该分离过程 。 31.某两组分体系，相对挥发度α=3，在全回流条件下进行精馏操作，对第n、n+1两层理论板 （从塔顶往下计），若已知ｙ４，.则ｙ＝ 。全回流操作 ｎ＝０ｎ＋１通常适用于 或 。 32.精馏和蒸馏的区别在于 ；平衡蒸馏和简单蒸馏的 主要区别在于 。 33.精馏塔的塔顶温度总是低于塔底温度，其原因是 和 。 034.在总压为101.33kPa，温度为85℃下，苯和甲苯的饱和蒸气压分别为pA ?113.6kPa、0则相对挥发度α= ，平衡时液相组成xA? ，气相组成为pB?46kPa，yA? 。 35.某精馏塔的精馏段操作线方程为y?0.72x?0.275，则该塔的操作回流比为 ， 馏出液组成为 。 36.最小回流比的定义是 ，适宜回流比通常取为 Rmin。 37.精馏塔进料可能有 种不同的热状况，当进料为气液混合物且气液摩尔比为2：3时，则进料热状况q值为 。 38.在某精馏塔中，分离物系相对挥发度为2.5的两组分溶液，操作回流比为3，若测得第2、3层塔板（从塔顶往下计）的液相组成为x2?0.45、x3?0.4，流出液组成xD为0.96（以上均为摩尔分率），则第3层塔板的气相莫弗里效率为EMV3= 。 39.在精馏塔设计这，若保持F、xF、q、D不变，若增加回流比R，则xD ， xw ，L/V 。 40.在精馏塔设计中，若F、xF、xD、xW及R一定，进料由原来的饱和蒸气改为饱和液体，则所需理论板数NT 。精馏段上升蒸气量V 、下降液体量L ；提馏段上升蒸气量V‘ ，下降液体量L’ 。 41.操作中的精馏塔，增大回流比，其他操作条件不变，则精馏段液气比L/V ，提馏段液气比L’/V‘ ，xD ，xw 。 42.操作中的精馏塔保持F、xF、q、V不变，若釜液量W增加，则xD ， 7 xw ，L/V 。 43.在连续精馏塔中，若xF、xD、R、q、D/F相同，塔釜由直接蒸汽加热改为间接蒸汽加热，则所需理论板数NT ，xw 。 44.恒沸精流与萃取精馏的共同点是 。两者的主要区别是 和 。 三、计算题 1. 某二元混合液含易挥发组分0.35，泡点进料，经连续精馏塔分离后塔顶产品浓度为0.96， 塔底产品浓度为0.025（以上均为易挥发组分的摩尔分率），设满足恒摩尔流假设，试计算： 1.塔顶产品的采出率D/F为多少？ 2.如果回流比R为2，请分别求出精馏段、提馏段操作方程。 2. 用一常压连续精馏塔分离苯－甲苯混合液，原料液入塔时其中蒸气量和液体量的千摩尔之 比为2:3。原料液流量为60kmol/h， 料液中含苯50％，所得残液含苯5％，馏出液中含苯98％(以上组成均为摩尔百分率)，苯对甲苯的平均挥发度为2.5，试求：1.馏出液和残液量？2.R＝2Rmin时的操作回流比？3.该操作条件下， 精馏段和提馏段操作线方程式？ 3. 在常压精馏塔内分离某理想二元混合物。已知进料量为100kmol/h，进料组成为xF=0.5, 塔顶组成为xD=0.98（均为摩尔分数）；进料为泡点进料；塔顶采用全凝器，泡点回流，操作回流比为最小回流比的1.8倍；气液平衡方程为：y=0.6x+0.43，气相默弗里效率Emv=0.5。若要求轻组分收率为98%，试计算：1.塔釜馏出液组成；2.精馏段操作线方程；3.经过第一块实际板气相浓度的变化。 4. 用一连续精馏塔分离由组分A、B组成的理想混合溶液。原料液中含A为0.40，馏出液中 含A为0.95（以上均为摩擦分率），已知进料热状况q为0.6，最小回流比为1.50，试求相对挥发度α值？ 5. 用一提馏塔分离某水溶液（双组分体系，水为重组分），原料液量为100kmol/h，泡点进料， 进料组成为40％，塔顶蒸汽全部冷凝成液体产品而不回流，其组成为70％（以上组成均为轻组分的摩尔分率）。轻组分回收率为98％，直接用水蒸汽加热。假设塔内为恒摩尔溢流和汽化，操作条件下两组分的平均相对挥发度为4.5，每层塔板用气相表示的单板效率为70％，求釜液组成及从塔顶第二层实际板下降的液相浓度。 8 6. 用一连续精馏塔在常压下分离苯－甲苯液体混和物。在全浓度范围内，体系的平均相对挥 发度为2.5。泡点进料，进料量为100kmol/h。进料中苯含量为0.4(摩尔分率)。规定塔顶产品中苯的含量为0.9，苯的回收率为95％以上。塔顶采用全凝器，泡点回流，回流比取为最小回流比的1.5倍，塔釜采用间接蒸汽加热。求1.塔底产品浓度；2.精馏段操作线方程和提馏段操作线方程；3.从塔顶开始数起，离开第二块板的液相组成（小数点后取三位数）。 7. 苯、甲苯两组分混合物进行常压蒸馏，原料组成X(苯)＝0.7，要求得到组成为0.8的塔顶 产品（以上均为摩尔分率），现用以下三种方法操作：连续平衡蒸馏、简单蒸馏（微分蒸馏）、连续蒸馏。在三种情况下，塔顶用一分凝器，其中50%的蒸汽冷凝返回塔顶。出冷凝器的蒸汽与冷凝液体呈平衡。对每种方法进料量均为100kmol/h，问塔顶、塔釜产量各为多少？汽化量为多少？已知α=2.46。 8. 在常压连续精馏塔中，分离苯—甲苯混合液。原料液流量为1000kmol/h，组成为含苯0.4（摩尔分率，下同）泡点进料。馏出液组成为0.9，釜液组成为0.00667，操作回流比为最小回流比的1.5倍，操作条件下平均相对挥发度为2.5，试求：1.提馏段操作方程 2.离开第二层理论板（从塔顶往下数）的气相组成y2 9. 在常压连续精馏塔中，分离两组分理想溶液。原料液组成为0.5（摩尔分率，下同）饱和气体进料。馏出液组成为0.9，釜液组成为0.05，操作回流比为最小回流比的2.0倍，操作条件下平均相对挥发度为3.0，试求：1.提馏段操作线方程 2.离开第二层理论板（从塔顶往下数）的气相组成y2 . 10. 在常压连续精馏塔中，分离两份理想溶液。原料液组成为0.5（摩尔分率，下同），饱和蒸 汽进料，馏出液组成为0.9，釜液组成为0.05。操作回流比为最小回流比的2倍。操作条件下平均相对挥发度为3.0，试求：1.提馏段操作线方程 2.离开第二层理论板（从塔顶往下数）的气相组成y2。 11. 试计算压力为101.33KPa，温度为时84℃，苯-甲苯物系平衡时，苯与甲苯在液相和气相 中的组成。 (xA?0.818 yA?0.92) 12. 苯-甲苯混合液初始组成为0.4（摩尔分率，下同），在常压下加热到指定温度，测得平衡 的液相组成x为0.257、汽相组成y为0.456，试求该条件下的液化率。 (q=0.281) 9 13. 某两组分混合气体，其组成y?0.6（摩尔分率）,通过部分冷凝将蒸汽量中的 为饱和液体，试求此时的气、液相组成。气液平衡关系为y?0.46x?0.549 (x?0.5085； y?0.783 ) 2流量冷凝314. 在连续精馏塔中分离两组分理想溶液，原料液流量为75kmol/h，泡点进料。精馏段操作线 方程和提馏段操作线方程分别为y?0.723x?0.263和y?1.25x?0.018 试求精馏段及提馏段的上升蒸汽量。 (V?V??142.3kmol/h) 15. 在常压连续精馏塔中，分离含甲醇为0.4（摩尔分率）的甲醇-水混合液。试求进料温度 40℃为时得q值。已知进料泡点温度为75.3℃。操作条件下甲醇的汽化潜热为1055KJ/kg、比热为2.68KJ/(kg.℃)；水的汽化潜热为2320KJ/kg，比热为4.19KJ/（kg.℃）。 16. 将含易挥发组分为24%的原料加入一连续精馏塔中，要求馏出液组成为95%，釜液组成为 3%（均为易挥发组分的摩尔分率）。已知进入冷凝器中蒸汽量为850kmol/h，塔顶回流液量为670kmol/h，试求塔顶、塔釜产品量及回流比。 （D=180kmol/h ； W=608.6kmol/h ； R=3.72） 17. 用板式精馏塔在常压下分离苯－甲苯混合液，塔顶为全凝器，塔釜用间接蒸汽加热，平均 相对挥发度为2.47，进料为150kmol/h、组成为0.4（摩尔分率）的饱和蒸汽，回流比为4，塔顶馏出液中苯的回收率为0.97，塔釜采出液中甲苯的回收率为0.95，求：1.塔顶馏出液及塔釜采出液的组成；2.精馏段及提馏段操作线方程；3.回流比与最小回流比的比值。 （0.928、0.021；精馏线y=0.8x+0.1856、提馏线y=1.534x-0.0112；R/Rmin=1.4） 18. 在由一层理论板和塔釜组成的精馏塔中，每小时向塔釜加入苯－甲苯混合液100kmol，含 苯量为50%（摩尔％，下同），泡点进料，要求塔顶馏出液中含苯量为80%，塔顶采用全凝器，回流液为饱和液体，回流比为3，相对挥发度为2.5，求每小时获得的塔顶馏出液量Ｄ，塔釜排出液量Ｗ及浓度xw。 （D=17.0kmol/h, W=83.0kmol/h, xW=0.4385） 19. 用精馏分离某水溶液，水为难挥发组分，进料F=1kmol/s，xF=0.2（摩尔分率，下同）， 以饱和液体状态加入塔中部，塔顶馏出量D=0.3kmol/s，xD=0.6，R=1.2Rmin，系统a=3，塔釜用饱和水蒸汽直接通入加热。试求：1.蒸汽通入量;2.提馏段操作线 （V=0.57kmol/s； y= 2.23x-0.0351） 10 20. 在连续精馏塔中分离二硫化碳和四氯化碳混合液。原料液流量为1000kg/h，组成为0.3（二 硫化碳的质量分率，下同）。若要求釜液组成不大于0.05，馏出液中二硫化碳回收率为88%。试求馏出液流量和组成。 （3.58kmol/h; 0.97） 21. 在常压连续精馏塔中，分离两组分理想溶液。原料液组成为0.5（摩尔分率，下同），饱 和蒸汽进料。馏出液组成为0.9，釜液组成为0.05。操作回流比为最小回流比的2倍。操作条件下平均相对挥发度为3。试求：1.提馏段操作线方程；2.离开第2层理论板（从塔顶往下计）的气相y2 (y?1.385x?0.0193 ；0.786) 22. 在常压连续精馏塔中，分离两组分理想溶液。已知原料液组成为0.6（摩尔分率，下同）， 泡点进料，馏出液组成为0.95，釜液组成为0.04，回流比为2，物系的平均相对挥发度为3.5。塔顶为全凝器。试用逐板计算法计算精馏段所需理论板数。 ( 2块 ) 23. 在连续精馏塔中分离两组分理想溶液。已知原料液组成为0.35（摩尔分率，下同）馏出液 组成为0.9，回流比为最小回流比的1.2倍，物系的平均相对挥发度为2.0，试求以下两种进料状况下的操作回流比1.饱和液体进料；2.饱和蒸汽进料。 (2.7； 4.79) 24. 在连续精馏塔中分离两组分理想溶液。物系的平均相对挥发度为3.0。塔顶采用全凝器。 实验测得塔顶第一层塔板的单板效率Eml为0.6，且已知精馏段操作线方程为y=0.833x+0.15，试求离开塔顶第二层板的上升蒸汽组成y2。 (0.825) 25. 在连续精馏塔中分离苯—甲苯混合液。原料液组成为0.4（摩尔分率，下同），馏出液组 成为0.95。气--液混合进料，其中气相占1/3（摩尔数比），回流比为最小回流比的2倍，物系的平均相对挥发度为2.5，塔顶采用全凝器，试求从塔顶往下数第二层理论板的上升蒸汽组成y2。 (0.899) 11 26. 实验测得常压精馏塔在部分回流下，精馏段某相邻两板的上升气相组成分别为 已知物系平均相对挥发度为5，回流比为3.5，馏出液组成为0.95yn?0.885,yn?1?0.842。 （摩尔分率），试求以气相组成表示的第n层板的单板效率Emv。 ( 0.5 ) 27. 在一常压连续精馏塔中分离由A、B组成的混合液。已知原料液组成为0.3，要求塔顶产品 组成为0.9，釜液组成为0.5（均为A组分的摩尔分率），操作回流比为2.5，试绘出下列进料情况的精馏段操作线和提馏段操作线。1.q=2；2.泡点进料；3.气液混合进料，汽化率为1/2。 28. 在一常压连续精馏塔中，精馏段操作线方程式和q线方程式如下：y?0.75x?0.2075 y??0.5x?1.5xF 试求：1.回流比；2.馏出液组成；3.q值 (R=3 ；xD?0.83；q=1/3) 29. 在一常压连续精馏塔中，分离苯－甲苯混合液。塔顶为全凝器，塔釜为间接蒸汽加热，泡 点进料。物系的相对挥发度α＝2.47。试计算：1.全回流时，xD?0.95，第一块塔板上的气相单板效率Emv?0.7时，求第二块塔板上升蒸汽组成；2.进料量为180kmol/h，原料组成为0.4时，要求塔顶苯的回收率为0.96，塔釜甲苯的回收率为0.93时，求xD和xw；3.若R?1.4Rmin，求R；（４）写出精馏段操作线方程式。 (0.916 ； 0.9 ， 0.028； 1.7 ；yn?1?0.638xn?0.326 ) 30. 