蒸餾與吸收習(xí)題及參考答案

1、蒸儲(chǔ)習(xí)題及答案1二元溶液連續(xù)精儲(chǔ)計(jì)算中，進(jìn)料熱狀態(tài)的變化將引起以下線的變化 BA平衡線；B操作線與q線；C平衡線與操作線；D平衡線與q線。2精儲(chǔ)塔引入回流，使下降的液流與上升的汽流發(fā)生傳質(zhì)，并使上升汽相中的易揮發(fā)組分濃度提高，最恰當(dāng)?shù)恼f法是由于 4。(1)液相中易揮發(fā)組分進(jìn)入汽相；(2)汽相中難揮發(fā)組分進(jìn)入液相；(3)液相中易揮發(fā)組分和難揮發(fā)組分同時(shí)進(jìn)入汽相，但其中易揮發(fā)組分較多； 液相中易揮發(fā)組分進(jìn)入汽相和汽相中難揮發(fā)組分進(jìn)入液相的現(xiàn)象同時(shí)發(fā)生。3當(dāng)精儲(chǔ)操作中的q線方程為x=xF時(shí)，則進(jìn)料熱狀態(tài)為 飽和液體,止匕時(shí)q= _1_04簡單蒸儲(chǔ)過程中，釜內(nèi)0揮發(fā)組分濃度逐漸減小，其沸點(diǎn)則逐漸升高。

2、5精微段操作線方程為：y=0.75x+0.3,這絕不可能。此話(1) 。(1)對(duì)；(2)錯(cuò)；(3)無法判斷6對(duì)某雙組分理想物系，當(dāng)溫度t=80C時(shí)，pA 106.7kPa , pB 40kPa ,液相摩爾組成Xa 0.4,則與此液相組成相平衡的汽相組成 Va為(2)。(1)0.5;(2)0.64; (3)0.72; (4)0.67被分離物系最小回流比Rmin的數(shù)值與 (4) 無關(guān)。(1)被分離物系的汽液平衡關(guān)系；(2)塔頂產(chǎn)品組成；(3)進(jìn)料組成和進(jìn)料狀態(tài)；(4)塔底產(chǎn)品組成。8最小回流比是指為達(dá)到指定的分離要求，所需理論板數(shù)為無窮多時(shí)的回流比。9以下說法中不正確的是 C。精儲(chǔ)段操作線方程式是

3、描述精微段中A 某板下降的液體濃度與下一板上升的蒸汽濃度間的關(guān)系式；B 某板上升的蒸汽濃度與上一板下降的液體濃度之間的關(guān)系式；C 進(jìn)入某板的氣體與液體的濃度之間的關(guān)系式；ID在相鄰兩板間相遇的汽相與液相濃度之間的關(guān)系式。10苯和甲苯溶液，其中含苯0.5 (摩爾分率，下同),以每小時(shí)1000kmol流量 進(jìn)入一精儲(chǔ)塔，要求塔頂產(chǎn)品中苯含量不低于0.9,若塔高不受限制，從塔頂采出量最大可以達(dá)到 D kmol/h。A 575.5 B 500C590.5D 555.511用連續(xù)精儲(chǔ)方法分離雙組分理想混合液，原料中含易揮發(fā)組分0.40,儲(chǔ)出液 中含易揮發(fā)組分0.90(以上均為摩爾分率)，溶液的平均相對(duì)揮

4、發(fā)度為2.5,最小 回流比為2,則料液的熱狀況參數(shù)q=B。A 0.48B 0.38C0.3D 0.512精微分離 2.5的二元理想混合液，已知回流比 R=3,塔頂xd=0.96 ,測(cè)得第 三層塔板(精儲(chǔ)段)的下降液體濃度為 0.4 ,第二層板下降液體濃度為0.45 ,則第三層塔板的汽相單板效率Emv為A 22.2% B 32.68% C 44.1%D 107.5%13精儲(chǔ)塔設(shè)計(jì)中，回流比并不總是越大越好，原因是回流比增大，所需理論板數(shù)減少，塔設(shè)備所引起的設(shè)備費(fèi)降低；但冷凝器、 再沸器熱負(fù)荷增大，換熱器設(shè)備費(fèi)及加熱蒸汽、冷卻水所消耗的動(dòng)力費(fèi)增大。當(dāng) R大到一定值后，總費(fèi)用（設(shè)備費(fèi)和動(dòng)力費(fèi)之和）呈

