传质分离课后习题

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传质与分离练习题

吸收部分模拟试题及答案一、填空1气体吸收计算中，表示设备（填料）效能高低的一个量是传质单元高度，而表示传质任务难易程度的一个量是传质单元数。

2 在传质理论中有代表性的三个模型分别为双膜理论、溶质渗透理论、表面更新理论。

3如果板式塔设计不合理或操作不当，可能产生严重漏液、严重泡沫夹带及液泛等不正常现象，使塔无法工作。

4在吸收塔某处，气相主体浓度y=0.025，液相主体浓度x=0.01，气相传质分系数k y =2kmol/m 2·h ，气相传质总K y =1.5kmol/m 2·h ，则该处气液界面上气相浓度y i 应为⎽⎽0.01⎽⎽⎽。

平衡关系y=0.5x 。

6单向扩散中飘流因子 A>1 。

漂流因数可表示为，它反映由于总体流动使传质速率比单纯分子扩散增加的比率。

7在填料塔中用清水吸收混合气中HCl ，当水量减少时气相总传质单元数N OG 增加。

8一般来说，两组份的等分子反相扩散体现在精馏单元操作中，而A 组份通过B 组份的单相扩散体现在吸收操作中。

9 板式塔的类型有泡罩塔、浮阀塔、筛板塔（说出三种）；板式塔从总体上看汽液两相呈逆流接触，在板上汽液两相呈错流接触。

10分子扩散中菲克定律的表达式为⎽⎽⎽⎽⎽dzdC D J A AB A -= ，气相中的分子扩散系数D 随温度升高而⎽⎽⎽增大⎽⎽⎽（增大、减小），随压力增加而⎽⎽⎽减小⎽⎽⎽（增大、减小）。

12易溶气体溶液上方的分压小，难溶气体溶液上方的分压大，只要组份在气相中的分压大于液相中该组分的平衡分压，吸收就会继续进行。

13压力减小 ,温度升高 ,将有利于解吸的进行；吸收因素A= L/mV ,当 A>1 时,对逆流操作的吸收塔,若填料层为无穷高时,气液两相将在塔顶达到平衡。

14某低浓度气体吸收过程，已知相平衡常数m=1 ，气膜和液膜体积吸收系数分别为k ya =2×10-4kmol/m 3.s, k xa =0.4 kmol/m 3.s, 则该吸收过程及气膜阻力占总阻力的百分数分别为气膜控制，约100% ；该气体为易溶气体。

传质分离过程试卷

传质分离过程试卷一、选择题（共10题，每题2分，共20分）1.以下不属于传质分离过程的是：– A. 蒸馏– B. 气体吸附– C. 曝气– D. 结晶2.传质分离过程中，分馏是利用物质的什么性质实现的？– A. 密度差异– B. 温度差异– C. 压力差异– D. 溶解度差异3.以下哪种传质分离过程利用了膜的选择性通透性？– A. 萃取– B. 吸附– C. 渗透– D. 结晶4.下列哪种传质分离过程主要利用了溶剂的不同挥发性？– A. 蒸馏– B. 萃取– C. 气体吸附– D. 结晶5.反渗透是一种什么类型的传质分离过程？– A. 物理传质分离过程– B. 化学传质分离过程– C. 生物传质分离过程– D. 不确定6.以下哪种传质分离过程是基于物质在溶液和固体表面之间的吸附作用？– A. 吸附– B. 渗透– C. 萃取– D. 结晶7.结晶是通过什么方式实现物质之间的分离？– A. 溶解度差异– B. 密度差异– C. 温度差异– D. 压力差异8.下列哪个条件对于蒸馏过程的实现是必要的？– A. 压力大于饱和蒸汽压力– B. 温度高于沸点– C. 设备具备分离精馏的结构– D. 所有选项都对9.萃取是一种利用分散相在连续相中的亲和性实现物质分离的过程，其中分散相也称为：– A. 溶液– B. 固相– C. 气相– D. 透析10.以下哪个选项不属于传质分离过程的应用？– A. 生活中的水的净化– B. 石油炼制过程中的裂化– C. 水果的蒸馏提取– D. 医药领域中的药物合成二、简答题（共4题，每题10分，共40分）1.请简要描述传质分离过程的定义及目的。

传质分离过程是指通过运用不同物质在不同条件下的传质特性，利用物质之间的差异来实现分离纯化目标物质的过程。

其目的是根据不同物质的传质特性，使混合物中的目标物质与其他物质进行分离，以达到提纯、浓缩、分级等目的。

2.传质分离过程的分类及其基本原理有哪些？传质分离过程可以分为物理传质分离和化学传质分离两大类。

化工传质与分离过程_中国矿业大学(北京)中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年

化工传质与分离过程_中国矿业大学（北京）中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.间歇操作中，能产生预定粒度晶体的操作方法是（）参考答案:加有晶种缓慢冷却2.常压下，已知甲、乙两地的空气温度恰好都为t，甲地空气的相对湿度是20%，乙地空气的相对湿度是40%，则甲地的湿球温度乙地的湿球温度，甲地的露点乙地的露点。

参考答案:低于；低于3.将不饱和空气在总压和湿度不变的情况下进行冷却而达到饱和时的温度，称为湿空气的_______参考答案:露点4.在恒定干燥条件下用热空气干燥某物料，当干燥速率降为零时，物料中剩余的水分是。

参考答案:平衡水分5.萃取剂加入量应使原料和萃取剂的和点M位于。

参考答案:溶解度曲线之下方区6.萃取是利用各组分间的差异来分离液体混合物的。

参考答案:溶解度7.通常所讨论的吸收操作中，吸收剂用量趋于最小用量时，完成一定的分离。

参考答案:填料层高度趋向无穷大8.当组成为yA的气体和组成为xA的液体相互接触时，如果与气相成平衡的液相组成x′A>xA时，这一过程是过程。

参考答案:吸收9.对逆流操作的填料吸收塔，当脱吸因数S＞1时，若塔高为无穷大，则气液两相将于达到平衡。

参考答案:塔底10.填料塔的吸收面积等于________。

参考答案:塔内润湿的填料表面积11.板式塔的常见塔板中，的操作弹性最小，可以处理粘性较大的物料。

参考答案:筛板；泡罩塔板12.填料塔的有效传质面积为。

参考答案:塔内润湿的填料表面积13.在同样空塔气速和液体流量下，塔板开孔率增加，则漏液量参考答案:增加14.下面填料中，气体流通阻力小，表面利用效率高。

参考答案:阶梯环；弧鞍填料15.A和B组成的混合物的速度（以质量为基准，下同）为0.6m/s，A相对于混合物的速度为0.2m/s，B相对于混合物的速度为0.1m/s，则A的绝对速度为 m/s。

参考答案:0.816.已知A和B组成的混合物中，A的浓度为1kg/m3，A的绝对速度为0.6m/s（以质量为基准）为，A相对于混合物的速度为0.1m/s，混合物中，则以绝对速度表示的A的质量通量为 kg/(m2·s)，以扩散速率表示的A的质量通量为 kg/(m2·s)，以主体流动速度表示的A的质量通量为 kg/(m2·s)。