常压连续精馏塔中，分离某双组分理想溶液，原料液在泡点下进料，进料量为150Kmol/h， 组成为0.4(摩尔分率，下同)，馏出液组成为0.9，釜残液组成为0.1，操作回流比为3.5，全塔平均相对挥发度为2，塔顶采用全凝器，塔底采用间接蒸汽加热，求：1.塔顶、塔底产品流量，Kmol/h；2.回流比为最小回流比的倍数；3.精馏段上升蒸汽量和提馏段下降液体量，Kmol/h；4.塔顶第二块理论板上下降的液相组成。 31. 将180 kmol/h 含苯0.4 (摩尔分率，下同)的苯—甲苯溶液，在连续精馏塔中进行分离， 要求塔顶馏出液中含苯0.95，釜残液中含苯不高于0.01，进料为饱和液体，回流比R=2，求塔顶、塔底两产品流量及精馏段、提馏段操作线方程式。 32. 在常压连续精馏塔中分离相对挥发度为2.3的苯—甲苯混合液，进料量100kmol/h，且为 饱和液体进料，其中含苯0.4（摩尔分率，下同）。塔顶采用全凝器，泡点回流，塔釜蒸汽 12 间接加热。要求 塔顶馏出液中含苯0.95，塔底釜残液中含苯0.04，回流比取最小回流比的1.4倍。计算1.塔顶和塔底产品的流量。2.推导精馏段、提馏段操作方程式。 33. 在常压连续精馏塔中分离相对挥发度为2.3的苯—甲苯混合液，进料量200kmol/h，且为 饱和液体进料，其中含苯0.4（摩尔分率，下同）。塔顶采用全凝器，泡点回流，塔釜蒸汽间接加热。要求 塔顶馏出液中含苯0.95，塔底釜残液中含苯0.05，回流比取最小回流比的1.5倍。计算1.塔顶和塔底产品的流量。2.实际回流比、提馏段上升蒸汽流量及其下降液体流量、塔顶苯的回收率。 34. 在常压连续精馏塔中分离相对挥发度为2.3的苯—甲苯混合液，进料量200kmol/h，且为 饱和液体进料，其中含苯0.4（摩尔分率，下同）。塔顶采用全凝器，泡点回流，塔釜蒸汽间接加热。要求 塔顶馏出液中含苯0.95，塔底釜残液中含苯0.05，回流比取最小回流比的1.5倍。计算1.塔顶和塔底产品的流量。2.实际回流比、提馏段上升蒸汽流量及其下降液体流量、塔顶苯的回收率。 35. 连续、常压精馏塔中分离某混合液，要求塔顶产品组成为0.94,塔底产品为0.04（摩尔分 率），已知此塔进料q线方程为y=6x-1.5，采用回流比为最小回流比的1.2倍，混合液在本题条件下的相对挥发度为2，求：1.精馏段操作线方程；2.若塔底产品量W=150kmol/h，求进料量F和塔顶产品量D；3.提馏段操作线方程。 36. 在一连续、常压精馏塔中分离某液态二组元混合液，其中含易挥发组分0.4（摩尔分率， 下同），混合液流量为1000 kmol/h，塔顶采用全凝器，要求塔顶馏出液含易挥发组分0.9,易挥发组分的回收率为90%，泡点进料，回流比取最小回流比的1.5倍，已知相对挥发度α为2.5。试求：1.塔顶馏出液流量D；2.塔釜残液流量W，组成xw；3.回流比R及最小回流比Rmin；4.写出提馏段操作线方程。 37. 苯和甲苯的混合物，其中含苯0.4（摩尔分率，下同），流量为1000 kmol/h，在一连续、 常压精馏塔中进行分离。塔顶采用全凝器，要求塔顶馏出液含苯0.9,苯的回收率为90%，泡点进料，泡点回流，回流比取最小回流比的1.5倍，已知相对挥发度α为2.5;求：1.塔顶馏出液流量D；2.塔釜残液流量W； 3.塔顶第二块理论板上升的蒸汽量V及组成 y2； 4、塔釜上一块理论板下降的液体量L′及组成xm。 38. 在一常压连续精馏塔中分离某二元混合液，其中含易挥发组分0.4（摩尔分率，下同），汽 液混合物进料，流量为100 kmol/h，进料中蒸汽的摩尔流率占总进料量的1/3。塔顶采用全凝器，要求塔顶易挥发组分的回收率为90%，回流比取最小回流比的1.5倍，塔底残液 13 中轻组分组成为0.064。已知相对挥发度α为2.5，提馏段内上升蒸汽的空塔气速为2 m/s，蒸汽的平均分子量为79.1，平均密度1.01kg/m3。试求：1.塔顶馏出液中轻组分的流量？2.从塔顶向下第2块理论板上升的气相组成？3.提馏段操作线方程？4.提馏段塔径？ 39. 常压连续精馏塔中，分离某双组分理想溶液，原料液在泡点下进料，进料量为150Kmol/h， 组成为0.4（摩尔分率、下同），馏出液组成为0.9，釜残液组成为0.1，操作回流比为3.5，全塔平均相对挥发度为2，塔顶采用全凝器，塔顶采用间接蒸汽加热，求：1.塔顶、塔底产品流量，Kmol/h；2.回流比为最小回流比的倍数；3.精馏段上升蒸汽量和提馏段下降液体量，Kmol/h；4.塔顶第二块理论板上下降的液相组成。 40. 在连续精馏塔中，将含苯0.5（摩尔分率）的笨、甲苯混合液进行分离。已知为饱和蒸汽 进料，进料量为100kmol/h，要求塔顶、塔底产品各为50kmol/h，精馏段操作线方程为y=0.833x+0.15。试求塔顶与塔底产品的组成，以及提馏段操作线方程。（提示：提馏段操 L'Wx'?'xw） 作线方程为y?'L?WL?W'41. 在连续精馏塔中分离两组分理想溶液，原料液流量为100kmol/h，组成为0.3（易挥发组 分摩尔流率），其精馏段和提馏段操作线方程分别为y?0.714x?0.257 y?1.686x?0.0343试求：1.塔顶流出液流量和精馏段下降液体流量（kmol/h）；2.进料热 状况参数q。 42. 在常压连续精馏塔中分离苯-甲苯混合液，原料液组成为0.4（苯摩尔分率，下同），馏出 液组成为0.97，釜残液组成为0.04，试分别求以下三种进料热状况下的最小回流比和全回流下的最小理论板数。20℃下冷液体；饱和液体；饱和气体。 假设操作条件下物系的平均相对挥发度为2.47。原料液的泡点温度为94℃，原料液的平均比热容为1.85kJ/（kg.℃），原料液的汽化热为354kJ/kg。 43. 在常压连续精馏塔中分离苯-甲苯混合液，原料液的流量为100，泡点下进料，进料组成为 0.4苯摩尔分率，下同）。回流比取为最小回流比的1.2倍。若要求馏出液组成为0.9，苯的回收率为90%，试分别求出泡点下回流时的精馏段操作线方程和提馏段操作线方程。物系的平均相对挥发度为2.47。 44. 用一连续精馏塔分离苯—甲苯的混合液，进料量为100kmol/h，原料液中含苯0.4，塔顶 馏出液中含苯0.95，塔底馏出液中含苯0.1（以上均为摩尔分率），原料液为汽液混合进料，其中蒸汽占1/3（摩尔比）。苯—甲苯的平均相对挥发度为2.5，回流比为最小回流比 14 的2倍，塔顶采用全凝器，塔釜间接蒸汽加热。试求：1.每小时馏出液及釜残液量；2.原料液中汽相及液相组成；3.回流比；4.每小时塔釜产生的蒸汽量及塔顶回流的液体量；5.离开塔顶第二层理论板的蒸汽组成；6.离开塔釜上一块理论板的液相组成。 45. 苯和甲苯的混合物，其中含苯0.4（摩尔分率，下同），流量为1000kmol/h，在一连续精 馏塔中进行分离。塔顶采用全凝器，要求塔顶流出液含苯0.9，苯的回收率为0.9，泡点进料，回流比取最小回流比的1.5倍。已知相对挥发度α为2.5。求：1.塔顶流出液流量 ‘D；2.塔釜残液流量W；3.精馏段上升的蒸汽量V及提馏段下降的液体量L。 46. 某分离苯﹑甲苯的精馏塔进料量为1000kmol/h，浓度为0.5。要求塔顶产品浓度不低于 0.9，塔釜浓度不大于0.1（皆为苯的摩尔分率），泡点液相进料，间接蒸汽加热，回流比为2。当满足以上工艺要求时，塔顶﹑塔底产品量各为多少？塔顶产品量能达到560kmol/h吗？采出最大极限值是多少？当塔顶产品量为535kmol/h时，若要满足原来的产品浓度要求，可采取什么措施？做定性分析。 47. 分离苯﹑甲苯的精馏塔有10块塔板，总效率为0.6，泡点液相进料，进料量为1000kmol/h， 其浓度为0.175，要求塔顶产品浓度为0.85，塔釜浓度为0.1（皆为苯的摩尔分率）。试求：1.该塔的操作回流比为多少？有几种解法？试对几种解法进行比较。2.用该塔将塔顶产品浓度提高到0.99是否可行？若将塔顶产品浓度提高到0.88，可采取何种措施？对其中较好的一种方案进行定性和定量分析。3.当塔顶产品浓度为0.85时，最小回流比为多少？4.若塔顶冷凝水供应不足，回流比只能是最小回流比的0.9倍，该塔还能操作吗？5.若因回流管道堵塞或回流泵损坏，时回流比为0，此时塔顶及塔釜的组成和流量分别为多少？（设塔板效率不下降）。 48. 用一连续精馏塔分离苯—甲苯的混合液，进料量为100kmol/h，原料液中含苯0.4，塔顶 馏出液中含苯0.95，塔底馏出液中含苯0.1（以上均为摩尔分率），原料液为汽液混合进料，其中蒸汽占1/3（摩尔比）。苯—甲苯的平均相对挥发度为2.5，回流比为最小回流比的2倍，塔顶采用全凝器，塔釜间接蒸汽加热。试求：1.每小时馏出液及釜残液量；2.原料液中汽相及液相组成；3.回流比；4.每小时塔釜产生的蒸汽量及塔顶回流的液体量；5.离开塔顶第二层理论板的蒸汽组成；6.离开塔釜上一块理论板的液相组成。 49. 精馏塔采用全凝器，用以分离苯和甲苯组成的理想溶液，进料状态为汽液共存，两相 组 成如下：xF=0.5077，yF=0.7201。试求：1.若塔顶产品组成xD=0.99，塔底产品的组成为xW=0.02，问最小回流比为多少？塔底产品的纯度如何保证? 2.进料室的压强和温度如何确定。3.该进料两组份的相对挥发度为多少? 15 (Rmin=1.271，通过选择合适的回流比来保证；?=2.49)． 50. 常压连续操作的精馏塔来分离苯和甲苯混和液，已知进料中含苯0.6(摩尔分数)，进料状 态是汽液各占一半(摩尔数)，从塔顶全凝器取出馏出液的组成为含苯0.98(摩尔分数)，已知苯—甲苯系统在常压下的相对挥发度为2.5。试求：1.进料的汽液相组成；2.最小回流比。 (液相0.49；汽相0.71；Rmin=1.227) 最小回流比与理论板数 51. 用一连续精馏塔分离苯—甲苯混合液，原料中含苯0.4，要求塔顶馏出液中含苯0.97，釜 液中含苯0.02(以上均为摩尔分数)，R=4。求下面两种进料状况下最小回流比Rmin。及所需理论板数：1.原料液温度为25℃；2.原料为汽液混合物，汽液比为3 ：4。已知苯—甲苯系统在常压下的相对挥发度为2.5。 (Rmin=1.257，NT=10，第5块加料；Rmin =2.06，NT=11，第6块加料) 物料恒算： 52. 1kmol/s的饱和汽态的氨—水混合物进人一个精馏段和提馏段各有1块理论塔板的精馏塔 分离，进料中氨的组成为0.001(摩尔分数)。塔顶回流为饱和液体，回流量为1.3kmol/s，塔底再沸器产生的汽相量为0.6kmol/s。若操作范围内氨—水溶液的汽液平衡关系可表示为y=1.26x，求塔顶、塔底的产品组成。 (xD=1.402?10-3， xW=8.267?10-4) 操作线方程 53. 一连续精馏塔分离二元理想混合溶液，已知精馏段某层塔板的气、液相组成分别为0.83 和 0.70，相邻上层塔板的液相组成为0.77，而相邻下层塔板的气相组成为0.78(以上均为轻组分A的摩尔分数，下同)。塔顶为泡点回流。进料为饱和液体，其组成为0.46。若已知塔顶与塔底产量比为2／3，试求： 1.精馏段操作线方程；2.提馏段操作线方程。 (精馏段3y=2x+0.95；提馏段3y=4.5x-0.195) 综合计算： 54. 某一连续精馏塔分离一种二元理想溶液，已知F=10kmol/s，xF=0.5，q=0，xD=0.95,xW=0.1， (以上均为摩尔分率)，系统的相对挥发度?=2，塔顶为全凝器，泡点回流，塔釜间接蒸汽加热，且知塔釜的汽化量为最小汽化量的1.5倍。试求： 1. 塔顶易挥发组分的回收率; 2. 塔釜的汽化量； 3.第二块理论板的液体组成(塔序由顶部算起) 。 (?=89.5％；V’=11.07kmol/s; x2=0.843) 16 热状况参数与能耗 55. 某苯与甲苯的混合物流量为100kmol／h，苯的浓度为0.3(摩尔分率，下同)，温度为20℃， 采用精馏操作对其进行分离，要求塔顶产品浓度为0.9，苯的回收率为90％，精馏塔在常压下操作，相对挥发度为2.47，试比较当N??时，以下三种工况所需要的最低能耗(包括原料预热需要的热量)： 1. 20℃加料； 2. 预热至泡点加料； 3. 预热至饱和蒸汽加料。已知在操作条件下料液的泡点为98℃，平均比热容为161.5J/kmol.K，汽化潜热为32600J/mol。 (977.1kW；1110.6kW； l694.7kW) 56. 用一连续操作精馏塔在常压分离苯—甲苯混合液，原料含苯0.5（摩尔分率，下同），塔顶 馏处液含苯0.99，塔顶采用全凝器，回流比为最小回流比的1.5倍，原料液于泡点状态进塔，加料板上的液相组成与进料组成相同.