5、現(xiàn)上升趨勢(shì)。14當(dāng)進(jìn)料為氣液混合物且氣液摩爾比為 2比3時(shí)，則進(jìn)料熱狀況參數(shù)q值為0.6o15-E測(cè)得在精儲(chǔ)塔操作中,離開某塊理論板的兩股物流的組成分別為0.82和0.70 ,則其中_0.82 是汽相組成。16某精儲(chǔ)塔在常壓下分離苯一甲苯混合液，此時(shí)該塔的精儲(chǔ)段和提儲(chǔ)段操作線 方程分別為y=0.723x+0.263和y =1.25x-0.0188 ,每小時(shí)送入塔內(nèi)的料液量為 75kmol,進(jìn)料熱狀況參數(shù)q=0.5,試求精儲(chǔ)段和提儲(chǔ)段上升的蒸汽量為多少kmol/h o由精儲(chǔ)段操作線方程可知：0.7230.263RR 1XDR 1解之得：R=2.61 , x尸0.949提儲(chǔ)段操作線方程過點(diǎn)（xw,

6、x w）,則: Xw 1.25Xw 0.0188Xw 0.075由提儲(chǔ)段操作線方程可知k RD qF_ 125V R 1 D q 1 F即2.61 D 0.5 75 1.25 3.61D 0.5 75D 44.35kmol / h于是V R 1 D 3.61 44.35 160.1kmol/hV V q 1 F 160.1 0.5 1 75 122.6kmol/h17用連續(xù)精儲(chǔ)方法分離雙組分理想混合液，原料中含易揮發(fā)組分0.40，儲(chǔ)出液中 含易揮發(fā)組分0.95（以上均為摩爾分率），溶液的平均相對(duì)揮發(fā)度為 2.8,最小回 流比1.50,說明原料液的進(jìn)料熱狀況，求出q值。Rmin=(x D-ye)

7、/(ye-xe) 1.5=(0.95-ye)/(ye-xe) (1)ye= a Xe/1+( - 1)xeye=2.8xe/(1+1.8xe)(2)聯(lián)解（1）、得 xe=0.327, ye=0.5760.576=q 0.327/（q-1）-0.4/（q-1）q=0.707 ,表明進(jìn)料為汽液混合物18某精儲(chǔ)塔的操作線及平衡線如圖所示，現(xiàn)若在操作時(shí)增大回流比R （保持F,X f, q, D不變），試定性畫出新情況下的操作線 見圖，圖中粗線為R加大后的操作線。19殘液中含苯1% （組成均以摩爾分率計(jì)）。（1）儲(chǔ)出液和殘液各多少kmol/h?（2）飽和液體進(jìn)料時(shí)，已估算塔釜每小時(shí)汽化量為132kmol

8、,問回流比為多少？用一連續(xù)精儲(chǔ)塔分離二元理想溶液，進(jìn)料量為100kmol/h,進(jìn)料組成為0.4 （摩爾分率），儲(chǔ)出液組成為0.9。Fx F Dx D wxWF D W即 100 0.4 D 0.9 W 0.01100 D W解之得： D=43.8kmol/hW=56.2kmol/h（2） V R 1D q 1 F將 V 132kmol/h, D 43.8kmol/h, q 1, F 100kmol/h代入得:R=2.0120用一連續(xù)操作的精儲(chǔ)塔在常壓下分離苯一甲苯混合液，原料液含苯0.5 （摩爾分率，下同），塔頂儲(chǔ)出液含苯0.9,塔頂采用全凝器，回流比為最小回流比的 1.5倍，泡點(diǎn)進(jìn)料，設(shè)加料

9、板上的液相組成與料液組成相同，在此溫度下苯的飽 和蒸汽壓為145.3kPa,試求離開進(jìn)料板的上一層理論塔板的液相組成。0101.3yF -px 1453 0.5 0 717*XdyF0.9 0.717Rmin 0.843VfXf0.717 0.5R 1.5&所 1.5 0.843 1.26精儲(chǔ)段操作線方程為R yn1 R ixnXd1.260.9Xn R 1 2.262.260.5584 0.398由題意可知，離開加料板的汽相組成yn 1 yF 0.717離開加料板的上一層理論板的液相組成Xn為Xnyn 1 0.3980.558*Vf 0.398 0.717 0.3980.5720.5

10、580.55821實(shí)驗(yàn)測(cè)得常壓精儲(chǔ)塔精儲(chǔ)段相鄰兩塔板的上升氣流組成分別為yn=0.885 ,yn+1=0.842,已知操作條件下平均相對(duì)揮發(fā)度3,回流比R=3.5,塔頂產(chǎn)品組成xd=0.95 o求以汽相組成表示的第n板的單板效率。若在全回流情況下，精儲(chǔ)段相鄰兩塔板的上升氣流組成變?yōu)閥n=0.885 ,yn+1=0.822 ,則以汽相組成表示的第n板的單板效率又為多少？精儲(chǔ)段操作線方程為:Vn 1RXd3.5Xn - XR 1 R 1 4.50.950.778Xn 0.2114.5yn 1 0.211X n 0.7780.842 0.2110.7780.811*ynxn11 Xn3 0.8111