分离工程习题集

第二章习题一、填空题1.衡量分离的程度用（）表示，处于相平衡状态的分离程度是（）。

固有分离因子是根据（）来计算的。

它与实际分离因子的差别用（）来表示。

2.分离过程分为( )和( )两大类。

传质分离过程分为（）和（）两大类。

下列属于机械分离过程是（），速率分离过程是（），平稳分离过程是（）。

（吸收、萃取、膜分离、渗透、过滤、离心分离、蒸馏）3.汽液相平衡是处理（）过程的基础。

相平衡的条件是（）。

Lewis 提出了等价于化学位的物理量（），它是（）压力。

4.气液相平衡常数定义为（）。

理想气体的相平衡常数与（）无关。

5.精馏塔计算中每块板由于（）改变而引起的温度变化，可用（）确定。

在多组分精馏中塔顶温度是由（）方程求定的，其表达式为( )。

在多组分精馏中塔釜温度是由（）方程求定的，其表达式为( )。

6.低压下二元非理想溶液的对挥发度α12等于( )。

7.泡点温度计算时若∑Kixi>1，温度应调（）。

泡点压力计算时若∑Kixi>1，压力应调（）。

8.当混合物在一定的温度、压力下，满足（）条件即处于两相区，可通过（）计算求出其平衡汽液相组成。

若组成为Zi的物系,∑Kixi>1,且∑KiZi>1时，其相态为（）。

若组成为Zi的物系,Kixi＜1时其相态为（）。

若组成为Zi的物系,∑Zi/Ki＜1时，其相态为（）。

9.绝热闪蒸过程，饱和液相经节流后会有（）产生，节流后的温度（）。

二、选择题1.溶液的蒸气压大小（）a.只与温度有关b.不仅与温度有关，还与各组分的浓度有关c.不仅与温度和各组分的浓度有关，还与溶液的数量有关2.对两个不同纯物质来说，在同一温度压力条件下汽液相平衡K值越大，说明该物质沸点（）a.越低b.越高c.不一定高，也不一定低3.汽液相平衡K值越大，说明该组分越（）a.易挥发b.难挥发c.沸点高d.蒸汽压小4.气液两相处于平衡时（）a.两相间组份的浓度相等b.只是两相温度相等c.两相间各组份的化学位相等d.相间不发生传质5. 当物系处于泡、露点之间时，体系处于（）系统温度大于露点时，体系处于（）系统温度小于泡点时，体系处于（）。