泡点为92.3¤，求理论进料板的上一层理论板的也相组成。苯的饱和蒸汽压可以用安托尼公式计算。 Logp0=A-B/（t+C），A=6.91210，B=1214.645，C=221.205 57. 有苯和甲苯混合液，含苯0.4，流量1000kmol/h，在一常压精馏塔内进行分离，要求塔顶 馏出液中含苯0.9（以上均为摩尔分率），苯的回收率不低于90%，泡点进料，取回流比为最小回流比的1.5倍。已知塔内平均相对挥发度为2.5。试求：1.塔顶产品流量D；2.塔底釜残液流量W与组成；3.最小回流比； 4.精馏段操作线方程； 5.提馏段操作线方程6.若改用饱和蒸汽进料，仍用4.中所用的回流比，所需理论板数为多少？ 58. 某双组分混合液，重组分为水。设计时先按如下流程安排（图中实线），塔釜采用饱和蒸 汽直接加热。塔顶全凝器，泡点回流。系统符合恒摩尔流假定，相对挥发度为2。且知：F=100kmol/h，q=0，xF=0.4（摩尔分率，下同），xD=0.95，xw=0.04，S=60kmol/h。试求：1.、塔顶轻组分的回收率；2.、若保持S、F、xF、q、xD、xW不变，设计时在塔上部有侧线抽出（如虚线所示），抽出液量为θ，kmol/h，组成xθ=0.6，则该塔的最小回流比为多少？ 59. 拟设计一常压连续精馏塔以分离某易挥发组分为40%（摩尔百分率，下同），流量为 100kmol/h的料液，要求馏出液组成为92%，回收率为90%，料液为泡点进料，回流比为最小回流比的1.5倍，全塔效率为0.7，料液的相对挥发度为3。试求：1.完成分离任务所需的实际塔板数及实际加料板位置；2.若F、xF、NP不变，欲提高此物系易挥发组分的回收率，试定性说明可采用的措施有那些？ 60. 用一连续精馏塔分离苯与甲苯混合液，原料液中含苯0.40，塔顶馏出液中含苯0.95（以 上均为摩尔分率），原料液为汽液混合进料，其中蒸汽占1/3（摩尔分率），苯—甲苯的平 17 均相对挥发度为2.5，回流比为最小回流比的2倍，试求：1.原料液中汽相与液相的组成；2.最小回流比；3.若塔顶采用全凝器，求从塔顶往下数第二块理论板下降的液相组成。 61. 某一正在操作的连续精馏塔，有塔板15块，塔顶为全凝器，用于分离苯-甲苯混合液，料 液中含苯35%，泡点进料，进料量为100kmol/h，馏出液含苯97%，残液含苯5%（以上均为摩尔分率）试求：1.塔顶、塔底产品量；2.最小回流比；如采用回流比R=4.3，3.理论板数及全塔效率； 4.如果单板效率等于全塔效率，求提馏段最下一块板上升蒸汽组成。 62. 某精馏塔用于分离苯-甲苯混合液，泡点进料，进料量为30kmol/h，进料中苯的摩尔分率 为0.5，塔顶、塔低产品中苯的摩尔分率分别为0.95和0.10，采用回流比为最小回流比的1.5倍，操作条件下可取平均相对挥发度为2.4。1.塔顶、塔底的产品量；2.若塔顶设全凝器，各塔板可视为理论板，求离开第二板的蒸汽和液体组成。 63. 有一二元理想溶液，在连续精馏塔中精馏。原料液组成为50%（摩尔分率），饱和蒸汽进料。 原料处理量为每小时100kmol，塔顶、塔底产品量各为50kmol/h，已知精馏段操作线方程为y=0.833x+0.15，塔釜用间接蒸汽加热，塔顶采用全凝器，泡点回流。全塔平均相对挥发度为3.0，塔顶第一块板的液相莫弗里效率为0.6。试求：1.塔顶、塔底产品组成；2.全凝器中每小时冷凝蒸汽量；3.蒸馏釜中每小时产生的蒸汽量； 4.离开塔顶第二块板的汽相组成。 64. 用一连续精馏塔分离二元理想溶液，进料量为100kmol/h，进料组成为0.4（摩尔分率， 下同），馏出液组成为0.9，残液组成为0.1，相对挥发度为2.5，饱和蒸汽进料，塔顶冷凝器为全凝器，塔釜间接蒸汽加热。试求：1.馏出液及残液量；2.最小回流比；3.操作回流比为3时，塔釜每小时产生的蒸汽量为多少？4.塔釜上一块理论板液相组成为多少？5.计算第3.问时做了什么假定？ 65. 用一连续精馏塔分离二元理想溶液，进料量为100kmol/h，进料组成为0.5（摩尔分率， 下同），馏出液组成为0.95，残液组成为0.0.05，相对挥发度为2.5，泡点进料，塔顶冷凝器为全凝器，塔釜间接蒸汽加热。操作回流比为1.61，求：1.馏出液及残液量；2.提馏段上升蒸汽量；3.提馏段操作线方程；4.最小回流比。 66. 用一连续精馏塔分离苯与甲苯混合液，原料液中含苯0.44，塔顶馏出液中含苯0.96（以 上均为摩尔分率），原料液为汽液混合进料，其中周期占1/2（摩尔分率），苯—甲苯的平均相对挥发度为2.5，回流比为最小回流比的1.5倍，试求：1.原料液中汽相与液相的组成；2.离开塔顶第二块板的汽相组成； 67. 用一连续精馏塔分离二元理想溶液，进料量为10kmol/h，进料组成为0.4（摩尔分率，下 18 同），馏出液组成为0.6，易挥发组成的回收率为90%，相对挥发度为2.0，饱和蒸汽进料，回流比为最小回流比的2倍。塔顶冷凝器为全凝器，塔釜间接蒸汽加热。试求：1.馏出液及残液量；2.最小回流比；3.第一块塔板下降的液体组成为多少？4.精馏段上升的蒸汽量与提馏段下降的液体量各为多少？ 68. 用一连续精馏塔分离苯与甲苯混合液，泡点进料，塔顶馏出量为75kmol/h（绝压），查得 此压强下水蒸气的汽化潜热为511kcal/kmol，在塔釜温度下釜液的汽化潜热为 10000kcal/kmol，精馏段操作线方程为y=0.72x+0.25。试求：1.加热蒸汽消耗量；2.离开塔顶第二层理论板的蒸汽组成。 第7章 吸收 一、选择题 1. 吸收操作的依据是（ ）。 A、挥发度差异 B、溶解度差异 C、温度差异 D、密度差异 2. 在逆流吸收塔中，增加吸收剂用量，而混合气体的处理量不变，则该吸收塔中操作线方程 的斜率会（ ）。 A、增大 B、减小 C、不变 D、不能确定 3. 在吸收系数的准数关联式中，反映物性影响的准数是（ ） A、Sh B、Re C、Ca D、Sc 4. 已知SO2水溶液在三种温度t1、t2、t3下的亨利系数分别为E1=0.35kPa、E2=1.1kPa、E3=0.65kPa 则（ ）。 A、t1 5. 在吸收塔中，随着溶剂温度升高，气体在溶剂中的溶解度将会（ ）。 A、增加 B、不变 C、减小 D、不能确定 6. 下述说明中正确的是( )。 A、用水吸收氨属液膜控制 B、常压下用水吸收二氧化碳属难溶气体的吸收，为气膜阻力控制 C、用水吸收氧属难溶气体的吸收，为气膜阻力控制 D、用水吸收二氧化硫为具有中等溶解度的气体吸收，气膜阻力和液膜阻力都不可忽略 19 7. 下述说法错误的是( )。 A、溶解度系数H很大，为易溶气体 B、亨利系数E值很大，为易溶气体 C、亨利系数E值很大，为难溶气体 D、相平衡系数m值很大，为难溶气体 8. 扩散系数D是物质重要的物理性质之一， 下列各因数或物理量与扩散系数无关的是 ( )。 A、扩散质和扩散介质的种类 B、体系的温度 C、体系的压力 D、扩散面积 9. 吸收塔的操作线是直线，主要基于如下原因（ ）。 A、物理吸收 B、化学吸收 C、高浓度物理吸收 D、低浓度物理吸收 10. 吸收操作的作用是分离（ ）。 A、气体混合物 B、液体混合物 C、互不相溶的液体混合物 D、气液混合物 11. 通常所讨论的吸收操作中，当吸收剂用量趋于最小用量时，则下列那种情况正确（ ）。 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 12. 根据双膜理论，吸收质从气相主体转移到液相主体整个过程的阻力可归结为（ ）。 A、 两相界面存在的阻力 B、 气液两相主体中的扩散的阻力 C、 气液两相滞流层中分子扩散的阻力 D、气相主体的涡流扩散阻力 13. 根据双膜理论，当被吸收组分在液体中溶解度很小时，以液相浓度表示的传质总系数KL ( ) A、大于液相传质分系数k L B、近似等于液相传质分系数k L C、 大于气相传质分系数k G D、 近似等于气相传质分系数k G 14. 对某一汽液平衡物系，在总压一定时，温度升高，则亨利系数（ ） A、变小 B、增大 C、不变 D、不确定 15. 吸收是分离（ ）混合物的化工单元操作，其分离依据是利用混合物中各组分 （ ）的差异。 A、气体 B、液体 C、固体 D、挥发度 E、溶解度 F、温度 16. 为使吸收过程易于进行，采取的措施是 。 A、加压升温 B、加压降温 C、减压升温 D、减压降温 17. 吸收速率方程式中各吸收系数之间的关系是（ ）。 20 A、（KG）-1 = （kG）-1 +（H kL）-1 B、（KG）-1 = （H kG）-1 +（ kL）-1 C、（KG）-1 = （kG）-1 +（m kL）-1 D、（KG）-1 = （m kG）-1 +（kL）-1 18. 根据双膜理论，在气液接触界面处（ ）。 A、p i = c i B、 p i ＞ c i C、p i ＜ c i D、p i = c i/H 19. 物质在空气中的分子扩散系数随压强的增大而（ ），随温度的升高而（ ）。 A、增大 B、不变 C、减小 D、无法判断 20. 根据双膜理论，在气液接触界面处（ ）。 A、气相组成小于液相组成 B、气相组成大于液相组成 C、气相组成等于液相组成 D、气相组成与液相组成平衡 21. 为使操作向有利于吸收的方向进行，采取的措施是（ ）。 A、加压和升温 B、减压和升温 C、加压和降温 D、减压和降温 22. 吸收是分离（ ）混合物的化工单元操作，其分离依据是利用混合物中各组分 （ ）的差异。 A、气体 B、液体 C、固体 D、挥发度 E、溶解度 F、温度 23. 对难溶气体的吸收过程，传质阻力主要集中于（ ）。 A、气相一侧 B、液相一侧 C、气液相界面处 D、无法判断 24. 在吸收过程中，（ ）将使体系的相平衡常数m减小。 A、加压和升温 B、减压和升温 C、加压和降温 D、减压和降温 25. 对易溶气体的吸收过程，传质阻力主要集中于（ ）。 A、气相一侧 B、液相一侧 C、气液相界面处 D、无法判断 26. 实验室用水吸收空气中的二氧化碳，基本属于（ ）吸收控制，其气膜阻力 （ ）液膜阻力。 ①A、汽膜 B、液膜 C、共同作用 D、无法确定 ② A、大于 B、小于 C、等于 D、无法确定 27. 在双组分理想气体混合物中，组分A的扩散系数是（ ）。 A、组分A的物质属性 B、组分B的物质属性 C、系统的物质属性 D、仅取决于系统的状态 21 28. 含低浓度溶质的气液平衡系统中，溶质在气相中的摩尔组成与其在液相中的摩尔组成的差 值为（ ）。 A、负值 B、正值 C、零 D、不确定 29. 某吸收过程，已知气膜吸收系数kY为2kmol/（m2.h），液膜吸收系数kX为4 kmol/（m2.h）， 由此判断该过程为（ ）。 A、气膜控制 B、液膜控制 .C、不能确定 D、双膜控制 30. 含低浓度溶质的气体在逆流吸收塔中进行吸收操作，若进塔气体的流量增大，其他操作条 件不变，则对于气膜控制系统，起出塔气相组成将（ ）。 A、增加 B、减小 C、不变 D、不确定 31. 含低浓度溶质的气体在逆流吸收塔中进行吸收操作，若进塔液体的流量增大，其他操作条 件不变，则对于气膜控制系统，起出塔气相组成将（ ）。 A、增加 B、减小 C、不变 D、不确定 32. 在吸收操作中，吸收塔某一截面上的总推动力（以气相组成表示）为（ ）。 A，Y-Y* B、Y*-Y C、Y-Yi D、Yi-Y 33. 在逆流吸收塔中，吸收过程为气膜控制，若将进塔液相组成X2增大，其它操作条件不变， 则气相总传质单元数NOG将（ ），气相出口浓度将（ ）。 A、增加 B、减小 C、不变 D、不确定 34. 在逆流吸收塔中当吸收因数A〈1，且填料层高度为无限高时，则气液平衡出现在（ ）。 A、塔顶 B塔上部 C、塔底 D、塔下部 35. 在逆流吸收塔中，用纯溶剂吸收混合气中的溶质，平衡关系符合亨利定律。当将进塔气体 组成Y1增大，其他操作条件不变，起出塔气相组成Y2将（ ），吸收率φ（ ）。 A、增加 B、减小 C、不变 D、不确定 二、填空题 1. 在吸收单元操作中， 计算传质单元数的方法很多，其中，采用对数平均推动力法计算总 传质单元数法的前提条件是 。 2. 吸收操作是吸收质从_______转移到_______的传质过程。在吸收操作中压力 ____________，温度________将有利于吸收过程的进行。 3. 吸收是指____________________________________的化工单元操作。 22 4. 