11、 2 0.8110.928EmvVnyn 1*y ny n 10.885 0.842 0.50.928 0.842全回流時(shí)，精微段操作線方程為yn+1=Xn第二章吸收習(xí)題及答案1對(duì)接近常壓的低濃度溶質(zhì)的氣液平衡系統(tǒng)，當(dāng)溫度和壓力不變，而液相總濃度增加時(shí)其溶解度系數(shù)H將（不變）；當(dāng)系統(tǒng)溫度增加時(shí)，其亨利系數(shù)E將（增 大）；而當(dāng)系統(tǒng)中壓強(qiáng)增加時(shí)，其相平衡常數(shù) m將（減小）。2已知SO水溶液在三種溫度t1、t2、t3下的亨利系數(shù)分別為E1 = 0.354kPa, G = 1.11kPa, J=0.660kPa,則（D）。A）t 1>t 2 ； B）t 3>t 2 ； C）t 1>t

12、 3 ； D）t 3>t 13費(fèi)克定律的表達(dá)式為（Ja Dab叫），它反映了（分子擴(kuò)散速率）的定量規(guī)dz律。4傳質(zhì)速率NA等于擴(kuò)散通量Ja的條件是：（2）（1） 單向擴(kuò)散，（2）等分子相互擴(kuò)散，（3）湍流流動(dòng)，（4）穩(wěn)定過程5根據(jù)雙膜理論，當(dāng)被吸收組分在液體中溶解度很小時(shí)，以液相濃度表示的總 傳質(zhì)系數(shù)（B）。A大于氣相分傳質(zhì)系數(shù)；B近似等于液相分傳質(zhì)系數(shù)；C小于氣相分傳質(zhì)系數(shù)；D近似等于氣相分傳質(zhì)系數(shù)。6雙組分氣體（A、B）在進(jìn)行定常分子擴(kuò)散，Ja及N分別表示在傳質(zhì)方向上某截 面處溶質(zhì)A的分子擴(kuò)散速率與傳質(zhì)速率，當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)為單向擴(kuò)散時(shí)：（B）I Ja I （A大于、B等于、C小于）| J

13、b |7用水作為吸收劑來吸收某低濃度氣體，生成稀溶液（服從亨利定律），操作壓 力為113kPa ,相平衡常數(shù)m=0.25 ,已知其氣膜吸收分系數(shù) kG=1.23 10-2kmol/（m2hkPa）,液膜吸收分系數(shù)kL=0.85m/h,則該系統(tǒng)屬于（A） 控制過程。（A）氣膜控制；（B）液膜控制；（C）雙膜控制；（D）不確定8逆流操作的填料吸收塔，當(dāng)吸收因數(shù) A <1且填料為無窮高時(shí)，氣液兩相將 在（B）達(dá)到平衡。A塔頂、B塔底、C塔中部9對(duì)解吸因數(shù)- = 0.6的系統(tǒng)進(jìn)行逆流吸收，相平衡關(guān)系y=mx,當(dāng)塔高為無A窮大時(shí)，若系統(tǒng)壓力減小一倍，而氣液摩爾流量與進(jìn)口組成均不變，則此時(shí)氣體入口組

14、成yi將（C） yq。（A）大于 （B） 小于 （C）等于（D）不確定10由于吸收過程氣相中的溶質(zhì)分壓總是 （大于）液相中溶質(zhì)的平衡分壓，所以 吸收過程的操作線總是在其平衡線的（上方）。11在吸收塔設(shè)計(jì)中，當(dāng)吸收劑用量趨于最小用量時(shí)，（D）。（A）回收率趨向最高；（B）吸收推動(dòng)力趨向最大（C）操作最為經(jīng)濟(jì)；（D）填料層高度趨向無窮大12設(shè)計(jì)中采用液氣比L/GL/Gmin時(shí)，/XynF （0）,塔高H=（）。13在填料層高度為5m的常壓填料塔內(nèi)，用純水吸收氣體混合物中少量的可溶性組分，氣液逆流接觸，液氣比為1.5,操作條件下的平衡關(guān)系為y = 1.2x,溶 質(zhì)回收率為90%今若保持氣液兩相流量不

