长江大学董盛富-8.4 吸收过程的设计型计算 (235)

10 习题

板式塔

10-1 某筛板塔在常压下以苯-甲苯为试验物系，在全回流下操作以测定板效率。今测得由第9、第10两块板(自上向下数)下降的液相组成分别为0.652与0.489(均为苯的摩尔分数)。试求第10块板的默弗里湿板效率。

[答：0.758]

10-2 甲醇-水精馏塔在设计时规定原料组成x F＝0.40，塔顶产品组成为0.90，塔釜残液组成为0.05(均为甲醇的摩尔分数)，常压操作。试用O′connell关联图估计精馏塔的总塔效率。

[答：0.41]

10-3 一板式吸收塔用NaOH水溶液吸收氯气。氯气的摩尔分数为2％，要求出塔摩尔分数低于0.002%。各块塔板的默弗里板效率均为50％，不计液沫夹带，求此塔应有多少块实际板。NaOH溶液与氯气发生不可逆化学反应，可设相平衡常数m＝0。

[答：10]

10-4 某厂常压操作下的甲苯-邻二甲苯精馏塔拟采用筛板塔。经工艺计算知某塔板的气相流量为2900m3/h，液相流量为9.2m m3/h。试用弗尔的泛点关联图以估计塔径。

有关物性数据：气相密度为3.85kg/m3，液相密度为770 kg/m3，液体的表面张力为17.5Mn/m。

根据经验选取板间距为450mm、泛点百分率为80％，单流型塔板，溢流堰长度为75％塔径。

[答：1.2m]

填料塔

10-5 某填料精馏塔用以分离氯仿-l，l-二氯乙烷，在全回流下测得回流液组成x D＝8.05×10-3，残液组成x W＝8.65×10-4(均为1，1-二氯乙烷的摩尔分数)。该塔的填充高度8m，物系的相对挥发度为α＝1.10，问该种填料的理论板当量高度(HETP)是多少?

[答：0.356m]

10-6 在装填(乱堆)25mm×25mm×2mm瓷质拉西环之填料塔内，拟用水吸收空气-丙酮混合气中的丙酮，混合气的体积流量为800m3/h，内含丙酮体积分数5％。如吸收是在101.3kPa、30℃下操作，且知液体质量流量与气体质量流量之比是2.34。试估算填料塔直径为多少米?每米填料层的压降是多少?

设计气速可取泛点气速的60％。

[答；0.6m；245Pa/m]

思考题

10-1 板式塔的设计意图是什么?对传质过程最有利的理想流动条件是什么?

10-2 鼓泡、泡沫、喷射这三种气液接触状态各有什么特点?

10-3 何谓转相点?

10-4 板式塔内有哪些主要的非理想流动?

10-5 夹带液泛与溢流液泛有何区别?

10-6 板式塔的不正常操作现象有哪几种?

10-7 为什么有时实际塔板的默弗里板效率会大于17

10-8 湿板效率与默弗里板效率的实际意义有何不同?

10-9 为什么即使塔内各板效率相等，全塔效率在数值上也不等于板效率?

10-10 筛板塔负荷性能图受哪几个条件约束?何谓操作弹性?

10-11 评价塔板优劣的标准有哪些?

10-12 什么系统喷射状态操作有利?什么系统泡沫状态操作有利? 10-13 填料的主要特性可用哪些特征数字来表示?有哪些常用填料? 10-14 何谓载点、泛点?

10-15 何谓等板高度HETP?

10-16 填料塔、板式塔各适用于什么场合?