传质与分离作业题(英文)新

Chapter 20\21 Distillation1 A binary material system is to be separated in a continuous distillation column. The feed is liquid phase and mole fraction in feed is x F=0.42, Mole fraction in the overhead product is x D =0.95, Givens: The easy volatilization component’s recovery ratio of the overhead product is η=0.92, Calculate: Mole fraction in the bottom product x B(或x W)=?x=0.35, feeding at 2 Certain bianry mixed liquid containing mole fraction of easy volatilization component isFbubbling point, is separated through a sequence rectify column. The mole fraction in the overhead product isx D=0.96, and the mole fraction in the bottom product is x B(或x W) =0.025. If the mole overflow rates are constant in the column, try to calculate(a)the flow rate ratio of overhead product to feed(D／F)?(b)If the reflux ratio R=3.2, write the operating lines for rectifying and stripping sections3 A continuous distillation column is to be designed to separate an ideal binary material system，The feed whichx=0.5, feed rate 100kmol/h, is saturated vapor,the flow rate of contains easy volatilization componentFoverhead product and the flow rate of bottom product are also 50kmol/h. Suppose the operating line for rectifying section is y=0.833x+0.15, the vapor generated in the reboiler enters the column through the bottom plate, a complete condenser is used on the top of column and reflux temperature is bubbling point. Find:(1) Mole fraction of overhead product x D and the mole fraction of bottom product x B(或x W)?(2) Vapor amount condensed in the complete condenser, in mol/h?(3)The operating line for stripping section.(4) If the average relative volatility of the column is 3 and the first plate’s Murphree efficiency of the top plate is Em,L=0.6, find the constituent of gas phase leaving from the second plate of tower top.( plate’s Murphree efficiency Em,L is the liquid phase single plate efficiency of the duality liquid is rectified in continuum rectify tower)4 An ideal binary solution of a volatile component A containing 50% mole percent A is to be separated in a continuous distillation column. The feed is saturated vapor, the feed rate is 1000kmol/h, and the flow rate of overhead product and the flow rate of bottom product are also 500kmol/h. Given: the operating line for rectifying section is y=0.86x+0.12, the reboiler uses indirect vapor to heat and the complete condenser is used on the top of tower. Assume that the reflux temperature is at its bubble point. Find:(1) reflux ratio R, the mole fraction of overhead product x D and the mole fraction of bottom product x B(或x W)?(2) upward flow rate of vapor in the rectifying section(V mol/h,) and down ward flow rate of vapor in the stripping section.(L’ mol/h,) .(3) The operating line for stripping section .(4)if relative volatility a=2.4, find reflux ratio and min reflux ratio R／Rmin5 Separate component A and B of mixed liquid in a continuous distillation column, Given :raw liquid flow rate isF is 4000 kg·h-1 , mass fraction of A is 0.3. Require the mass fraction in the kettle liquid shouldn’t be beyond 0.05, recovery ratio of A is 88% on the top. Try to calculate the flow rate of the distillation liquid D and its constituent x D on the column top.( in the terms of molar flow rate and molar fraction)6 There is a continuous rectifying operation column, whose the operation line equation is as follows:Rectifying section: y=0.723x+0.263Stripping section: y=1.25x-0.0187if the feed enters the column at a dew point, find (a)the molar fraction of feed、overhead product and bottom product. (b) reflux ratio R.7 A column is to be designed to separate a liquid mixture containing 44 mole percent A and 56 mole percent B, the system to be separated can be taken as ideal. The overhead product is to contain 95.7 mole percent. given: liquid average relative volatility a=2.5, reflux ratio R=4.52, try to illustrate the thermal condition of the feed, and to calculate the value of q.8 A continuous rectifying column operated at atmospheric pressure is used to separate benzene—methylbenzene mixed liquid. The feed is saturation liquid containing 50 mole percent benzene. Given: the overhead product must contain 90 mole percent benzene and the bottom product contains 10 mole percent benzene. If reflux ratio is 4.52, try to calculate how many ideal plates are need? and locate the feed plate. Materials system equilibrium refers to Case 2—6In this situation the equilibrium materials of benzene—methylbenzenet o C 80.1 85 90 95 100 105 110.6x 1.000 0.780 0.581 0.411 0.258 0.130 0y 1.000 0.900 0.777 0.632 0.456 0.262 09 There is a rectifying column, given : mole fraction of distillation liquid from tower top x D=0.97, reflux ratio R=2, the gas-liquid equilibrium relationship y=0.86x+0.12；find: the constituent x1 of the down liquid leaving from the first plate and the constituent y2 of the up gas leaving from the second plate in the rectifying section.10.A continuous fractionating column is used to separate 4000kg/h of a mixture of 30 percent CS2and 70percent CCl4. Bottom product contains 5 percent CS2at least, and the rate of recovery of CS2in the overheadproduct is 88% by weight. Calculate (a) the moles flow of overhead product per hour. (b) the mole fractions ofCS2and CCl4in the overhead product, respectively.11. A liquid of benzene and toluene is fed to continuous distillation in a plate column. Under the total reflux ratio condition, the compositions of liquid on the close plates are 0.28, 0.41 and 0.57, respectively. Calculate the Murphree plate efficiency of relatively two low plates. The equilibrium data for benzene—toluene liquid under the operating condition are given as:x 0.26 0.38 0.51y 0.45 0.60 0.7212 Problem 20.1 , 20.2 21.8 21.1Chapter 17/18 Absorption1 At 20℃, the ammonia solubility in water is l0kgNH3／1000kgH2O, gas phase equilibrium molar fraction is 0.008, try to calculate following coefficients, solubility coefficient, Henry coefficient, equilibrium constant and equilibrium concentration when the following conditions are(1) Total pressure above the ammonia is 101.3kPa (absolute atmosphere);(2) Total pressure above the ammonia is 301.9kPa (absolute atmosphere);(3) Total pressure above the ammonia remains 301.9kPa (absolute atmosphere) but the ammonia’s temperature rises to 50℃and the equilibrium partial pressure raises 5.9 kPa above ammonia.2.The ammonia–air mixture containing 9% ammonia(molar fraction) is contact with the ammonia-water liquid containing 5% ammonia (molar fraction). Under this operating condition, the equilibrium relationship is y*=0.97x. When the above two phases are contact, what will happen, absorption or stripping? What are the max( or min) values of gas and liquid phases?3.When the temperature is 10℃and the pressure is 101.3KPa , the solubility of oxygen in water can be10x, where p (kPa) and x refer to the partial pressure of oxygen in the represented by equation p=3.31×6vapor phase and the mole fraction of oxygen in the liquid phase, respectively.Assume that water is fully contact with the air under that condition, calculate how much oxygen can be solute in the per cubic meter（立方米）of water?4．There is a packing tower whose diameter is 250mm, which contains 16 mm Rachig ring（拉西环）with the height of packing layer 2.6m. It is used to absorb the carbon dioxide in CO2-air mixture at atmospheric pressure by 2.5mol/L sodium hydroxide lye（NaOH碱液）. Given: the molar flow flux of gas mixture V=0.0117kmol/m2.s, the molar flow flux of NaOH is L=0.208k kmol/m2.s. The mixed gas of inlet tower contains CO2 =3.15×10—4 (molar fraction), and outlet gas contains CO2=3.1×10—5.(molar fraction).Try to calculate the gas phase total transfer mass coefficient Kya.5 An acetone-air mixture（丙酮一空气混合物）containing 0.02 molar fraction of acetone 丙酮is absorbed by water in a packed tower in countercurrent flow. And 99％of acetone is removed, mixed gas molar flow rate is 0.03kmol·s—1m-2 , practice absorbent flow rate L is the 1.4 times more than the min amount required. Under the operating condition, the equilibrium relationship is y*=1.75x. Volume total absorption coefficient is Kya=0.022 kmol·s—1m-2y-1.. What is the molar flow rate of the absorbent and what height of packing will be required? 6．The mixed gas from petrol(石油) distillation tower contains H2S=0.04(molar fraction). Triethanolamine 三乙醇胺(absorbent) is used as the water solvent to absorb 99% H2S in the packing tower, the equilibrium relationship is y*=195x, the molar flux rate of the mixed gas is 0.02kmol·m-2·s-1，volume total absorption coefficient is Kya=0.005 kmol·s—1m-2y-1, The solvent enters the tower free of H2S and it contains 70% of the H2S saturation concentration when leaving the tower. Try to calculate: (a) the number of mass transfer units required , and (b) the height of the of packing layer needed.7.Ammonia氨is removed from ammonia氨–air mixture by countercurrent scrubbing with water in a packed tower at an atmospheric pressure. Given: the height of the packing layer is 6 m, the mixed gas entering the tower contains 0.03 ammonia (molar fraction, all are the same below), the gas out of the tower contains ammonia 0.003; the NH3 concentration of liquid out of the tower is 80% of its saturation concentration. Find:(1)the practical liquid—gas ratio and the min liquid—gas ratio.(2) the number of overall mass transfer units.(3) if the molar fraction of the ammoniac out of the tower will be reduced to 0.002 and the other operating conditions keep unchanged, is the tower suitable?8.Pure water is used in an absorption tower with the height of the packed section 3m to absorb ammonia氨in an air stream. The absorptivity is 99 percent. The operating conditions of absorber are 101.3kpa and 20℃, respectively. The flux of gas V is 580kg/(m2.h), and 6 percent (volume %) of ammonia is contained in the gas mixture. The flux of water L is 770kg/( m2.h). The gas and liquid is countercurrent in the tower at isothermal temperature. The equilibrium equation Y*=0.9X, and gas phase mass transfer coefficient ka is proportional toGV0.8, but it has nothing to do with L. Try to find what is the height of the packed tower to change in order to keepthe absorption coefficient unchanged when the conditions of operation have be changed as follows (1)the operating pressure is 2 times as much as the original.(2)the mass flow rate of water is one time more than the original. 3) the mass flow rate of gas is two times as much as the origina9. problem 17.2，17.4，17.17，18.3，18.9,Chapter 19/24 Drying1 A wet solid is dried by air from 40% to 5% moisture content (wet basis) under the convective drying conditions in 1000 kg/h. The air primary humidity H1 is 0.001(kg water/kg dry gas), and the humidity of the air leaving dryer H2 is 0.039 (kg water /kg dry gas), suppose that the materials loss in the drying process can be negligible. Find:(1) Mass rate of water vaporization W, in kg water/ h.(2) Mass rate of dry air required L, in kg dry air/h, volume flow rate of moist air, V, in kg primary air/h.(3) Mass rate of moist solids out of dryer, G2, in kg moist solids/h.2 The wet solid is to be dried from water content 20% to 5% (wet basis) in a convective dryer at atmospheric pressure. The feed of wet solid into the dryer is 1000 kg/h at a temperature of 40℃. Suppose there is no significant temperature change in dryer, Given: dry bulb temperature of air is 20℃, and wet bulb temperature is 16.5℃. After being preheated, air enters the drier. The temperature leaving dryer is 60℃, wet bulb temperature is 40℃, and heat loss is negligible, Find:(1) What is the volume of fresh air required per unit time (in m3/h)? (Based on the preheated state)(2) The temperature of the air into the dryer.(Given: Vaporization latent heat of water at 0℃is 2491.27 kJ/kg, specific heat of dry air Cg is 1.011 kJ/kg·K, specific heat of water vapor Cv is 1.88 kJ/kg·K)3 The wet solid material is to be dried from water content 42% to 4% (wet basis) in an adiabatic dryer. The solid product out of the dryer is 0.126kg/s. After the fresh air at a dry-bulb temperature of 21ºC and a relative humidity of 40％is preheated to 93ºC, it is sent to the dryer, and leaves the dryer at relative humidity of 60％. If the air is equal enthalpy in the drying process, find:(1) Determining the air state parameters from the given air state in H-I diagram.(2) If Ho=0.008(kg water/kg dry air), H2=0.03( kg water /kg dry air. Find:(a) Mass rate of dry air required L [kg dry air/s](b)How much heat is supplied to air by the preheater (in kJ/h)?4 The wet solid湿物料containing 12%(wet basis湿基) moisture is fed to a convective dryer at a temperature of 15℃and withdrawn at 28℃containing 3% moisture (wet basis). The flow rate of final moist solid (product) is 1000kg/h.(according to the dry production). After the fresh air at a dry-bulb temperature of 25℃and a humidity of 0.01 kg water/kg dry air is preheated to 70℃, it is sent to the dryer, and leaves the dryer at 45ºC. Suppose the drying process is under the constant enthalpy, heat loss in the drying system can be negligible. Find:(1) Drawing the operation process covering various air states in H-I diagram.(2) What is the volume of fresh air required per unit time (in m3/h)?(3) In order to keep the enthalpy unchanged, how much supplementary heat Q D is needed?5 Drying wet materials by hot air, primary temperature of air is t。

化工原理第七章传质与分离过程概论

反渗透
渗析
点渗析
三、传质分离方法
（2）场分离场分离是指在外场（电场、磁场等）作用下，利用各组分扩散速度的差异，而实现混合物分离的单元操作过程。
电泳
场分离
热扩散高梯度磁场分离
三、传质分离方法
钕铁硼永磁场
磁化精馏实验装置
三、传质分离方法
3.分离方法的选择分离方法选择的考虑因素

被分离物系的相态被分离物系的特性产品的质量要求经济程度
第七章传质与分离过程概论
7.1 概述 7.1.1 传质分离过程 7.1.2 相组成的表示方法
一、质量浓度与物质的量浓度
1.质量浓度质量浓度定义式
A
mA
V
N
kg /m3
密度
混合物的总质量浓度

总

i 1
i
一、质量浓度与物质的量浓度
二、相际传质过程与分离
均相物系的分离方法均相物系某种过程两相物系
根据不同组分在各相中物性的差异，使某组分从一相向另一相转移：相际传质过程
实现均相物系的分离相际传质过程
均相物系分离
二、相际传质过程与分离
示例：空气和氨分离空气
水
吸收塔
空气＋氨氨水
三、传质分离方法
1.平衡分离过程（1）气液传质过程气液传质过程是指物质在气、液两相间的转移，它主要包括气体的吸收（或脱吸）、气体的增湿（或减湿）等单元操作过程。
ij Ki / K j
通常将 K 值大的当作分子，故一般大于 1 。当偏离 1 时，便可采用平衡分离过程使均相混合物得以分离，越大越容易分离。
三、传质分离方法