15、變，而欲將回收率提高到 95%問填料層高應(yīng)增加多少m?解：原工況下：mLg1.21.50.8N og二 lnmGmG , InLy1 mx2 mGy2 mx2LIn 1mGmG1,1ln 1 0.8 0.85.151 0.81 0.9H OGN OG0.97m5.15新工況下：L,G 不變,m不變，. . Ho4變，mG/L不變，4=0.951mG1mGN OGln11mGL1LL11ln 10.8 0.87.841 0.81 0.95又L、G不變，m不變Hog不變H Hog Nog 0.97 7.84 7.6m填料層應(yīng)增加的高度H 7.6 5 2.6m14擬在常壓填料吸收塔中，用清水逆流吸收

16、廢氣中的氨氣。廢氣流量為2500m3/h (標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))，廢氣中氨的濃度為15g/m3 (以標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)計(jì))，要求回收率 不低于98%若吸收劑用量為3.6 m/h ,操作條件下的平衡關(guān)系為y = 1.2x ,氣 相總傳質(zhì)單元高度為0.7m。試求：(1)全塔氣相平均吸收推動(dòng)力；(2)所需填料層高度。解：(1) G -V 2500 111.61kmol/h22.422.4200kmol / h3.6 1000摩爾分率y115 170.01981000 22.4y2y1 10.0198 1 98%0.000396X1y1 y20.0198 0.000396-X2 0.0108L G200 111.61y1

17、y1 mx10.0198 1.2 0.0108 0.00684y2y2 mx2 0.000396 1.2 0 0.000396ymy1y2y20.00684 0.000396, 0.00684 In0.0003960.00226N OGy y2ym0.0198 0.0003968.590.00226H H og N og 0.7 8.596.0m15流率為0.04kmol/(m 2 s)的空氣混合氣中含氨2% (體積%，擬用一逆流操作 的填料吸收塔回收其中95%勺氨。塔頂噴入濃度為0.0004 (摩爾分率)的稀氨水 溶液，液氣比為最小液氣比的1.5倍，操作范圍內(nèi)的平衡關(guān)系為 y = 1.2x

18、,所 用填料的氣相總體積傳質(zhì)系數(shù) Kya=0.052kmol/(m 3 s),試求：(1)液體離開塔底時(shí)的濃度(摩爾分率)；(2)全塔平均才t動(dòng)力 y m；(3)填料層高度。解：屬于低濃氣體吸收。 y2y1 12% 1 95%0.001minyy20.02 0.001y1mx20.021.21.1680.0004 1.5 1.5 1.168 1.752G G minx1y1y2X20.02 0.0011.7520.0004 0.0112(2) y1 y1 mx1 0.02 1.2 0.012 0.00656y y2 mx20.001 1.2 0.0004 0.00052y1y20.00656

19、0.000520.00238,y1, 0.00656InIny20.00052(3) Nog j 0.02 0.001 7.98 ym0.00238HOGGKya0.040.0520.77mH HOG Nog 0.77 7.98 6.1m16某逆流操作的吸收塔，用清水洗去氣體中的有害組分。已知該塔填料層高度 為9m平衡關(guān)系為y = 1.4x ,現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得氣體進(jìn)、出口濃度分別為y1=0.03 ¥=0.002 , 液體出口濃度xi=0.015 (均為摩爾分率)。試求：(1)操作液氣比L / G ;(2)氣相總傳質(zhì)單元高度Hdg如果限定氣體出口濃度y2 0.0015,為此擬增加填料層高度，則

20、在保持液氣流率均不變的條件下應(yīng)增加多少高度?解：屬低濃氣體吸收(1)G 沿0.03 0.0020.0151.871.41.870.749一1 , , mG y mx2 mGNog - ln 1 1 mGLy2mx2 LL10 03ln 1 0.749-0.7496.01 0.7490.002HOG1.5mN og6.0增加填料層高度,L,G不變,m不變，Nog不變,mG不變則一 1.N ogk 1n1 mG LmG y1mGLy21 1n 1 1 0.7490.030.7490.7496.980.0015H Hog Nog1.5 6.98 10.5m塔應(yīng)加高 HH H 10.5 9 1.5m17在逆流操作的吸收塔內(nèi)，用清水吸收氨-空氣混合氣中的氨，混合氣進(jìn)塔時(shí)氨的 濃度y=0.01(摩爾分率),吸收率90%,操作壓力為100kpa溶液為稀溶液，系統(tǒng)平衡 關(guān)系服從拉烏爾定律，操作溫度下，氨在水溶液中的飽和蒸汽壓力為 90kpa。試求：(1)溶液最大出口濃度；(2)最小液氣比；(3)當(dāng)吸收劑用量為最小用量的2倍時(shí)傳質(zhì)單元數(shù)為多少？(4)傳質(zhì)單元高度為0.5m時(shí),填料層高為多少米？解：系統(tǒng)服從拉烏爾定律(1)y=(p /p)x=90/100x=0.9xx1e=y1/m=0.01/0.9=0.011(2)(L /G )min =(y 1-y2