逆流吸收操作中，当气体处理量及初、终浓度已被确定，若减少吸收剂用量，操作线的斜 率将____，其结果是使出塔吸收液的浓度_______， 而吸收推动力相应_________。 5. 用亨利系数E表达的亨利定律表达式为_______________.在常压下,20℃时, 氨在空气中 的分压为69.6mmHg, 与之平衡的氨水浓度为10(kg NH3 (100kg) -1H2O).此时亨利系数E=________,相平衡常数m=______. 6. 对于难溶气体，吸收时属于 控制的吸收，强化吸收的手段是 。 7. 吸收操作中，温度不变，压力增大，可使相平衡常数 ，传质推动力 。 8. 某气体用水吸收时，在一定浓度范围内，其气液平衡线和操作线均为直线，其平衡线的斜 率可用 常数表示，而操作线的斜率可用 表示。 9. 吸收是指 的过程，解吸是指 的过程。 10. 溶解度很大的气体，吸收时属于 控制，强化吸收的手段 是 。 11. 在气体流量，气相进出口组成和液相进口组成不变时，若减少吸收剂用量，则传质推动力 将 ，操作线将 平衡线。 12. 吸收因数A可以表示为______，它在Y—X图上的几何意义是_________________________。 13. 在一逆流吸收塔中，若吸收剂入塔浓度下降，其它操作条件不变，此时该塔的吸收 率 ，塔顶气体出口浓度 。 14. 在低浓度难溶气体的逆流吸收塔中，若其他条件不变而入塔液体量增加，则此塔的液相传 质单元数N(l)将_______，而气相总传质单元数NOG将_______，气体出口浓度ｙ(a)将_______。 15. 对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统，当总压增加时，亨利系数 ，相平衡常 数m ，溶解度系数H （增加、减少、不变）。 16. 在一逆流吸收塔中，吸收剂温度降低，其它条件不变，此时塔顶气体出口浓度 出 塔溶液组成 。 17. 对易溶气体的吸收过程，阻力主要集中于 。 18. 若传质总系数与分系数之间的关系表示为 1111??,则其中的表示 kGKGHkLkG____________，当____________项可以忽略时表示该吸收过程为气膜控制。 19. 若传质总系数与分系数之间的关系表示为 111H,则其中的表示____________，??kLKLkLkG 23 当____________项可以忽略时表示该吸收过程为液膜控制。 20. 传质单元数NOG反映_________________________________,分离任务所要求的液体浓度变 化越_______________,过程的平均推动力越______________,所需的传质单元数NOG 越大。 21. 在填料塔中用水吸收氨。欲提高吸收速率，增大 相的流量比增大另一相的流量更有 效。 22. 在低浓度溶质的气液平衡系统，当总压操作降低时，亨利系数E将 ，相平衡常 数m将 ，溶解度系数H将 。 23. 亨利定律表达式p*?Ex，若某气体在水中的亨利系数E值很小，说明该气体为 气 体。 24. 亨利定律表达式p*?体。 25. 在吸收过程中，KY和ky是以 和 为推动力的吸收系数，它们的单位 是 。 26. 若总吸收系数和分吸收系数间的关系可表示为 1111，其中表示 ，??kGKGkGHkLc，若某气体在水中的亨利系数H值很大，说明该气体为 气H当 项可忽略时，表示该过程为气膜控制。 27. 在1atm、20℃下某低浓度气体被清水吸收，若气膜吸收系数kG?0.1kmol（，液/m2.h.atm）/m3.atm）膜吸收系数为kL?0.25kmol（，溶质的溶解度系数H?150kmol（，则/m2.h.atm）/m2.h）该溶质为 气体，气相总吸收系数KY? kmol（。 28. 一般而言，两组分A、B的等摩尔相互扩散体现在 单元操作中，而组分A在B中 单向扩散体现在 单元操作中。 29. 在吸收过程中，若降低吸收剂用量，对气膜控制体系，体积吸收总系数KY?值将 ， 对液膜控制物系，体积吸收总系数KY?值将 。 30. 双膜理论是将整个相际传质过程简化为 。 31. 吸收塔的操作线方程和操作线是通过 得到的，它们 与 、 和 等无关。 32. 在吸收过程中，若减小吸收剂的用量，操作线的斜率 ，吸收推动力 。 24 L（）33. 在吸收过程中，物系平衡关系可用Y*?mX表示，最小液气比的计算关系式min=。 V34. 某吸收过程，用纯溶剂吸收混合气体中的溶质组分A，混合气进塔组成为0.1，出塔组成 为0.02（均为摩尔比），已知吸收因数A为1，若该吸收过程所需理论板数为4层，则需传质单元数为 。 三、计算题 1. 在填料塔内用清水逆流吸收空气和氨混合气中的氨，惰性气体的处理量为50kmol/h，进塔 气体浓度Y1=0.04(比摩尔分率)，要求氨的回收率为90%，吸收剂用量是最小用量的1.5倍。操作条件下平衡关系为Y*=0.8X，气相传质单元高度H0G为0.8m，气相传质单元数NoG为4.6，试求：1.吸收剂用量为多少kmol/h?；2.出塔液体浓度X1为多少？；3.填料层高度为多少m? 2. 吸收塔中用清水吸收混合气体中的SO2，气体与水逆流接触， 气体(标准状态)流量为 5000m3/h，其中SO2(体积分数)为10％，要求SO2的吸收率为95％，塔的操作条件为293K及101.3KPa，在此条件下，SO 2在二相间的平衡关系可近似的表示为Y*=26.7X，试问：取用水量为最小用水量的1.5倍时，用水量应为多少？ 3. 某吸收塔填料层高4m，用水吸收尾气中的有害成分A。在此情况下，测得 的浓度如图所示。已知平衡关系为Y=1.5X。求1.气相总传质单元高度；2.操作液气比为最小液气比的多少倍？3.由于法定排放浓度规定ｙ2.必须小于0.002，所以拟将填料层加高。若液气比不变，问填料层应加高多少？(4)画出填料加高前后吸收操作线的示意图。 4. 某厂现有一直径为1.2m、填料层高度为5.4m的吸收塔，用来吸收某气体 混合物中的溶质组分。已知操作压力为300kpa、温度为30℃；入塔混合气体中溶质的含量为5%（体积%），要求吸收率不低于95%；吸收剂为纯溶剂，出塔溶液的浓度为0.0152（摩尔比）；操作条件下的平衡关系为：Y-2.16X（X、Y均为摩尔比），总体积吸收系数Kya为65.5kmol/m^3*h。试计算：1.吸收剂用量是最小用量的多少倍；2.该吸收塔的年处理量（m^3混合气/年）。注:每年按7200工作时间计 5. 某混合气含溶质A 3%（摩尔分率），在常压下用清水逆流吸收，回收率为99%，已知在操 作条件下平衡关系为 Y=2.0X，混合气体流率为G=0.03kmol/(m2·s)，气相体积传质系数为 KYa=0.04kmol/(m3·s) 。如果取液气比为最小液气比的1.5倍 试求：1.气相总传质单元 25 数； 2.填料层高度。 6. 汽液逆流通过一填料吸收塔，入口气体中溶质氨的浓度为10g/Nm3，溶质的回收率为98％， 用清水作吸收剂，吸收剂的用量为380kmol/h，是最小吸收剂用量的1.4倍，操作压力为101.kPa，相平衡关系为Y=1.3X，求该塔混和气体的处理量及总传质单元数。 7. 在常压逆流填料吸收塔中，用清水吸收焦炉气中氨，焦炉气处理量为500标准m3/h，进塔 气体组成y1 为0.0132（摩尔分率）。氨的回收率为0.99。水的用量为最小用量的1.5倍。焦炉气入塔温度为30℃，空塔气速为1.1m /s 。操作条件下平衡关系为Y* =1.2X（X ,Y 为摩尔比）。气相体积总吸收系数KY a为200 kmol /m3.h，试求：1.气相总传质单元数NOG ；2.填料层高度Z。 8. 在常压操作的填料吸收塔中，用清水吸收焦炉气中的氨。焦炉气处理量为6000m3(标准)/h， 进塔气体中氨的含量为3%（摩尔分率），氨的吸收率为98%，水的用量为最小用量的1.6倍，操作条件下的平衡关系为 Y*=1.2X，气相总传质单元高度为0.65m 。 试求：1.出塔溶液的组成 2.填料层高度 9. 吸收塔处理1500m 3混合气，其中含溶质组分A 1.5kmol ,操作温度25℃，压强为105KPa， 试求混合气中组分A的摩尔分率y和摩尔比Y。 （y＝0.0236, Y=0.0242）。 10. 已知在101.33kPa 及20℃时，测得氨在水中的平衡数据为：溶液上方氨平衡分压为 0.8kPa ，气体在液体中溶解度为1g (NH3)/100g (H2O) 。试求溶液的亨利系数E 、平衡常数m 以及溶解度系数H 。假定该溶液服从亨利定律。 (E =76.3kPa m =0.076 H =0.728kmol /kN.m ) 。 11. 常压、25℃下某已知体系的平衡关系符合亨利定律，亨利系数E为 大气压，溶 质A的分压为0.54大气压的混合气体分别与三种溶液接触：①溶质A浓度为 的水溶液；②溶质A浓度为 的水溶液；③溶质A浓度为 的水溶液。 试判断上述三种情况下溶质A在二相间的转移方向。 12. 在常压逆流吸收塔中，以清水吸收空气～氨气混合气中的氨气。已知进塔气体中含NH3 5%， 出塔气体中含NH30.5%（以上均为体积%），出塔液体中NH3组成为0.01（摩尔分率），气液平衡关系为Y =2.5X （式中X, Y 为摩尔比），试求塔顶和塔底处以ΔY 表示的气相推动力。 (ΔY1=0.0273 ΔY2=0.00526)。 26 13. 在常压逆流操作的吸收塔中，用清水吸收混合气体中溶质A 。已知操作温度为30℃，混 合气体处理量为1000m3 /h ，进塔气体中组分A 的体积分率为0.05，吸收率为90%，清水用量为120kmol/h ，试求塔底吸收液的组成。 (X1 =0.015) 14. 在逆流吸收塔中，进塔气相组成Y1=0.01（摩尔比），吸收率为99%，操作条件下相平衡关 系为Y =1.0X （式中X ，Y 为摩尔比），试求下列情况下的气相总传质单元数NOG ；1.进塔液相为纯溶剂， LL=1.25； 2.进塔液相为纯溶剂，=1.0。 VV( 1. NOG=15 2. NOG=99 ) 15. 在逆流操作的填料塔中，用清水吸收空气中得氨，要求氨的回收率为0.99，已知吸收塔中 填料层高度为4.5m ，实际的吸收剂用量为最小用量的1.4倍，操作条件下的平衡关系可表示为Y =m X （Y ，X 为摩尔比）试求填料塔的气相传质单元高度。 (HOG=0.374m ) 16. 在逆流填料吸收塔中，用清水吸收空气---氨气混合气中得氨气。进塔气体组成为 Y1=0.026(摩尔比，下同)，出塔气体组成Y2=0.0026 ，混合气体流量为100标准m3/h ，清水用量为0.1 m3/h。操作压力为0.95atm ，亨利系数为0.5atm ，平衡关系为直线。填料层高度为1.2m ，塔内径为0.2m 。试求吸收塔的气相总体积吸收系数KY a 。 (KY a=374kmol /m3.h ) 17. 在逆流填料吸收塔中，用纯溶剂吸收某混合气中的溶质。在常压、27℃下操作时混合气流 量为1200 m3/h，进塔气体组成为0.05（摩尔分率）。塔截面积为0.8m2 ，填料层高度为4m ，气相体积总系数KY a为100 kmol /m3.h，气液平衡关系为直线，且吸收因数A =1，试求出塔气体组成Y2 和回收率η。 (Y2=0.00387, η=0.926) 18. 以清水在填料塔内逆流吸收空气～氨混合气中的氨，进塔气中含氨4.0%（体积），要求回 收率 为0.96，气相流率G为0.035 kmol /m2.s 。采用的液气比为最小液气比的1.6倍，平衡关系为Y* =0.92X ，总传质系数KY a为 X1；2.所需填料层高度Z。 (X1=0.0283 ; Z=5.22m) 。试求：1.塔底液相浓度 27 19. 在一逆流接触的填料吸收塔中，用纯水吸收空气～氨混合气中的氨，入塔气体中含 NH3 9%， 要求吸收率为95%，吸收剂用量为最小用量的1.2倍，操作条件下的平衡关系为Y* =1.2X。传质单元高度为0.8m。试求：1.填料层高度Z 。 (Z =7.843m ) 20. 在常压逆流填料吸收塔中，用清水吸收焦炉气中氨，焦炉气处理量为500标准m3/h，进塔 气体组成y1 为0.0132（摩尔分率） 。氨的回收率为0.99。水的用量为最小用量的1.5倍。焦炉气入塔温度为30℃，空塔气速为1.1m /s 。操作条件下平衡关系为Y* =1.2X（X ,Y 为摩尔比）。气相体积总吸收系数KY a为200 kmol /m3.h，试求：1.气相总传质单元数NOG ；2.