传质与分离课后练习题

传质与分离课后练习题一、填空题1. 传质过程主要包括________、________和________三种基本方式。

2. 在气体吸收过程中，根据溶质与溶剂的接触方式，可分为________和________两种类型。

3. 蒸馏操作中，将混合液加热至沸腾，产生的蒸汽通过________冷却后，可得到纯净的液体。

4. 萃取过程中，常用的萃取剂应具备________、________和________等特点。

5. 吸附分离技术中，根据吸附剂与吸附质之间的作用力，可分为________和________两种类型。

二、选择题1. 下列哪种传质方式属于质量传递？（）A. 动量传递B. 能量传递C. 质量传递D. 热量传递2. 在下列吸收操作中，属于物理吸收的是（）。

A. 氨气吸收B. 二氧化硫吸收C. 丙酮吸收D. 氯气吸收3. 下列哪种蒸馏方法适用于分离沸点相近的液体混合物？（）A. 简单蒸馏B. 蒸馏C. 蒸馏D. 分子蒸馏A. 萃取剂的性质B. 混合液的温度C. 萃取剂的浓度5. 下列哪种吸附剂属于物理吸附剂？（）A. 活性炭B. 离子交换树脂C. 氢氧化钠D. 氧化铝三、判断题1. 传质过程中，质量传递速率与浓度梯度成正比。

（）2. 在气体吸收过程中，气膜控制表示溶质在气相中的扩散速率较慢。

（）3. 蒸馏过程中，塔板数越多，分离效果越好。

（）4. 萃取操作中，萃取剂的选择对萃取效果具有重要影响。

（）5. 吸附分离过程中，吸附剂的选择与吸附质的性质无关。

（）四、简答题1. 简述传质过程的基本原理。

2. 请列举三种常见的气体吸收设备，并简要说明其工作原理。

3. 蒸馏操作中，如何提高塔板的效率？4. 萃取过程中，影响萃取效果的因素有哪些？5. 简述吸附分离技术的应用领域。

五、计算题1. 某混合液中含有甲、乙两种组分，其摩尔分数分别为0.4和0.6。

现将该混合液进行蒸馏分离，求在塔顶和塔底得到的馏分中甲、乙组分的摩尔分数。

化学工程与工艺传质与分离复习题

传质与分离复习题一、单项选择题1．计算溶液泡点时，若i ∑=1i X i -1>0，则说明（C）A. 温度偏低B.正好泡点C.温度偏高D. 冷液进料2．萃取精馏时若饱和液体进料，则溶剂加入位置点：（A）A. 精馏段上部B.进料板C.提馏段上部D.精馏段下部3．在一定温度和组成下，A ，B 混合液的总蒸汽压力为P ，若P >P A S ，且P >P B S ，则该溶液（A)A. 形成最低恒沸物B.形成最高恒沸物C.不形成恒沸物4．吸收操作中，若要提高关键组分的相对吸收率应采用措施是（C）A .提高压力 B .升高温度 C.增加液汽比 D.增加塔板数5．分离过程的特征是 (C )A. 熵增加过程B. 熵不变的过程C. 熵减小的过程D. 自发过程6．三对角矩阵法在求得X ji 后由什么方程来求各板的温度（A）A ．热量平衡方程 B.相平衡方程 C. 物料平衡方程7．简单精馏塔是指（C）A .设有中间再沸或中间冷凝换热设备的分离装置B. 有多股进料的分离装置C. 仅有一股进料且无侧线出料和中间换热设备8．下面有关塔板效率的说法中哪些是正确的（B）A.全塔效率可大于1B.总效率必小于1C.Murphere板效率可大于1D.板效率必小于点效率9．下列哪一个是速率分离过程（C）A.蒸馏B.吸收C.膜分离D.离心分离10．形成二元最高温度恒沸物的溶液的压力组成图中，P-X 线是（D）A.曲线B.直线C.有最高点D. 有最低点11. 当把一个常人溶液加热时，开始产生气泡的点叫作（C）A.露点B.临界点C.泡点D.熔点12．设计变量数就是（D）A.设计时所涉及的变量数B.约束数C. 独立变量数与约束数的和D.独立变量数与约束数的差13．如果二元物系，γ1=1,γ2=1,,,则此二元物系所形成的溶液一定是（B）A . 正偏差溶液B .理想溶液 C.负偏差溶液 D.不确定14．下列哪一个不是吸收的有利条件（A）A.提高温度B.提高吸收剂用量C.提高压力D.减少处理的气体量15．下列关于吸附过程的描述哪一个不正确（C）A. 很早就被人们认识，但没有工业化B.可以分离气体混合物C.不能分离液体混合物D.是传质过程1．下列哪一个是传质分离过程（B）A.超滤B.吸收C.沉降D.离心分离2．lewis 提出了等价于化学位的物理量（A）A.蒸馏B.吸收C.膜分离D.离心分离3．二元理想溶液的压力组成图中，P-X 线是（B）A.曲线B.直线C.有最高点D.有最低点4．汽液相平衡K 值越大，说明该组分越（A）A.易挥发B.难挥发C.沸点高D.蒸汽压小5．当物系处于泡、露点之间时，体系处于（D）A.饱和液相B.过热蒸汽C.饱和蒸汽D.气液两相6．约束变量数就是（D）A.过程所涉及的变量的数目B.固定设计变量的数目C.独立变量数与设计变量数的和D.变量之间可以建立的方程数和给定的条件7．简单精馏塔是指（C）A .设有中间再沸或中间冷凝换热设备的分离装置B.有多股进料的分离装置C.仅有一股进料且无侧线出料和中间换热设备8．下列哪一个不是影响吸收因子的物理量（B）A.温度B. 气体浓度C.压力D.吸收剂用量9．某二元混合物，其中A 为易挥发组分，液相组成x A =0.5时泡点为t 1，与之相平衡的气相组成y A =0.75时，相应的露点为则（A）A t 1 = t2 B t 1 < t 2 C t 1 > t2 D 不能确定10．当体系的yi-yi*>0时（B）A. 发生解吸过程B.发生吸收过程C. 发生精馏过程D.没有物质的净转移11. 如果二元物系有最高压力恒沸物存在，则此二元物系所形成的溶液一定是（A）A 正偏差溶液B 理想溶液C 负偏差溶液D 不一定12．下列关于吸附过程的描述哪一个不正确（C）A. 很早就被人们认识，但没有工业化B.可以分离气体混合物C. 不能分离液体混合物D.是传质过程13．从塔釜往上逐板计算时若要精馏段操作线方程计算的(X L /X H )j +1 比由提馏段操作线方程计算得更大，则加料板为（A）A. j板B. j+1板C. j+2板14．当蒸馏塔的在全回流操作时，下列哪一描述不正确（D）A. 所需理论板数最小B.不进料C.不出产品D.热力学效率高15．如果二元物系，A12<0 ,A21>0,则此二元物系所形成的溶液一定是（C）A.正偏差溶液B.理想溶液C.负偏差溶液D.不确定1．下列哪一个是机械分离过程（C）A.蒸馏B.吸收C.离心分离D.膜分离2．一个多组分系统达到相平衡，其气液平衡条件表示正确的为DA. ƒi = ƒi .B ƒi = ƒjC μi = μL VjD μi = μi L V3．汽液相平衡K 值越大，说明该组分越（A）A.易挥发B.难挥发C.沸点高D.蒸汽压小4．逆流填料吸收塔，当吸收因数A 1且填料为无穷高时，气液两相将在哪个部位达到平衡（B）A 塔顶B 塔底C 塔中部D 塔外部5．当蒸馏塔的在全回流操作时，下列哪一描述不正确（D）A. 所需理论板数最小B.不进料C.不出产品D.热力学效率高6．下列哪一个过程不是闪蒸过程（D）A.部分气化B.部分冷凝C.等含节流D.纯组分的蒸发7．下列关于简捷法的描述那一个不正确（C）A.计算简便B.可为精确计算提供初值C.计算结果准确D.所需物性数据少8．完全不互溶的二元物系，当达到汽液平衡时，溶液的蒸气压力小（A）A.只与温度有关B.不仅与温度有关，还与各组分的浓度有关C.不仅与温度和各组分的浓度有关，还与溶液的数量有关9．气液两相处于平衡时（C）A . 两相间组份的浓度相等B . 只是两相温度相等C. 两相间各组份的化学位相等D. 相间不发生传质10．对一个恒沸精馏过程，从塔内分出的最低温度的恒沸物（B）A.一定是为塔底产品得到 B.一定是为塔顶产品得到C.可能是塔项产品，也可能是塔底产品D.视具体情况而变11. 当把一个常人溶液加热时，开始产生气泡的点叫作（C）A.露点B.临界点C.泡点D.熔点12．平衡常数较小的组分是（D）A.难吸收的组分B.最较轻组分C.挥发能力大的组分D. 吸收剂中溶解度大的组分13．对一个恒沸精馏过程，从塔内分出的最低温度的恒沸物（B）A.一定是为塔底产品得到 B.一定是为塔顶产品得到C.可能是塔项产品，也可能是塔底产品D.视具体情况而变14．在吸收操作过程中，任一组分的吸收因子Ai 与其吸收率Φi 在数值上相应是（C）A. Ai<ΦiB. Ai=ΦiC. Ai>Φi15．只有重非关键组分时，则以何处为起点逐板计算（B）A.塔顶往下B.塔釜往上 C .两端同时算起1．在一定温度和压力下，由物料组成计算出的∑K i X i -1>0，且∑Z i /K i <1，该进料状态为（C）A.过冷液体B. 过热气体C. 汽液混合物D. 饱和液体2．易吸收组分主要在塔的什么位置被吸收（C）A.塔顶板B.进料板C.塔底板D.不确定3．下列关于简捷法的描述那一个不正确（D）A.计算简便B.可为精确计算提供初值C.所需物性数据少 D .计算结果准确4．选择的萃取剂最好应与沸点低的组分形成（A）A.正偏差溶液B.理想溶液C.负偏差溶液D.饱和液5．当把一个气相冷凝时，开始产生液滴的点叫作（A）A.露点B.临界点C.泡点D.熔点6．吸收塔的汽、液相最大负荷处应在（A）A.塔的底部B.塔的中间C.塔的顶部D.进料板处7．当蒸馏塔的在全回流操作时，下列哪一描述不正确（D）A. 所需理论板数最小B.不进料C.不出产品D.热力学效率高8．当物系处于泡、露点之间时，体系处于（D）A.饱和液相B.过热蒸汽C.饱和蒸汽D.气液两相9．如果二元物系，γ1=1,γ2=1,则此二元物系所形成的溶液一定是（B）A. 正偏差溶液B.理想溶液C.负偏差溶液D.不确定10．下列哪一个不是吸收的有利条件（A）A.提高温度B. 提高吸收剂用量C. 提高压力D. 减少处理的气体量11.平均吸收因子法 (C)A．假设全塔的温度相等 B．假设全塔的压力相等C．假设各级的吸收因子相等 D．假设全塔的气液相流率相等。

《传质与分离工程》第二章吸收第四次课

6
解： m= E/P 所以E=m
P=0.25×850/760=0.28atm 因为是稀溶液所以H=ps /(Ms×E)=1000/（0.28×18）=198.4
（kmol /㎡. atm）根据1/KG=1/ kg+1/(Hkl) 即1/KG=1/1.25+1/(198.4 ×0.85) 所以KG≈Kg=1.25( kmol /㎡. atm）因此，是气膜控制过程
1 》1 k x mk y
Kl ≈ kl Kx ≈ kx
总阻力=液相传质阻力主要集中液相侧膜内，液膜控制。
如以水吸收CO2。
3
液膜控制
增加液相湍动程度如提高液相流率, 提高kx, 加快吸
收过程；增加气相流速，效果不忽略
对溶质的溶解度比较适中的吸收过程，则界面两侧的传质阻力相当，对过程传质速率的影响相当，故表现为界面两侧的膜对传质速率具有相同控制作用。
来数值。与溶质A的浓度为0.003mol/l的水溶液接触，A的传质方向又如何？注：工作条件下，体系符合亨利定律。亨利常数 E=0.15×104大气压。
8
填空题
1. 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；
A（Y2,X2)：塔顶
Y1
B
B (Y1,X1): 塔底
Y
气相中溶质分压p>与液相溶
P
质成平衡的分压pe
操作线在平衡线的上方
Y2
A
操作线由物料衡算得出, 与其他因素无关。
X2
X
X1
13
3.并流吸收操作线

分离课后习题及答案

第一章绪论1.分离技术的三种分类方法各有什么特点？答：（1）按被分离物质的性质分类分为物理分离法、化学分离法、物理化学分离法。

（2）按分离过程的本质分类分为平衡分离过程、速度差分离过程、反应分离过程。

（32.3.答：直接分离是将待测组分从复杂的干扰组分分离出来；间接分离是将干扰组分转入新相，而将待测组分留在原水相中。

4.阐述浓缩、富集和纯化三个概念的差异与联系？答：富集：通过分离，使目标组分在某空间区域的浓度增大。

浓缩：将溶剂部分分离，使溶质浓度提高的过程。

纯化：通过分离使某种物质的纯度提高的过程。

根据目标组分在原始溶液中的相对含量（摩尔分数）的不同进行区分：（方法被分离组分的摩尔分数）富集<0.1；浓缩0.1－0.9；纯化>0.9。

5.回收因子、分离因子和富集倍数有什么区别和联系？答：（1）被分离物质在分离过程中损失量的多少，某组分的回收程度，用回收率来表示。

（2A SA,B ≈（3第二章分离过程中的热力学2.气体分子吸附在固体吸附剂表面时，某吸附等温线可以由朗格缪尔吸附方程得到。

试分析吸附物质的吸附平衡常数K与该气体物质在气相的分压p需满足什么条件才能使朗格缪尔吸附等温线近似为直线。

答：溶质吸附量q 与溶质气体分压p 的关系可以用朗格缪尔吸附方程表示：p K p K q q A A +=1max ，式中qmax 为溶质在固相表面以单分子层覆盖的最大容量；KA 为溶质的吸附平衡常数。

在低压时，p K q q p K A A max 1=，《。

第三章分离过程中的动力学1.相比可2.在无流和有流情况下，溶质分子的迁移分别用什么公式描述？对公式的物理意义做简单的阐述。

答：无流时：22dx c d D dx dc Y dt dc +-=，有流时：22)(dxx d D dx dc v Y dt dc +'+-= 物理意义：（参考费克第一定律物理意义的形式自己描述）3.费克扩散定律描述的是什么样的特殊条件下溶质分子的迁移？答：费克第一定律dxdy A x J dx dc D J -=-=)(或，是假设溶质浓度c 在扩散方向上不随时间变化，其物理意义为：扩散系数一定时，单位时间扩散通过截面积的物质的量（mol ）与浓度梯度成正比，负号表示扩散方向与浓度梯度方向相反。

传质分离过程课后习题答案及解析

第一章绪论略第二章习题1. 计算在0.1013MPa 和378.47K 下苯（1）-甲苯（2）-对二甲苯（3）三元系，当x 1 = 0.3125、x 2 =0.2978、x 3 =0.3897时的K 值。