填料层高度Z 。 (NOG =10.74; Z =7.68m ) 21. 在常压逆流填料吸收塔中，用循环吸收剂吸收混合气中的SO2。进塔吸收剂流量为2000kmol /h ，其组成为0.5g (SO2)/100g (H2O)；混合气流量为90kmol /h ，其组成为0.09（SO2摩尔分率），吸收率为0.8。 在操作条件下物系平衡关系为(Y* =18X –0.01) 式中Y ,X 为摩尔比。试分别用平均推动力法和吸收因数法求出气相总传质单元数NOG 。 (NOG=6.65) 22. 在常压操作的填料吸收塔中，用清水吸收焦炉气中的氨。焦炉气处理量为6000m3(标准)/h， 进塔气体中氨的含量为3%（摩尔分率），氨的吸收率为98%，水的用量为最小用量的1.6倍，操作条件下的平衡关系为 Y*=1.2X，气相总传质单元高度为0.65m 。 试求：1.出塔溶液的组成 2.填料层高度。 （X1 =0.0161；Z =5.27m ） 23. 某混合气含溶质A 3%（摩尔分率），在常压下用清水逆流吸收，回收率为99%，已知在操 作条件下平衡关系为 Y*=2.0X，混合气体流率为G=0.02kmol/m2.s，气相体积传质系数为KYa=0.04kmol/m3.s 。如果取液气比为最小液气比的1.5倍 试求：1.出塔溶液的组成 2.填料层高度。 (X1 =0.0103, Z =5.204m ) 24. 用纯溶剂吸收某混合气体中的可溶组分。进塔气体浓度为0.048（摩尔分率），要求回收 率 为92%。取液气比为最小液气比的1.6倍。气液逆流，平衡关系Y* =2.5X，气相总传质单元高度为0.62米。试求填料层高 (2.985m) 28 。 25. 一逆流操作的常压填料吸收塔，用清水吸收混合气中的氨气。混合气流量为2500m3/h（标 准状态），该混合气中氨的浓度为15g/m3，要求回收率不低于98%，操作条件下的相平衡关系为Y=1.2X，吸收剂用量为3.6m3/h。试求：1.吸收液出塔浓度（摩尔比）；2.操作液气比为最小液气比的若干倍。 (0.01083；1.554) 26. 在30℃、常压操作的填料吸收塔中，用清水吸收焦炉气中的氨。焦炉气处理量为6000m3 （标）/h。进塔气体中氨的含量为3%（体积%），要求氨的吸收率不低于98%。水的用量为最小用量的1.6倍，空塔气速取1.0m/s。已知操作条件下的平衡关系为Y=1.2X，气相体积吸收总系数KYa=0.06kmol/(m3.s)。试求：1.分别用对数平均推动力法及吸收因数法求气相总传质单元数；2.填料层高度。 （8.1； 5.2m） 27. 一吸收塔中用清水吸收混合气体中的A组分。进塔气体中含A 2.5%（体积%），A组分的 吸收率为75%。水的用量为最小用量的1.5倍。塔内气液两相逆流流动。操作条件下的相平衡方程为Y=1.6X。试求：1.气相总传质单元数NOG；2.若A组分的吸收率要求提高到95%，其它条件不变，气相总传质单元数又为若干。 (2.59 ； 6.4) 28. 在一填料塔中用清水逆流吸收空气-氨混合气体中的氨。入塔混合气体含氨5%（摩尔分率， 下同），要求氨的回收率不低于95%，出塔吸收液含氨不低于4%，操作条件下气液平衡关系为Y=0.95X，求1.最小液气比及适宜液气比；2.总传质单元数；3.若填料层为无限高时，出塔气体和液体的极限组成。 (0.9 、1.19 ； 7.84 ； 0、 0.044) 29. 用清水逆流吸收混合气体中的有害组分A。混合气流量为1500Nm3/h，其中A的含量为 0.05(摩尔分率)，已知平衡关系为Y=1.4X，总体积吸收系数KYa=200Kmol/(m3.h)，塔径为0.8m。若取吸收剂用量为最小吸收剂用量的1.2倍，A组分的回收率不低于96％，求：1.出塔液相组成；2.传质单元数；3.填料层高度，m。 30. 在一逆流操作的填料吸收塔中（操作温度300K，压强110kPa），用清水吸收混合气中的氨， 混合气流量4000 m3/h，其中含氨8%（体积分率），操作条件下物系的平衡关系Y*=1.4 X。已知气相总体积吸收系数KYa=0.08kmol/（m3.s），塔径为 1m，填料层高度为7m。若实际液气比取为1.6，计算此时氨的回收率。 31. 在一逆流填料吸收塔中用清水吸收某混合气中的A组分，混合气流量2000 m3/h ，含A 6% 29 （体积分率），操作温度为 300 k ，压强 110 kPa ，要求A的吸收率95%，平衡关系Y* = 2 X ，已知气相总体积吸收系数 KYa =0.04 kmol/m3.s ,塔径为 1 m ，求需填料层高度。 32. 在一逆流操作的填料吸收塔中（操作温度310K，压强110kPa），用清水吸收混合气中的氨， 混合气流量3600 m3/h，其中含氨8%（体积分率），要求氨的回收率90%，操作条件下物系的平衡关系Y*=1.4 X。已知气相总体积吸收系数KYa=0.08kmol/（m3.s），塔径为 1m，水的用量取最小用量的1.3倍，计算填料层的高度。 33. 在一逆流操作的填料吸收塔中（操作温度300K，压强110kPa），用清水吸收混合气中的氨， 混合气流量4000 m3/h，其中含氨8%（体积分率），操作条件下物系的平衡关系Y*=1.4 X。已知气相总体积吸收系数KYa=0.08kmol/（m3.s），塔径为 1m，填料层高度为7m。若实际液气比取为1.6，计算此时氨的回收率。 34. 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，已知混和气 量为2826标准m3/h，气体的空塔气速为1m/s（标准状况下）,平衡关系为Y=1.2X（摩尔比），气相总体集吸收系数为180kmol/(m3,h)，吸收剂用量为最小吸收剂用量的1.4倍，要求吸收率为98%。试求：1.吸收液的出塔浓度X1(摩尔比)；2.气相总传质单元高度HOG；3.气相总传质单元数NOG；4.填料层高度Z。 35. 用清水吸收含甲醇0.03（摩尔分率）混合气中的甲醇。进塔气体的流量为1322 标准m3/h。 要求甲醇的回收率为90％，操作条件下气液平衡关系为Y=1.18X，气相总体积吸收系数为2.2×10-2 kmol/ m3?s。若塔径为1m，液气比为最小液气比的1.8倍，试求：1.出塔液相浓度；2.最小液气比；3.传质单元数；4.所需填料层高度。 36. 在常压逆流填料吸收塔中，用含氨0.01（摩尔分数，下同）的稀氨水吸收含氨5%的空气 －氨混合气体中的氨，操作温度为25℃。已知混和气流量为3000m3/h（标准状况下），操作状态下气体的空塔气速为1m/s。平衡关系为Y＝1.2X（摩尔比），气相总体积吸收系数为180Kmol/(m3·h)，吸收剂用量为最小用量的1.5倍，要求吸收率不小于95%。试求：1.塔底溶液的浓度；2.吸收塔的塔径；3.填料层高度。 37. 在常压逆流填料吸收塔中，用清水吸收含氨5%（体积分数）的空气－氨混合气体中的氨， 操作温度为25℃。已知混合气在标准状况下单位塔截面积上的流量为3000m3/(h·m2)，平衡关系为Y＝1.2X（摩尔比），气相总体积吸收系数为180kmol/(m3·h)，吸收剂用量为最小用量的1.5倍，要求吸收率不小于90%。试求：1.塔底溶液的最大浓度？2.填料层高度；3.若填料层高度增加2m，则回收率增加多少？ 38. 填料吸收塔某截面上的气、液相组成为y=0.05，x=0.01（皆为溶质摩尔分率）气膜体积吸 30 /m3.s）/m3.s）收系数kyα=0.03kmol（，液膜体积吸收系数kxα=0.02kmol（，若相平衡关 系为y=2.0x，试求两相间的传质总推动力、总阻力、传质速率以及各相阻力的分配。 39. 在填料吸收塔中，用潜水吸收含有溶质A的气体混合物，两相逆流操作。进塔气体初始浓 度为5%（体积%），在操作条件下的相平衡关系为Y=3.0X，试分别计算液气比为4和2时的出塔气体的极限组成和液体出口组成。 40. 在填料塔中用循环溶剂吸收混合气体中的溶质。进塔气体组成为0.091（溶质摩尔分率）， 入塔液相组成为21.74g溶质/kg溶液。操作条件下气液平衡关系为y*=0.86x。当液气比L/V为0.9时，试分别求逆流和并流的最大吸收率和吸收液的浓度。 41. 在逆流操作的填料吸收塔中，用纯溶剂吸收混合气中的溶质组分。已知惰性（空气）质量 流量为5800kg/（m2.h），气相总传质单元高度HOG=0.5m。当操作压强为110kPa时，该物系 /m3.s.kPa）的相平衡常数m=0，试求：1.气膜体积吸收系数kGα（kmol（；2.当吸收率有 90%提高到99%，填料层高度的变化。 42. 在填料塔中用纯溶剂吸收某混合气体中的溶质组分。进塔气体组成为0.01（摩尔比，下同）， 液气比为1.5。操作条件下的相平衡关系为Y=1.5X。当两相逆流操作时出塔气体的浓度为0.005，现若两相该为并流操作时，试求气体出塔组成和吸收平均推动力。 43. 在一填料层高度为5m的填料塔中，用纯溶剂吸收混合气中的溶质组分。当液气比为1.0 时，溶质回收率可达90%。在操作条件下，溶质回收率可提高到95%，试问此填料的体积吸收总系数为原来的多少倍？ 44. 在逆流操作的填料吸收塔中，用纯溶剂吸收混合气中的溶质组分。已知进塔气相组成为 0.02（摩尔比），，气相总传质单元高度HOG为0.875m。在操作条件下的相平衡关系为Y=0.15X，试求：1.气相总传质单元数和填料层高度；2.若改用板式塔，试求理论板数和原填料理论板当量高度。 45. 用清水逆流吸收混合气体中的有害组分A。混合气流量为1500Nm3/h，其中A的含量为0.05 （摩尔分率），已知平衡关系为Y=1.4X，总体积吸收系数KYα=20Kmol/(m3.h)，塔径为0.8m。若取吸收剂用量为最小吸收剂用量的1.2倍，组分的回收率不低于96%，求：1.每小时送入吸收塔顶的清水量； 2.吸收液的浓度； 3.传质单元数；4.填料层高度。 46. 用清水逆流吸收混合气体中的有害组分A。混合气流量为1500Nm3/h，其中A的含量为0.05 （摩尔分率），已知平衡关系为Y=1.4，总体积吸收系数KYα=20Kmol/(m3.h)，塔径为0.8m。若取吸收剂用量为最小吸收剂用量的1.2倍，组分的回收率不低于96%，求：1.塔液相组 31 成；2.传质单元数；3.填料层高度 47. 在一逆流吸收塔中用三乙醇胺水溶液吸收混于气态烃中的H2S，进塔气相含H2S2.91%（体 积），要求吸收率不低于99%，操作温度300K，压强为101.33kPa，平衡关系为Y*=2X，进塔液体为新鲜溶剂，出塔液体中H2S浓度为0.013kml(H2S)/kmol（溶剂）。已知单位塔截面上单位时间流过的惰性气体量为0.015kmol/(m2.s)，气相体积吸收总系数为0.000395kmol/(m3.s.kPa)。求所需填料层高度。 48. 一逆流吸收塔中用三乙醇胺水溶液吸收混于气态烃中的H2S，进塔气相含H2S2.91%（体积）， 要求吸收率不低于99%，操作温度300K，压强为101.33kPa，平衡关系为Y*=2X，进塔液体为新鲜溶剂，出塔液体中H2S浓度为0.013kml(H2S)/kmol（溶剂）。已知单位塔截面上单位时间流过的惰性气体量为0.015kmol/(m2.s)，气相体积吸收总系数为0.000395kmol/(m3.s.kPa)。求所需填料层高度。 49. 在直径为0.8米的填料塔中，用1200Kg/h的清水逆流吸收空气和SO2，混合气量为1000m3 （标准）/h，混合气含SO21.3%（体积），要求回收率为99.5%，操作条件为20℃、1atm，平衡关系为y=0.75x，总体积传质系数KYα=0.055Kmol/(m3.s.atm)，求液体出口浓度和填料高度。 50. 在逆流操作的填料吸收塔中用清水吸收空气中的氨。空气的质量流速为2900kg/m2.h，气 相总体积吸收系数为Kyα=250kmol/m3.h，氨的回收率为0.9，入塔的气体浓度与出塔吸收液相平衡的气相浓度的1.25倍，求填料层高度。 51. 在逆流操作的填料吸收塔中，用纯溶剂吸收混合气中的溶质组分A，操作条件下的气液平 衡关系可表示为Y*=mX（X，Y为摩尔比）。吸收剂用量为最小用量的1.5倍，气相总传质单元高度HOG为1.2m。若要求吸收率为90%，求所需填料层高度。 第8章 气液分离设备 一、选择题 1. 下述说法中错误的是（ ）。 A、板式塔内气液逐级接触，填料塔内气液连续接触 B、精馏用板式塔，吸收用填料塔 C、精馏既可以用板式塔，又可以用填料塔 32 D、吸收不可以用板式塔，但可以用填料塔 2. 