汽相为理想气体，液相为非理想溶液。

并与完全理想系的 K 值比较。

已知三个二元系的wilson 方程参数（单位： J/mol ）：λ12－λ11=－1035.33； λ12－λ22=977.83 λ23－λ22=442.15； λ23－λ33=－460.05 λ13－λ11=1510.14； λ13－λ33=－1642.81在T =378.4 K 时液相摩尔体积（m 3/kmol ）为： =100.91×10 -3 ；=177.55×10 -3 ；=136.69×10 -3安托尼公式为（p s ：Pa ； T ：K ）：苯：1n =20.7936-2788.51/（T -52.36）；甲苯：1n=20.9065-3096.52/（T -53.67）；对 -二甲苯：1n =20.989 1-3346.65/（T -57.84）；解：由Wilson 方程得：Λ12=l lV V 12exp[-(λ12-λ11)/RT]=331091.1001055.177⨯⨯×exp[-(1035.33)/(8.314×378.47)]=2.4450Λ21=0.4165 Λ13=0.8382 Λ31=1.2443Λ23=0.6689 Λ32=1.5034 lnγ1=1-ln(Λ12X 2+Λ13X 3)-[3322311313233221122131321211X X X X X X X X X X X X +Λ+ΛΛ+Λ++ΛA +Λ+Λ+]=0.054488 γ1=1.056同理,γ2=1.029; γ3=1.007lnP 1S =20.7936-2788.51/(378.47-52.36)=12.2428, P 1S =0.2075Mpa lnP 2S =20.9062-3096.52/(378.47-53.67)=11.3729, P 2S =0.0869Mpa lnP 3S =20.9891-3346.65/(378.47-57.84)=10.5514, P 3S =0.0382Mpa 作为理想气体实际溶液,K 1=P P S11γ=2.16, K 2=0.88, K 3=0.38003若完全为理想系,K 1=P P S1=2.0484 K 2=0.8578 K 3=0.37712. 在361K 和4136.8kPa 下，甲烷和正丁烷二元系呈汽液平衡，汽相含甲烷0.60387%（ mol ）,与其平衡的液相含甲烷0.1304%。

[复习]传质分离过程

传质分离过程1.分离过程可以定义为借助于物理、化学、电学推动力实现从混合物中选择性的分离某些成分的过程。

2.分离过程可分为机械分离和传质分离两大类。

机械分离的对象是两相以上的混合物。

传质分离过程用于各种均相混合物的分离。

特点是有能量传递现象发生。

3.传质分离过程分为平衡分离过程和速率分离过程。

4.相平衡的准则为各相的温度、压力相同，各组分的逸度也相等。

5.相平衡的表示方法有相图、相平衡常数、分离因子。

6.维里方程用来计算气相逸度系数。

7.闪蒸是连续单级蒸馏过程。

8.指定浓度的组分成为关键组分，其中易挥发的成为轻关键组分，难挥发的成为重关键组分。

9.若溜出液中除了重关键组分外没有其他重组分，而釜液重除了轻关键组分外没有其他轻组分，这种情况称为清晰分割。

10.多组分精馏与二组分精馏在浓度分布上的区别可以归纳为：在多组分精馏中，关键组分的浓度分布有极大值；非关键组分通常是非分配的，即重组分通常仅出现在釜液中，轻组分仅出现在溜出液中；重、轻非关键组分分别在进料板下、上形成接近恒浓的区域；全部组分均存在于进料板上，但进料板浓度不等于进料浓度。

塔内各组分的浓度分布曲线在进料板处是不连续的。

11.最小回流比是在无穷多塔板数的条件下达到关键组分预期分离所需要的回流比。

12.特殊精馏分为萃取精馏（加入的组分称为溶剂）、共沸精馏、加盐精馏。

13.气体吸收是气体混合物一种或多种溶质组分从气相转移到液相的过程。

解吸为吸收的逆过程，即溶质从液相中分离出来转移到气相的过程。

14.吸收过程按溶质数可以分为单组分吸收和多组分吸收；按溶质与液体之间的作用性质可以分为物理吸收和化学吸收；按吸收温度状况可以分为等温吸收和非等温吸收。

15.吸收的推动力是气相中溶质的实际分压与溶液中溶质的平衡蒸气压力之差。

16.难溶组分即轻组分一般只在靠近塔顶的几级被吸收，而在其余级上变化很小。

易溶组分即重组分主要在塔底附近的若干级上被吸收，而关键组分才在全塔范围内被吸收。

化工原理(下册)课后题答案(第二版)

第七章传质与分离过程概论1.在吸收塔中用水吸收混于空气中的氨。

已知入塔混合气中氨含量为5.5%（质量分数，下同），吸收后出塔气体中氨含量为0.2%，试计算进、出塔气体中氨的摩尔比1Y 、2Y 。

解：先计算进、出塔气体中氨的摩尔分数1y 和2y 。

120.055/170.09030.055/170.945/290.002/170.00340.002/170.998/29y y ==+==+进、出塔气体中氨的摩尔比1Y 、2Y 为 10.09030.099310.0903Y ==-20.00340.003410.0034Y ==-由计算可知，当混合物中某组分的摩尔分数很小时，摩尔比近似等于摩尔分数。

2. 试证明由组分A 和B 组成的双组分混合物系统，下列关系式成立：（1） 2)B A A B A B A A (d d M x M x x M M w +=（2）2A )(d d BB AA B A A M w M w M M w x +=解：（1）BB A A A A A M x M x x M w +=BA A A)1(A A M x M x x M -+=2)B B A )B A )B B A (A A (A (A A A d A d M x M x M M M x M x M x M x w +-+=-2)B B A )B A (B A A (M x M x x x M M +=+由于 1B A =+x x 故 2)B B A A B A A (d Ad M x M x x M M w +=（2）BB AA A AA M w M w M w x +=2)()(Ad A d BB A A BAA ABB AA A 11)(1M w M w M M M w M w M w M w x+-+=-2)(BA 1(BB A A )B A M w M w M M w w ++=2)(BB AA B A 1M w M w M M +=故 2)(d A d BB AA B A A M w M w M M w x +=3. 在直径为0.012 m 、长度为0.35 m 的圆管中，CO 气体通过N 2进行稳态分子扩散。

化工单元操作之传质与分离选择、判断题库

吸收1 当吸收剂需循环使用时，吸收塔的吸收剂入口条件将受到解吸操作条件的制约。

√2 对一定操作条件下的填料吸收塔，如将塔填料层增高一些，则塔的H OG将增大，N OG将不变。

×3 根据相平衡理论，低温高压有利于吸收，因此吸收压力越高越好。

×4 亨利定律是稀溶液定律,适用于任何压力下的难溶气体。

√5 亨利系数随温度的升高而减小，由亨利定律可知，当温度升高时，表明气体的溶解度增大。

×6 目前用于进行吸收计算的是双膜理论。

√7 难溶气体的吸收阻力主要集中在气膜上。

×8 双膜理论认为相互接触的气，液两流体间存在着稳定的相界面，界面两侧各有一个很薄的滞流膜层。

吸收质以涡流扩散方式通过此二膜层。

在相界面处，气，液两相达到平衡。

×9 提高吸收剂用量对吸收是有利的。

当系统为气膜控制时，K y a值将增大。

×10 填料塔的液泛仅受液气比影响，而与填料特性等无关。

×11 填料吸收塔正常操作时的气体流速必须大于载点气速，小于泛点气速。

√12 脱吸因数的大小可反映溶质吸收率的高低。

×13 物理吸收操作是一种将分离的气体混合物，通过吸收剂转化成较容易分离的液体。

√14 物理吸收法脱除CO2时，吸收剂的再生采用三级膨胀，首先解析出来的气体是CO2。

×15 吸收操作的依据是根据混合物的挥发度的不同而达到分离的目的。

×16 吸收操作是双向传质过程。

√17 吸收操作线方程是由物料衡算得出的，因而它与吸收相平衡、吸收温度、两相接触状况、塔的结构等都没有关系√18 吸收操作中，增大液气比有利于增加传质推动力，提高吸收速率。

√19 吸收塔的吸收速率随着温度的提高而增大。

×20 吸收塔中气液两相为并流流动。

×1 当气体溶解度很大时，可以采用提高气相湍流强度来降低吸收阻力。

√αααα2 当吸收剂的喷淋密度过小时，可以适当增加填料层高度来补偿。

化工原理课堂练习2015-2016-2.