在精馏塔的设计中，设计思想是：在全塔汽液两相总体呈（ ）接触，而在每一块 塔板上汽液两相以（ ）方式接触。 A、逆流 B、并流 C、错流 D、不确定 3. 溢流液泛是由于（ ）造成的。 A、降液管通过能力太小 B、 液流分布不均匀 C、塔板上严重漏液 D、液相在塔板间返混 4. 下列属于错流塔板的有（ ）。 A、喷射塔板 B、浮阀塔板 C、舌形塔板 D、浮舌塔板 5. 下面三类塔板相比较，操作弹性最大的是（ ），单板压降最小的是（ ），造价 最低的是（ ）。 A、筛板塔 B、浮阀塔 C、泡罩塔 6. 在板式塔设计中，加大板间距，负荷性能图中有关曲线的变化趋势是：液泛线（ ）， 液沫夹带线（ ），漏液线（ ）。 A、上移 B、不变 C、下移 D、不确定 二、填空题 7. 填料的种类很多，大致可分为实体填料和网体填料两大类，请写出三种常见的填料的名称 ___________、___________、_______________。 8. 填料塔的塔径与填料直径之比不能太小，一般认为比值至少要等于_______。填料塔适宜 的空塔气速一般可取_______气速的50%~80%。 9. 筛板塔两相接触的传质面积为 。若处理的液体量很大或塔径很大时，一般采 用 ，以达到 的目的。 10. 板式塔与填料塔比较：精馏操作中，对易起泡体系应选用 塔更适合；对热敏性物 系，精馏塔此时应选用 塔更适合。 11. 填料塔的持液量增加，则压降 ，动力消耗 ，汽液允许流速 度 。 12. 写出三种常见填料的名称 _______、____________、________ 。 13. 写出三种常用板式塔的名称 、 、 。 33 14. 在浮阀塔的负荷性能图中，塔的适宜操作范围通常是由下列5条边界线圈定的；雾沫夹带 线：液泛线：_____________、_____________、____________。 15. 塔板负荷性能图由 、 、 、 、 线所组成。 16. 板式塔的全塔效率是指 与 之比。 17. 实体填料的类型有（写出三种） 18. 板式塔的三种不正常操作现象是 、 和 。 19. 板式塔的单板效率是指气相（或液相） 与 之比。 20. 生产中常用的三种塔板型式是 。 21. 板式塔的设计原则是：总体上______________________________________ ，在每层塔板 上_________________________________。 22. 请说出三种填料的名称：__________、__________、__________。 23. 气体通过塔板的阻力可视作是__________的阻力和_____________的阻力之和。 24. 评价气液传质设备性能的主要指标是 、 、 、 和 。 25. 按结构塔设备分为 和 。按气液接触方式分为________和 。 填料塔是 接触式气液传质设备，塔内 为连续相， 为分散相。错流板式塔是 接触式气液传质设备，塔内 为连续相， 为分散相。 26. 工业上应用最广泛的板式塔类型 、 、 、 和 。 27. 板式塔操作中可能出现的非理想流动有 、 、 、 和 。 28. 板式塔设计中，加大板间距的优点是 和 。缺点 。 29. 板式塔的负荷性能图由型 、 、 、 和 五条曲线包围的区域构成。 30. 负荷性能图的作用是 、 和 。 31. 评价填料性能优劣的主要参数为 、 和 。 34 32. 在填料塔的?P/z?u曲线上，有 和 两个折点，该两个折点将曲线分为 三个区，它们分别是 、 、 ；塔的操作应在 。 三、计算题 四、简答题 塔板负荷性能图是由哪几条线组成的？ 第9章 萃取 一、选择题 1. 与单级萃取相比，如溶剂比、萃取比、萃取相浓度相同，则多级逆流萃取可使萃余分率 （ ）。 Ａ、增大； Ｂ、减小; Ｃ、基本不变; Ｄ、增大、减小均有可能。 2. 在B-S部分互溶的单级萃取过程中，若加入的纯溶剂量增加而其他操作条件不变，则萃取 液浓度y＇（ ）。 A、增大 B、减小 C、不变 D、变化趋势不确定 3. 以下不属于萃取相平衡关系的曲线为（ ）。 A、溶解度曲线 B、操作线 C、联接线 D、分配曲线 4. 在进行萃取操作时，应使（ ）。 A、分配系数大于1 B、分配系数小于1 C、选择性系数大于1 D、选择性系数小于1 5. 在B、S部分互溶物系中加入溶质A，将使B、S互溶度( )；降低操作温度，B、S互 溶度将( ) A、增大 B、减小 C、不变 D、无法判断 6. 对B、S部分互溶物系进行单级萃取，若原料液量及组成不变，而萃取剂S的量增加时， 35 萃取相组成( )，萃取液组成( ) A、增大 B、减小 C、不变 D、无法判断 7. 在萃取过程中，若F代表原料液量，S代表萃取剂量，M代表混合液量，E代表萃取相量， R代表萃余相量，则（ ） A、F+R=M B、F+S=M C、F+E=M D、S+E=M 8. 在萃取过程中，若F代表原料液量，S代表萃取剂量，E‘代表萃取液量，R’代表萃余液量， 则有（ ）。 A、S+R‘=F B、E’+S=F C、R‘+E’=F D、S+E‘=R’ 9. 在单级萃取中，在保持原料液组成xF及萃余相组成xA不变的条件下，用含有少量溶质A 的萃取剂代替纯溶剂，则萃取相组成yA将（ ），萃取液与萃余液量E‘/R‘的比值将（ ）。 A、增大 B、不变 C、降低 D、不一定 10. 用萃取剂S对A、B混合液进行单级萃取，当萃取剂用量加大时（F、xF保持不变），则所 得萃取液的组成y‘A将（ ），萃取率将（ ）。 A、增大 .B、减小 C、不变 D、不一定 11. 对于一定的物系，影响萃取分离效果的主要因素是（ ）与（ ）。 A、温度 B、原料液量F C、萃取剂量S D、溶剂比S/F 二、填空题 1. 稀释剂B与萃取剂S的互溶度愈 ，操作温度愈 ，两相区面积就愈 ，愈不利 于萃取分离。 2. 在萃取塔实验中，维持塔内两相界面稳定的较好一种方法是 ________________________________________。 3. 在多级错流萃取过程的计算中，每使用一次平衡关系（即联结线），说明需 要 。 4. 三角形坐标图上任一边上的点代表一个 元混合液组成点，三角形内的任一点代表一 个 元混合液组成点，三角形的任一顶点代表一个 组成点， 5. 在多级逆流萃取中，欲达到同样的分离程度，溶剂比愈大则所需理论级数愈 。 6. 萃取是利用 的过程。 36 7. 在单级萃取器中用纯溶剂S提取两组分混合液中的组分A，测得萃取相和萃余相中组分A 的质量分率分别为0.39和0.20。操作条件下B与S可视为不互溶，则组分A的分配系数kA= ，溶剂的选择性系数β= 。 8. 萃取操作中，稀释剂与萃取剂的互溶度愈 ，选择性系数β愈 ，得到的 萃取液组成愈 。 9. 萃取剂S与稀释剂的B的互溶度愈 ，分层区面积愈 ，可能得到 ‘的萃取液的最高组成ymax愈 。 10. 若萃取相和萃余相在脱溶剂后具有相同的组成，并且等于原料液的组成，则说明萃取剂的 选择性系数β= 。 11. 当萃取剂的用量为最小时，将出现 ，此时所需的理论级数为 。 12. 选择萃取剂应考虑的主要因素有 、 、 13. 与 。 14. 萃取中根据两相接触方式的不同，分为 和 ；根据加料方式 的不同，级式萃取又分为 、 和 。 15. 多级错流萃取的特点是 、 、和 。 16. 多级逆流萃取的特点是 、 、 和 。 17. 为提高萃取分离效果，分散相应选择 与 的液相。 三、计算题 1. 在多级逆流萃取设备中，将A、B混合物进行分离，纯溶剂S的用量为40kg/h。B与S完 全不互溶，稀释剂B为60kg/h，分配系数K?YA/XA?1.5（Y、X均为质量比）进料组成XF=0.425kgA/kgB，要求最终组成Xn?0.075kgA/kgB，试求所需的理论级数n。 2. 用纯溶剂S对A、B两组分混合液进行萃取分离。在操作条件下B、S可视为完全不互溶， 且质量比表示相组成的分配系数K=4。已知：混合液由100gB及15gA组成，试比较如下三种操作所得最终萃余相的组成。1.用100gS进行单级萃取；2.用100gS等分两份进行错流萃取；3.用100gS进行两级逆流萃取。 3. 用高度为6m的填料塔中用纯溶剂S萃取A、B混合液中的溶质A。操作条件下B、S可视为 完全不互溶，两相的平衡方程为Y=0.8X（Y、X均为质量比组成，下同），要求从XF=0.65 37 降至Xn?0.05，操作溶剂比S/B=1.25，试求：1.溶剂实际用量为最小用量的倍数；2.填料层的HOR及HETS。 4. 用纯溶剂45在单级萃取器中处理A、B两组分混合液。料液处理量为30，其中组分A的质 量比组成为XF=0.3。操作条件下组分B、S可视为完全不互溶，且两相的平衡方程为Y=1.2X。试求组分A的萃出率φA。 5. 对于上题的体系，为提高组分A的回收率，特设计三种方案，即：1.用45kg/h的萃取剂 等分两份进行两级错流萃取；2.用45kg/h的萃取剂等分两份进行两级逆流萃取；3.在传质单元数NOR=2的填料塔中进行逆流萃取。 6. 用高度为4m的逆流萃取塔中用水作萃取剂处理乙醛和甲苯的混合液。原料液处理量为 1200，其中乙醛的质量分率为0.05，要求最终萃余相中乙醛含量不高于0.005，操作溶剂比（S/R）为0.455。操作条件下水和甲苯可视为完全不互溶，且两相的平衡方程为Y=2.2X（Y、X均为质量比组成，下同），试求：1.操作溶剂比为最小溶剂比的的倍数及水的用量；2.填料层的HOR及理论级当量高度要求从XF=0.65降至Xn?0.05，操作溶剂比S/B=1.25，HETS。 第10章 干燥 一、选择题 1. 温度为t0湿度为H0，相对湿度为φ0的湿空气经过间壁蒸汽加热的预热器后,空气的温度为 t1,湿度为H1,相对湿度为φ1则（ ）。 A、 H1>H0 B、 φ0>φ1 C、H1 A、非结合水分 B、自由水分 C、结合水分 D、临界水分 3. 已知湿空气的下列哪两个参数，利用H—I图可以查得其它未知参数（ ）。 A、水汽分压P，湿度H B、露点td，湿度H C、湿球温度tw，干球温度t D、焓I，湿球温度tw 4. 湿空气通过换热器预热时，该过程的经历为（ ）。 38 A、等焓过程 B、等相对湿度过程 C、等温过程 D、等湿度过程 5. 空气的饱和湿度Hs是湿空气的如下参数的函数：( ) 。 A、 总压及干球温度； B、 总压及湿球温度 C、 总压及露点 D、 湿球温度及焓 6. 已知湿空气的下列哪两个参数，利用t-H图或H-I图，可以查得其他未知参数( )。 A、 (tw ,t) B、 (td ,H) C、 (p ,H) D、 (I ,tw) 7. 对于一定干球温度的空气， 当其相对湿度愈低时，其湿球温度 ( )。 A、 愈高 B、 愈低 C、 不变 D、 不一定，尚与其它因素有关。 8. 对湿空气的预热过程，随温度的提高空气的湿度( )，相对湿度( ) ，焓值 ( )。 A、增大 B、不变 C、减小 D、无法判断 9. 物料中的水分超过X* 的那部分水分称为( )。 A、平衡水分 B、结合水分 C、非结合水分 D、自由水分 10. 在湿空气的预热过程中，随着湿空气温度的升高，湿空气的湿度（ ），相对湿度 （ ），焓值（ ）。 A、增加 B、不变 C、降低 D、无法判断 11. 在湿空气的H—I图上，已知湿空气的两个参数（ ），即可确定湿空气的状态点。 A、H和td B、t和tW C、p和H D、I和tW 12. 在等焓干燥过程中，湿空气的温度（ ），湿空气的湿度（ ），湿空气的相对湿度 （ ）。 A、增加 B、不变 C、降低 D、无法判断 13. 露点是指湿空气在（ ）达到饱和时的温度。 A、等温增湿 B、等湿降温 C、等湿升温 D、等温减湿 14. 在等焓干燥过程中，湿空气的温度（ ），湿空气的湿度（ ），湿空气的相对湿度 （ ）。 A、增加 B、不变 C、降低 D、无法判断 15. 已知湿空气的如下两个参数，便可确定其它参数（ ）。 A、 H，p B、 H，td C、 H，t D、 I，tas 16. 湿空气在预热过程中不变的参数是（ ）。 A、焓 B、相对湿度 C、湿球温度 D、露点 39 17. 当空气的相对湿度φ=60%时，则其三个温度t干球温度、tw 湿球温度、td露点之间的关系 为（ ）。 A、 t=tw=td B、t>tw>td C、 t< tw A、结合水分 B、非结合水分 C、临界水分 D、自由水分 19. 同一物料，如恒速阶段的干燥速率加快，则该物料的临界含水量将（ ）。 