7、传质分离过程一、填空题1.依据分离原理的不同,传质分离过程可分为和两大类。

2.分子传质是指 ,描述分子传质的基本方程为 .3.对流传质是指 ,描述对流传质的基本方程为 .4.双膜模型的模型参数为和 .5.在板式塔中,气液两相接触,两相组成沿塔高呈变化,在正常操作下, 为连续相, 为分散相.6.在填料塔中,气液两相接触,两相组成沿塔高呈变化,在正常操作下, 为连续相, 为分散相.二、选择题1.气体的吸收属于( );液体的精馏属于( );液体的萃取属于( );固体的干燥属于().A.汽液传质,B.气液传质,C.液液传质,D.气固传质过程.2.某含乙醇12.5%(质量分数)的乙醇水溶液,其所含乙醇的摩尔比( )A.0.143;B.0.0559;C.0.0502;D.0.0529.3.在平衡分离过程中，i和j两组分的分离因子a ij越大，则表明该两组分( )分离.A.越容易;B.越不容易;C.不能够.4.在分子传质过程中，若漂流因素p总/p BM>1，则组分A的传质通量N A与组分A的扩散通量J A的关系为（）A. N A=J A;B. N A<J A;C. N A>J A;D.不好确定. 5.气体中的扩散系数D AB与温度T的关系为( )A. D AB∝T1.0;B.D AB∝T0.5;C.D AB∝T2.0;D.D AB∝T1.75.6.气体中的扩散系数D AB与压力p总的关系为( )A.D AB∝p总1.5;B.D AB∝p总1.0;C. D AB∝p总0.5;D.D AB∝p总.-1.0三、计算题1、在某一细管底部装有温度为30°C的水.总压为101.3kPa,相同温度的干空气从细管顶部流过，水向干空气中蒸发.水蒸气在管内的扩散距离(由液面至顶部)为25cm.在101.3kPa和0°C条件下，水蒸气在空气中的扩散系数为0.22´10-4m2/s,水在30°C时的蒸汽压为4.24kPa.试计算定态扩散时水蒸气的传质通量N A.(参考书中例题7-3)解：2、在直径为0.015m长度为0.52m的圆管中CO2气体通过N2进行稳态分子扩散.管内N2的温度为383K,总压为158.6kPa,管两端CO2的分压分别为95kPa和12kPa.试计算CO2的扩散通量.已知298K、101.3kPa下CO2在N2中的扩散系数为0.167´10-4m2/s解：8、吸收课堂练习• 一、填空题1.若溶质在气相中的组成以分压p、液相组成以摩尔分数x表示，则亨利定律的表达式为 ,E称为 .若E值增大,说明2. K Y和K G的关系是 ,k x与k L的关系是 .3.若c*-c»c i-c,则该过程为控制, 若p-p*»p-p i,4.气相总阻力方程可表示为1=1+1,其中1表示 ,K G k G 1Hk L k G当H 时可忽略，则该吸收过程称为气膜控制.HkL5.增加吸收剂用量，操作线的斜 (增大、减小、不变),吸收推动力 (增大、减小、不变).6.填料塔的流体力学性能常用曲线表示，该曲线上有两个折点，他们分别是和 .二、选择题1、对接近常压的低组成溶质的气液平衡系统,当温度升高时,亨利系数E将( ),相平衡常数m将( ),溶解度系数H将( )。

传质与分离习题(含答案)

Problems for Mass Transfer and Separation ProcessAbsorption1 The ammonia –air mixture containing 9% ammonia(molar fraction) is contact with the ammonia-water liquid containing 5% ammonia (molar fraction). Under this operating condition, the equilibrium relationship is y*=0.97x. When the above two phases are contact, what will happen, absorption or stripping?Solution ：09.0=y 05.0=x x y 97.0=*09.00485.005.097.0=<=⨯=*y y It is an absorption operation.2 When the temperature is 10 c 0and the overall pressure is 101.3KPa , the solubility of oxygen in water can be represented by equation p=3.27⨯104x , where p (atm) and x refer to the partial pressure of oxygen in the vapor phase and the mole fraction of oxygen in the liquid phase, respectively. Assume that water is fully contact with the air under that condition, calculate how much oxygen can be dissolved in the per cubic meter of water?Solution: the mole fraction of oxygen in air is 0.21,hence: p = P y =1x0.21=0.21amt64410*24.610*27.321.010*27.3-===p xBecause the x is very small , it can be approximately equal to molar ratio X , that is 610*42.6-=≈x XSo[])(/)(4.11)/(18*)(1)/(32*)(10*42.6lub 2322222226O H m O g O kmolH O kgH O kmolH kmolO kgO kmolO ility so ==-3 An acetone-air mixture containing 0.02 molar fraction of acetone is absorbed by water in apacked tower in countercurrent flow. And 99％ of acetone is removed, mixed gas molar flow fluxis 0.03kmol ·s —1m -2 , practice absorbent flow rate L is 1.4 times as much as the min amount required. Under the operating condition, the equilibrium relationship is y*=1.75x. V olume totalabsorption coefficient is K y a=0.022 kmol ·s —1m -2y -1.. What is the molar flow rate of the absorbent and what height of packing will be required?solution ：()0002.01=-=ηb a y y x a =0 733.175.102.099.002.0*min =⨯=--=⎪⎭⎫⎝⎛ab a b x x y y V L43.24.1min=⎪⎭⎫⎝⎛=V L V L s m k m o l L 20729.003.043.2=⨯=720.043.275.1===L mV S Number of mass transfer units N oy =(y 1-y 2)/∆y=12(y b -y a )=0.02-0.0002∆y=[(y b -y*b )- (y a -y*a )]/ln[(y b -y*b )/ (y a -y*a )] (y b -y*b )=0.02-1.75x b =0.0057X b =V/L (y b -y a )= (0.02-0.0002)/2.43=0.00815 (y a -y*a )= y a =0.0002 Or ])1)(ln[(11S S mx y mx y S N ba ab Oy +----==12 m Kya S V H OY 364.1022.003.0/===m N H H OY OY 37.1612364.1=⨯==4 The mixed gas from an oil distillation tower contains H 2S=0.04(molar fraction). Triethanolamine (absorbent) is used as the solvent to absorb 99% H 2S in the packing tower, the equilibrium relationship is y*=1.95x, the molar flux rate of the mixed gas is 0.02kmol ·m -2·s -1，overall volumeabsorption coefficient is Kya=0.05 kmol ·s —1m -2y -1, The solvent free of H 2S enters the tower and it contains 70% of the H 2S saturation concentration when leaving the tower. Try to calculate: (a) the number of mass transfer units N oy , and (b) the height of packing layer needed, Z.solution ：ya=yb(1-0.99)=0.04*1%=0.0004xb*=yb/m=0.04/1.95= 0.0205 xb=0.7xb*=0.0144 yb*=1.95*0.0144=0.028yb-yb*=0.04-0.028=0.012 △ym=0.0034 Z=HoyNoyNoy=(yb-ya)/ △ym=11.6m a K G H y m oy 4.005.0/02.0/=== Z=11.6*0.4=4.64m5 Ammonia is removed from ammonia –air mixture by countercurrent scrubbing with water in a packed tower at an atmospheric pressure. Given: the height of the packing layer Z is6 m, the mixed gas entering the tower contains 0.03 ammonia (molar fraction, all are the same below), the gas out of the tower contains ammonia 0.003; the NH 3 concentration of liquid out of the tower is 80% of its saturation concentration, and the equilibrium relation is y*=1.2x. Find:(1)the practical liquid —gas ratio and the min liquid —gas ratio L/V=?. (2) the number of overall mass transfer units.(3) if the molar fraction of the ammonia out of the tower will be reduced to 0.002 and the other operating conditions keep unchanged, is the tower suitable?solution ：(1)35.12.103.08.0003.003.0=⨯-=GL(2) 89.035.12.1==S26.689.0003.003.011.089.011=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-=In N OY(3) m N Z H OYOY 958.026.66===47.889.0002.003.011.089.011=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⨯-='In N OYSince m N H Z OYOY 0.61.847.8958.0'>=⨯='= it is not suitable6 Pure water is used in an absorption tower with the height of the packed layer 3m to absorb ammonia in an air stream. The absorptivity is 99 percent. The operating conditions of absorber are 101.3kpa and 200c, respectively. The flux of gas V is 580kg/(m 2.h), and 6 percent (volume %) of ammonia is contained in the gas mixture. The flux of water L is 770kg/( m 2.h). The gas and liquid is countercurrent in the tower at isothermal temperature. The equilibrium equation y *=0.9x, and gas phase mass transfer coefficient k G a is proportional to V 0.8, but it has nothing to do with L. What is the height of the packed layer needed to keep the same absorptivity when the conditions of operation change as follows:(1)the operating pressure is 2 times as much as the original.(2)the mass flow rate of water is one time more than the original. 3) the mass flow rate of gas is two times as much as the original Solution: 3,1,293Z m p atm T K ===1210.060.063810.06(10.99)0.000638Y Y Y ==-=-= The average molecular weight of the mixed gas M=29×0.94+17×0.06=28.2822580(10.06)19.28/()28.2877042.78/()180.919.280.405642.78V kmol m h Lkmol m h mV L =-=⋅Ω==⋅Ω⨯==12221ln[()(1)]110.06380ln[()(10.4056)0.4056]10.40560.0006386.88430.43586.884OG OG OGN mV LH Y mX mX mVY mX L L Z mN =-+-=----+-==== 1） 2p p '=''p p mm =So 1222ln[()(1)]10.90.4520.4519.280.202842.78111ln[(100)(10.2028)0.2028]10.20285.496OG mp m p m V LY mX m X m VN mV Y mX L L L -+='==⨯=''⨯==''-'=---+-= OG r G V V H K a K aP ==ΩΩSo:OG H changes with the operating pressure10.43580.21792OG OGOG OG H H H H ρρρρ'=''=⋅=⨯='So 5.4960.21791.1O G OG Z N H m '''=⋅=⨯= So the height of the packed section reduce 1.802m vs the original2） 2L L '=11()0.40560.20282225.496OGmV mV mV L L L N ===⨯=''=when the mass flow rate of liquid increases,G K a has not remarkable effect0.43585.4960.4358 2.395OGOG OGOG H H m Z N H m '=='''=⋅=⨯=the height of the packed section reduce 0.605m against the original3） 2V V '=(2)2()20.40560.81161ln[(100)(10.8116)0.8116]15.8110.8116OGmV m V mV LL LN '===⨯='=-+=-when mass flow rate of gas increaes,G K a also will increase. Since it is gas film control for absorption, we have as follows:0.80.80.80.20.80.2()222220.43580.50115.810.5017.92G G G G OG OG G G OGOG K a V V K a K a K a VV V H H K aP K aP mZ N H m m ∝''==''===Ω'Ω=⨯='''==⨯= So the height of the packed section increase 4.92m against the originalDistillation1 Certain binary mixed liquid containing mole fraction of easy volatilization component F x 0.35, feeding at bubbling point, is separated through a sequence rectify column. The mole fraction in the overhead product is x D =0.96, and the mole fraction in the bottom product is x B =0.025. If the mole overflow rates are constant in the column, try to calculate (a)the flow rate ratio of overhead product to feed(D ／F)?(b)If the reflux ratio R=3.2, write the operating lines for rectifying and stripping sections solution ：F x ＝0.35；x B =0.025；x D =0.96；R=3.2。

化工原理下册习题及答案

化⼯原理下册习题及答案第⼋章传质过程导论习题集⼀、填空题1.当压⼒不变时，温度提⾼1倍，溶质在⽓相中的扩散系数提⾼_________倍。

假设某液体黏度随温度的变化很⼩，绝对温度降低1倍，则溶质在该溶液中的扩散系数降低_________倍。

2.等摩尔相互扩散，扩散通量AJ _____传质通量N A ；单向扩散，扩散通量A J ______传质通量N A 。

3.在双膜理论中，传质过程的阻⼒主要集中在__________。

4.⽓体分⼦A 在B 中扩散，则扩散系数D AB _________D BA 。

5.双组分理想⽓体进⾏单向扩散。

当总压增加时，若维持溶质A 在⽓相各组分分压不变，传⾄速率将__________；温度提⾼，则传质速率将__________；⽓相惰性组分摩尔分数减少，则传质速率将__________。

6.理想⽓体混合物的总摩尔浓度表达式为_______。

7. ⼀般来说，两组份的等摩尔相互扩散体现在 _______单元操作中，⽽A 组份通过B 组份的单相扩散体现在_______操作中。

8.在膜内，主要通过_________进⾏传质。

9.质量传递的最终状态_________，热量传递的最终状态_________。

⼆、选择题1.下列哪种单元操作不属于均相混合物的分离过程？（）A.吸收B.蒸馏C.萃取D.沉降2.单向扩散中，扩散通量J A 和传质通量N A 的⼤⼩关系是？（）A.⼤于B.⼩于C.等于D.不确定3.下列选项中扩散系数D 的说法不正确的是？（）A.代表单位浓度梯度下的扩散通量B.是物质的⼀种属性C.表达某个组分在介质中的扩散快慢D.其值随温度的变化不⼤4.⽓体A 分⼦在B 中扩散，B 的密集程度对A 的扩散系数有何影响？（）A.B 分⼦越密集，扩散系数越⼤B.B分⼦越密集，扩散系数越⼩D.扩散系数的⼤⼩与温度T成正⽐，与压⼒P成反⽐5.传质过程的最终状态是？（）。

A.⽓液两相浓度相等B.⽓相浓度⼤于液相浓度C.⽓相浓度⼩于液相浓度D.⽓液两相处于相平衡状态6.单向扩散，漂流因⼦（）A.⼤于1B.⼩于1C.等于1D.不确定7. 分⼦扩散中，⽓相中的分⼦扩散系数D随温度升⾼⽽（），随压⼒增加⽽（）。

分离工程习题

分离工程习题一、填空： 1、分离过程分为（机械分离方法）和（传质分离）两大类。

2、传质分离过程分为（平衡分离过程）和（速率分离过程）两大类。

3、分离剂可以是（能量）和（物质）。

4、机械分离过程是（过滤、离心分离）、旋风分离、静电除尘 5、速率分离过程是超滤、渗析（膜分离、渗透）。

6、平衡分离过程是（吸收、萃取）、精馏、蒸发。

7、气液平相衡常数定义为（气相组成与液相组成的比值）。

8、理想气体的平衡常数与（组成）无关。

9、活度是（修正的）浓度。

10、低压下二元非理想溶液的相对挥发度α12等于（022011p p γγ）。

11、气液两相处于平衡时，（化学位）相等。

12、Lewis 提出了等价于化学位的物理量（逸度）。

13、逸度是（修正的）压力。

14、在多组分精馏中塔顶温度是由（露点方程）方程求定的。

15、露点方程的表达式为（∑=1K /y i i ）16、泡点方程的表达式为（∑=1x K i i ）。

17、泡点温度计算时若1x K i i >∑，温度应调（小）。

18、泡点压力计算时若1x K i i >∑，压力应调（大）。

19、在多组分精馏中塔底温度是由（泡点）方程求定的。

20、绝热闪蒸过程，节流后的温度（降低）。

21、若组成为Z i 的物系，1K /Z 1Z K i i i i >∑>∑且时，其相态为（气液两相）。

22、若组成为Z i 的物系，1Z K i i <∑时，其相态为（过冷液相）。

23、若组成为Z i 的物系，1K /Z i i <∑时，其相态为（过热气相）。

24、绝热闪蒸过程，饱和液相经节流后会有（气相）产生。

25、设计变量与独立变量之间的关系可用下式来表示（Ni ＝Nv －Nc ）。

26、设计变量分为（固定设计变量）与（可调设计变量）。

27、回流比是（可调）（固定、可调）设计变量。

28、关键组分的相挥发度越大，精馏过程所需的最少理论板数（越少）。