A、不变 B、减小 C、增大 D、不一定 20. 已知物料的临界含水量为0.18（干基，下同），现将该物料从初始含水量0.45干燥至0.12， 则干燥终了时物料表面温度?为（ ）。 A、??tw B、??tw C、??td D、??t 21. 利用空气作介质干燥热敏性物料，且干燥处于降速干燥阶段，欲缩短干燥时间，则可采取 的最有效的措施是（ ）。 A、提高干燥介质的温度 B、增大干燥面积，减薄物料厚度 C、降低干燥介质的相对湿度 D、提高空气的流速 二、填空题 1. 在干燥操作中，常根据物料中所含的水分被除去 的难易程度而划分为______水分和_______水分，还可根据物料中所含水分在一定条件下能否用对流干燥的方法将其除去划分为____ __水分和___ __水分。 2. 如图是干燥速率曲线，图中AB段称为干燥的预 热阶段，BC段称为____________阶段，CDF段称为____________阶段。 3. 干燥是指____________________________________的化工单元操作。 4. 湿空气经预热后相对湿度φ将_______。对易龟裂的物料，常采用_______的方法来控制进 干燥器的φ值。干燥操作的必要条件是_______，干燥过程是_______相结合的过程。 5. 在用热空气干燥某固体物料的实验中，干湿球温度计的读数的用处是 ____________________________________________________________。 40 6. 平衡水分不仅与湿物料种类有关，还与 有关。因此，同一湿物料根据干燥条件 的不同，可具有 的平衡水分。 7. 用热空气干燥固体湿物料中的水分，此干燥操作能够进行的必要条件是 。 8. 物料的平衡水分一定是 。 9. 物料中的平衡水分的多少与____________性质和_____________性质有关。 10. 恒速干燥阶段除去的水分为__________降速干燥阶段除去的水分为________和 _________，整个干燥过程除去的水分都是 _____________水分 。 11. 物料中的结合水分的多少与___________________性质有关。 12. 饱和空气在恒压下冷却， 温度由ｔ1降至ｔ2，此时其相对湿度 ，湿球温 度 ，.露点 。 13. 若维持不饱和空气的湿度H不变，提高空气的干球温度，则空气的湿球温度 ，露 点 ，相对湿度 。(变大,变小,不变,不确定) 14. 干燥操作中， 干燥介质（不饱和湿空气）经预热器后湿度 ， 温度 。当物料 在恒定干燥条件下用空气进行恒速对流干燥时，物料的表面温度等于 温度。 15. 已知在ｔ＝50℃、P＝1atm时， 空气中水蒸汽分压Pv ＝55.3mmHg，则该空气的湿含量H ＝ ；相对湿度Φ＝ ；（50℃时,水的饱和蒸汽压为92.51mmHg） 16. 当空气的温度t 、湿度H 一定时，某物料的平衡含水量为X* ，若空气的湿度H 下降，则 平衡含水量 。 17. 恒定干燥条件下，恒速干燥阶段属于 控制阶段，降速干燥阶段属于 控制阶段。 18. 常压下，湿度H 一定的湿空气，当气体温度t 升高时，其露点td 将 ，而当总压P 增 大时，td将 。 19. 在干燥过程中，干燥介质的作用是 。 20. 恒速干燥阶段又称为表面汽化阶段，此阶段汽化的水分为 水分，干燥速率取决 于 。 21. 对不饱和湿空气，湿球温度 露点温度；而对于饱和湿空气，绝热饱和温度 干 球温度。 22. 降速干燥阶段又称为物料内部水分扩散阶段，此阶段汽化的水分为 水分， 干燥速率取决于 。 23. 对不饱和湿空气，湿球温度 露点温度；而对于饱和湿空气，绝热饱和温度 干 41 球温度。 24. 恒定干燥条件是指____________的_____________，_______________，及__________， _____________都不变。 25. 当物料在恒定干燥条件下用空气进行恒速对流干燥时，物料的表面温度等于_________温 度，此时干燥除去的是_________水分。 26. 不饱和湿空气，干球温度__________湿球温度，露点_______湿球温度，干燥操作中，干 燥介质（湿空气）经预热后湿度_________，温度_______。当物料在恒定干燥条件下用空气进行恒速对流干燥时，物料的表面温度等于_________温度。 27. 物料的平衡水份分必定是____________，而_____________肯定是自由水份，一般来说， 恒速干燥阶段汽化的水份为_______________，当物料的含水量降至__________，便转入降速阶段。 28. 对于不饱和的湿空气，干球温度__________湿球温度，露点_______湿球温度。 29. 对流干燥操作的必要条件是 ；干燥过 程是 相结合的过程。 30. 在101.3kPa的总压下，将饱和空气的温度从t1降至t2，则该空气的下列状态参数变化的 趋势是：相对湿度φ ，湿度H ，湿球温度tw ，露点温度td 。 31. 在实际的干燥操作中，常用 来测量空气的湿度。 32. 恒定的干燥条件是指空气的 、 、 均不变的干燥过程。 33. 恒速干燥阶段又称 影响该阶段干燥速率的主要因素 是 ；降速干燥阶段又称 控制阶段，影响该干燥阶段速率的主要因素是 。 34. 理想干燥器或绝热干燥过程是指 ，干燥介质进入和离开干 燥器的焓值 。 三、计算题 1. 在常压连续干燥器中将处理量为0.417kg/s的湿物料自含水量为47%干燥到5%（均为湿 基），采用废气循环操作，新鲜空气与废气混合后经预热器加热，再送入干燥器。循环比（废气中绝干空气质量与混合气中绝干空气质量之比）为0.8。新鲜空气的湿度为0.0116kg/kg绝干气，温度为22℃，废气的湿度为0.0789kg/kg绝干气，温度为52℃。假 42 设干燥过程为绝热过程，预热器的热损失可忽略不计。试求：1.水分蒸发量；2.绝干空气消耗量；3.干燥产品量；4.预热过程的耗热量；5.在H-I图上定性画出湿空气的状态变化情况。 2. 在一常压逆流干燥器中，干燥某湿物料，进预热器新鲜空气的湿度为0.0109kg/kg绝干气， 热焓为114.7kJ/kg绝干气，离开干燥器的空气的温度为30℃；湿物料初始状态为：干基含水量为0.0384kg/kg绝干料，热焓为40kJ/kg绝干料；干燥后产品的干基含水量为0.002kg/kg绝干物料，热焓为90.9kJ/kg绝干料；干燥产品流量为1000kg/h，干燥器热损失量为32520kJ/h。试求：1.水分蒸发量；2.新鲜空气消耗量。 3. 对某湿物料进行恒定干燥操作，干燥介质为湿空气。测得恒速阶段干燥时间为0.167小时， 平衡含水量X*=0.05kg水/kg绝干料，恒速阶段干燥速率为1.5kg/(m2.h)，降速阶段干燥线为直线，每公斤绝干物料的干燥面积为0.22m2，若将该物料从含水量17％降到6％（均为湿基），求所需的干燥时间。 4. 某常压连续干燥器采用热空气为干燥介质干燥某湿物料，湿物料进干燥器前的含水量是 0.25kg水/kg绝干料，出干燥器前的含水量是0.01kg水/kg绝干料，干燥器的生产能力为400kg/h(以干燥后的产品计)。进预热器前的新鲜空气的温度为20℃，湿度为0.01kg水/kg绝干气，离开预热器后热空气的温度为90℃，空气离开干燥器时的温度为40℃，湿度为0.03kg水/kg绝干气。求1.水分蒸发量W；2.新鲜空气消耗量L’,m3/h；3.进干燥器湿物料量G1，kg/h。 5. 在一连续干燥器中，每小时处理湿物料1000kg，经干燥后物料含水率由8%降至2%（均为 湿基）。温度为20 oC，湿度为0.009kg水/kg绝干气 的新鲜空气经预热器预热到90 oC后进入干燥器，离开干燥器时空气湿度为0.022kg水/kg绝干气。试求：1.原新鲜空气的消耗量 2.预热器内的传热量。 6. 在一连续干燥器中，每小时处理湿物料1000kg，经干燥后物料含水率由8%降至2%（均为 湿基）。温度为20C，湿度为0.009kg水/kg绝干气 的新鲜空气经预热器预热到90C后进入干燥器，离开干燥器时空气湿度为0.022kg水/kg绝干气。试求：1.水分蒸发量W,； 2.新鲜空气消耗量L’,m3/h；3.干燥的产品流量G2, kg/h；4. 预热器补充的热量QP，kJ/h。 7. 在常压连续干燥器中干燥某固体湿物料。已知新鲜空气温度为15℃，湿度为0.0073kg水 /kg干空气，该空气在预热器中预热至90℃后送入干燥器，离开干燥器的废气温度为50℃，湿度为0.023kg水/kg干空气，固体湿物料初始含水量为13%（湿基，下同），干燥产品含水量为0.99%，干燥产品为237kg/h，试求：1.水分蒸发量，kg/h；2.绝干空气消耗量， 43 o o kg/h；3.进干燥器湿物料量，kg/h；4.预热器的传热量，kw。 8. 湿空气总压力101.33Pa， 干球温度为40℃， 露点为25℃, 试求:1. 水气分压；2.湿度； 3.相对湿度；(4)焓。 (P=3.17kPa； H=0.02kg/kg绝干气；φ=0.43； I=92KJ/kg绝干气) 9. 湿空气总压为50kPa，干球温度为60℃，相对湿度为40%，试求:1.水气分压；2.湿度；3. 湿比容。 (P=7.97kPa; H=0.118kg/kg绝干气; VH=2.27m3/kg绝干气) 10. 去湿设备中将空气中的部分蒸汽除去，操作压力为101.33kPa。空气进口温度为20℃，水 蒸气分压为6.62kPa，出口处水蒸气分压为1.4kPa。试计算每100m3进口空气所除去的水分量。 (3.92kg水) 11. 用一干燥器干燥某物料，已知湿物料处理量为1000kg/h，含水量由40%干燥至5%（均为湿 基）。试计算干燥水分量和干燥收率为94%时的产品量。(368.4kg/h ；594kg/h) 12. 用连续干燥器干燥某物料，已知湿物料处理量为0.3kg/s, 物料由含水量40%干燥到5%(均 为湿基), 试求绝干物料量Gc水分蒸发量W及干燥产品量G2。 (Gc=0.18kg/s； W=0.111kg/s； G2=0.19kg/s) 13. 在常压连续干燥器中干燥某湿物料, 每小时处理物料1000kg, 经干燥后物料含水量由40% 降至5%(均为湿基)。进干燥器空气温度为10℃, 其中所含水气分压为1.0kPa，空气在40℃、Φ=70%下离开干燥器。试求所需新鲜空气量,kg/s。40℃下水饱和蒸气压为7.4kPa。 (L=3.783kg/s) 14. 某物料在连续理想干燥器中进行干燥。物料处理量为1kg/s, 物料含水量由5%降到1%(均 为湿基)。空气初始温度为20℃,湿度为0.005kg/kg绝干气, 空气进干燥器时温度为150℃, 出干燥器时温度为70℃。试求:1.空气消耗量；2.预热器传热量。 (L=1.3kg绝干气/s;；Qp=173kw) 15. 利用气流干燥器将含水量20%的物料干燥到5%(均为湿基)。已知湿物料处理量为 1000kg/h。空气初始温度为20℃，湿度为0.011kg/kg绝干气, 空气经预热后进入干燥器, 空气离开干燥器时温度为60℃、湿度为0.04kg/kg绝干气, 并为等焓干燥过程。试求1.空气量,m3/h(按进预热器状态计)；2.进干燥器时空气温度；3. 预热器传热量。 (V=4592m3/h； t1=133℃； Qp=170kw) 16. 在恒定干燥条件下干燥某湿物料。降速阶段干燥速率曲线为直线,且已知恒速阶段干燥速 44 率Uc为1.5kg/(m2.h)，临界含水量Xc为0.2(干基,下同),平衡含水量X*为0.05, 单位干燥面积的绝干物料量Gc/A为40kg绝干料/m2. 湿物料质量为2000kg.试求将该物料由含水量X1=0.38降到X2=0.1时所需的干燥时间。 (τ=9.19h) 17. 在常压连续干燥器中干燥某固体湿物料。已知新鲜空气温度为15℃、湿度为0.0073kg水 /kg干空气、焓为35KJ/干空气，该空气在预热器中预热至90℃后进入干燥器，离开干燥器的废气温度为50℃，湿度为0.023kg水/kg干空气，固体湿物料初始含水量为13%（湿基，下同），干燥产品含水量为0.99%。干燥产品量为237kg /h 。试求：1.经预热后湿空气的湿度和焓；2.干燥过程中除去的水分量；3.绝干空气消耗量；4.预热器传热量。 （H =0.0073k水/干空气、I =110.3KJ /kg干空气；W =32.62kg水/h ；L =2078kg干空气/h ；Qp =43.5kw） 18. 物料在常压理想干燥器中进行干燥，湿物料的流率为 ，初始湿含量（湿基，下同） 为3.5%，干燥产品的湿含量为0.5%。空气状况为：初始温度为25℃、湿度为 ，经预热后进干燥器的温度为160℃，如果离开干燥器的温度选定为 60℃，试分别计算需要的空气消耗量及预热器的传热量。 （L =0.767kg/h； Qp =105.55W ） 19. 某湿物料在恒定干燥条件下经过5.5小时的干燥，其干基含水量自0.35降至0.10，若在 相同干燥条件下，需要物料含水量从0.35降至0.05，试求干燥时间。物料的临界含水量为0.15，平衡含水量为0.04，假设在将速阶段中干燥速率与物料自由含水量 正比。 (τ=9.57h ) 20. 在恒定干燥条件下的箱式干燥器内，将湿物料由湿基含水量25%干燥到6%，湿物料的处理 量为150㎏，实验测得：临界干基含水量为0.2，试计算1.总共除去的水分；2.在恒速阶段和降速阶段各除去多少水分。 （W =30.32kg； W1=15kg ；W2 =15.32kg ）。 21. 乙醇水溶液中，乙醇的质量分率为0.25，试求其摩尔分率。 （xA?0.115） 22. 温度为20℃，湿度为0.01Kg/Kg绝干气的常压新鲜空气在预热器中被加热到75℃后送入 干燥器，进行等焓干燥，离开时温度为40℃，绝干空气流量为2000Kg/h，湿物料含水量 45 成 由2.5％降至0.5％(均为湿基含水量)，求：1.水分气化量，Kg/s；2.干燥产品量，Kg/s；3.新鲜空气消耗量，Kg/s。 23. 常压下以 20℃，相对湿度为45 %的新鲜空气将1000 kg /h的某湿物料由湿基含水量 4 % 干燥到 0.2 %,空气在预热器中被加热到 90 ℃后送入干燥器，离开干燥器时温度为50℃，湿度为0.022 ㎏/㎏绝干空气。求新鲜空气用量及预热器供热量（热损失不计，20℃时水的饱和蒸汽压为2.33 kPa）。 24. 常压下将30℃，相对湿度为30%的新鲜空气在预热器中预热到90℃后送入干燥器，使 1000kg/h的湿物料由湿基含水量8%降到0.4%，离开干燥器时空气的湿度为0.030kg/kg绝干空气。计算1.新鲜空气用量；2.预热器供热量（热损失不计）。已知30℃时水的饱和蒸汽压为4.2kPa 。 25. 常压下将20℃，湿度为0.008 kg/kg绝干空气的新鲜空气在预热器中预热到90℃后送入 干燥器，使1000kg/h的湿物料由湿基含水量10%降到0.5%，离开干燥器时空气的湿度为50℃，干燥过程为等焓干燥过程。计算1.离开干燥器湿空气的湿度和相对湿度；2.新鲜空气用量。50℃时水的饱和蒸汽压为12.3kPa。 26. 常压下将20℃，湿度为0.008 kg/kg绝干空气的新鲜空气在预热器中预热到90℃后送入 干燥器，使1000kg/h的湿物料由湿基含水量10%降到0.5%，离开干燥器时空气的湿度为50℃，干燥过程为等焓干燥过程。计算1.离开干燥器湿空气的湿度和相对湿度；2.新鲜空气用量。50℃时水的饱和蒸汽压为12.3kPa。 27. 某湿物料，在气流干燥器内进行干燥，湿物料的处理量为0.5kg/s，湿物料的含水量为5%， 干燥后物料的含水量不高于1%（均为湿基）。空气的初始温度为20℃，湿含量为0.005 kg水/kg绝干气，若将气体预热至150℃进入干燥器，在干燥器内经历等焓干燥过程，当气体出口温度为70℃时，求：1.水分蒸发量 kg/s；2.离开干燥器时空气的湿含量 kg水/kg绝干气；3.绝干空气消耗量kg/s；4.预热器所需提供的热量 kw。 28. 在某理想干燥器中将某湿物料自含水量30% 降至5%（湿基），要求干燥产品量为1000 kg/h。 进入预热器的空气的温度为25℃，湿度为0.003kg水/kg绝干空气；干燥器出口空气的温度为38℃，湿度为0.014kg水/kg绝干空气。：试求：1.干燥过程的水分蒸发量；2.绝干空气消耗量；3.离开预热器时空气的温度；4.预热器所需提供的热量（忽略热损失）。 29. 某湿物料在气流干燥器内进行干燥，湿物料的处理量为0.5kg/s，湿物料的含水量为5%， 干燥后物料的含水量不高于1%（均为湿基），空气的初温为20℃，湿含量为0.005 kg水/kg绝干气。若将气体预热至150℃进入干燥器，在干燥器内经历等焓干燥过程，当气体 46 出口温度为70℃时，试求：1.水份蒸发量 kg/s；2.绝干空气消耗量kg/s 30. 采用常压理想干燥器干燥某湿物料，每小时将1000kg湿物料干燥至原湿基湿含量的12.5% 时，物料失重47%离开干燥器。初温为20℃、水汽分压为2.6kPa的新鲜空气由风机送入预热器，加热至120℃后进入干燥器中作为干燥介质，离开干燥器时废气温度为40℃。试求：1.风机所需的风量？2.预热器的换热量？3.每小时进入干燥器的绝干物料量？ 31. 某干燥过程如图所示。现测得温度为30℃，露点为20℃，湿 空气流量为1000m3/h的湿空气在冷却器中除去水分2.5kg/h后，再经预热器预热到60℃后进入干燥器。操作在常压下进行。试求：1.出冷却器的空气的温度和湿度；2.出预热器的空气的相对湿度。 答案：17.5℃；0.0125kg水/kg干气；10.0％。 间歇干燥过程计算 32. 已知常压、25℃下水分在氧化锌与空气之间的平衡关系为：相对湿度?=100%时，平衡含水 量X *=0.02kg水/kg干料相对湿度?=40%时，平衡含水量X *=0.007kg水/kg干料现氧化锌的含水量为0.25kg水/kg干料，令其与25℃、?=40%的空气接触。试问物料的自由含水量、结合水分及非结合水分的含量各为多少？ 答案：0.243kg水/kg干料；0.02kg水/kg干料；0.23kg水/kg干料。 33. 某物料在定态空气条件下作间歇干燥。已知恒速干燥阶段的干燥速率为1.1kg/(m2h),每批 物料的处理量为1000kg干料，干燥面积为55m2。试估计将物料从0.15kg水/kg干料干燥到0.005kg水/kg干料所需的时间。 说明：物料的平衡含水量为零，临界含水量为0.125kg水/kg干料。作为粗略估计，可设降速阶段的干燥速率与自由含水量成正比。 答案：7.06hr。 34. 某厢式干燥器内有盛物浅盘50只，盘的底面积为70cm?70cm，每盘内堆放厚20mm的湿物 料。湿物料的堆积密度为1600kg/m3，含水量由0.5kg水/kg干料干燥到0.005kg水/kg干料。器内空气平行流过物料表面，空气的平均温度为77℃，相对湿度为10%，气速2m/s。物料的临界自由含水量为0.3kg水/kg干料，平衡含水量为零。设降速阶段的干燥速率与物料的含水量成正比。求每批物料的干燥时间。 答案：21.08hr。 35. 在盘式干燥器中将某湿物料的含水量从0.6干燥至0.1（干基，下同）经历了4小时恒定 47 干燥操作。已知物料的临界含水量为0.15，平衡含水量为0.02，且降速干燥阶段的干燥速率与物料的自由含水量（X-X*）成正比。试求将物料含水量降至0.05需延长多少时间？ 连续干燥过程的计算 36. 某常压操作的干燥器的参数如附图所示，其中：空气状况to=20℃，Ho=0．01kg水／kg干 气，t1=120℃，t2 = 70℃，H2＝0．05kg水／kg干气；物料状况? 1＝30℃，含水量? 1=20％， ? ? 绝对干物料比热容cps＝1．5kg／(kg·℃)；干燥器的生产能力为53．5kg2＝50℃，2=5％，／h (以出干燥器的产物计)，干燥器的热损失忽略不计，试求：1.空气用量；2.预热器的热负荷；3.应向干燥器补充的热量。 37. 答案：250.75kg干气/hr；25798.2kJ/hr；13984.3kJ/hr。 38. 一理想干燥器在总压100kPa下将物料由含水50％干燥至含水1％，湿物料的处理量为20kg ／s。室外空气温度为25℃，湿度为0．005kg水/kg干气，经预热后送入干燥器。废气排出温度为50℃，相对湿度60％。试求：1.空气用量V；2.预热温度；3.干燥器的热效率。 答案：223kg/s；163℃；81.1％。 39. 某湿物料的处理量为1000kg/h，温度为20℃，湿基含水量为4%，在常压下用热空气进行 干燥，要求干燥后产品的湿基的含水量不超过0.5%，物料离开干燥器时温度升为60℃。湿物料的平均比热容为3.28kJ/（kg绝干料.℃），空气的初始温度为20℃，相对湿度为50%。若将空气预热至120℃后进入干燥器，出干燥器的温度为50℃，湿度为0.02kg/kg绝干料。干燥过程的热损失约为预热器供给热量的10%。试求：1.新鲜空气的消耗量L0；2.干燥器补充热量QD；3.干燥系统消耗的总热量Q；4.干燥系统的热效率η，若干燥系统保温良好，热损失可忽略时，热效率为多少？ 答案：2783kg新鲜空气/h，46100kJ/h，329000kJ/h，27.67%，30.27% 40. 某湿物料在常压气流干燥器中进行干燥。湿物料流量为2400kg/h，初始湿基含水量为3.5%， 干燥产品的湿基含水量为0.5%。温度为20℃，湿度为0.005kg/kg绝干气的空气经预热后温度升至120℃进入干燥器。假设干燥器为理想干燥器。试求：当空气出口温度为60℃时，绝干空气的消耗量及预热器所需提供的热量；当空气出口温度为40℃时，绝干空气的消耗 48 量及预热器所需提供的热量；若空气立刻干燥器以后，因在管道及旋风分离器中散热，温度下降了10℃，试分别判断以上两种情况是否会发生物料返潮的现象。（30℃时水的饱和蒸汽压为4.25kPa） 答案：1.3082kg绝干气/h，87.3kW；2.2277 kg绝干气/h，64.5Kw；3.返潮 41. 在常压逆流干燥器中干燥某湿物料。已知进干燥器的湿物料量为0.8kg/s，经干燥器后， 物料的含水量由30%减至4%（均为湿基），温度由25℃升至60℃，湿物料的平均比热容为3.4kJ/（kg.℃）；干燥介质为20℃的常压湿空气，经预热后加热到90℃，其中所含水汽分压为0.98kPa，离开干燥器的废气温度为45℃，其中所含水汽分压为6.53kPa；干燥器的热效率为70%。试求：1.新鲜空气的消耗量；2.干燥器的热损失。 答案：5.93kg新鲜空气/s； 23.67Kw 42. 在逆流绝热干燥器中用热空气将湿物料中所含水分由w1=0.18降至w2=0.005。湿空气进入 预热器前的温度为 25℃，湿度为0.00755kg/kg绝干气，进入干燥器的焓为125kJ/kg绝干气，立刻干燥器的温度为50℃。试求：1.空气经预热后的温度；2.t1单位空气消耗量l；3.若加到干燥器的总热量为900kW，则干燥产品量为若干，kg/h？ 答案：103.7℃，47.0kg绝干气/kg水，4009kg产品/h 43. 在常压连续逆流干燥器中用热空气干燥某种湿物料。两流股的有关参数为：空气 进入干 燥器的湿度为0.011kg/kg绝干气，焓为115.2kJ/kg绝干气；离开干燥器的焓为109 kJ/kg绝干气。2.湿物料 初始湿基含水量为20%，焓为40J/kg绝干料，干燥后的干基含水量为0.02kg/kg绝干料，焓为91 J/kg绝干料，干燥产品量为1000 kg/h。干燥器的热损失为9.5kW。干燥器不补充热量。试求：1.新鲜空气消耗量L0；2.空气离开干燥器的温度t2；3.干燥器的热效率η。 44. 在连续干燥器中，将物料自含水量为0.05干燥至0.005（均为干基），湿物料的处理量为 1.6kg/s，操作压强为101.3kPa。已知空气初温为20℃，其饱和蒸汽压为2.334kPa，相对湿度为50%，该空气被预热到125℃后进入干燥器，要求出干燥器的空气湿度为0.024kg水/kg绝干气。假设为理想干燥过程。试求：1.空气离开干燥器的温度；2.绝干空气消耗量，kg/s；3.干燥器的热效率。 45. 在常压连续逆流干燥器中用热空气干燥某种湿物料。两流股的有关参数为：1.空气 温 度25℃，湿度为0.0091kg/kg绝干气，预热至t1后进入干燥器，离开干燥器的温度为50℃，焓为128 kJ/kg绝干气。2.物料 进出干燥器的干基含水量分别为0.25 kg/kg绝干料与0.025 kg/kg绝干料，干燥产品量为1kg/s。试求：1.空气的流量L；2.空气进入干燥器的 49 温度t1；3.预热器的传热量Qp；4.若进入干燥器的温度不允许超过75℃，对原流程如何改进。 四、简答题 为了减少干燥时间，常常将被干燥的湿物料层摊薄，这是为什么？ 50 tw=td 18. 物料的平衡水分一定是( )。