课堂测验(二)

3. 用清水吸收氨－空气混合气中的氨。混合气进塔时氨的浓度 y1 ＝ 0.01（摩尔分率），吸收率 90％，气－液平衡关系 y = 0.9x。试求：（1） 溶液最大出口浓度；（2）最小液气比；（3）取吸收剂用量为最小吸收剂用 量的 2 倍时，气相总传质单元数为多少？（4）气相总传质单元高度为 0.5m 时，填料层高为几米？
解： 已知 Y1 ＝ 0.01，η=90%，Y2 = Y1(1-η) = 0.01(1-0.9) = 0.001 X2 = 0，X1 = X1/0.9 = 0.01/0.9 = 0.0111 (L/V)min = (Y1-Y2)/(X1*-X2) = (0.01-0.001)/（0.01/0.9）= 0.811 L/V = 2 (L/V)min = 2×0.811 = 1.62
2. 比较精馏塔冷凝方式（全凝和分凝），它们有何特点和适用场 合？
答：全凝器冷凝：塔顶上升蒸汽进入冷凝器被全部冷凝乘饱和 液体，一部分回流，一部分作为产品。这种冷凝方式对的特点是便 于调节回流比，但较难控制回流温度，但是该法流程简单，工业上 大多采用这种冷凝方式。
分凝器冷凝：塔顶上升蒸汽先计入分凝器，冷凝的液体回 流，剩余的气体进入全凝器，冷凝的液体作为产品，这种冷凝方式 便于控制温度，课提取不同做成的塔顶产品，但是该流程较为复杂。
3. 对于特定的吸收塔，试分析影响吸收操作的主要因素。 答：1）吸收剂用量。操作温度。操作压强。吸收剂入口组成。液 相和气相流速。 4. 塔板上有哪些异常操作现象？他们对传质性能有哪些影
响？ 答：常见的塔板异常现象有：漏液、液泛、雾沫夹带、气泡夹带，
页面落差分布不均匀以及塔板压降过大。上述非理想流动会导致 传质效率下降。
xD
0.9
由 FxF DxD Wxw 得:
xw
FxF DxD W
10 0.5 5 0.9 0.1 5
(1) ∵塔顶为全凝器 ∴ y1 xD 0.9
据平衡关系式 y x 得: 0.9 2x1 ∴
1 ( 1)x
1 (2 1)x1
x1 0.82
(2) ∵ 饱和蒸汽进料 ∴ q 0 ∴q 线在 y～x 图中为水平
xW
1A FxF
W
1 0.94 50 0.5
25.32
0.0592
L′=RD+qF=（3ⅹ24.68+0.75ⅹ50）=111.54 kmol/h
V′= L′-W=(111.54-25.32)=86.22 kmol/h 则 y 111.54 x 25.32 0.0592 1.294x 0.01739
块塔板下降的液体组成 x1 为多少？(3)最小回流比；(4)精馏段各板上升 的蒸汽量为多少 kmol / h ？提馏段各板上升的蒸汽量为多少 kmol / h ?
答： 2 F 100kmol / h , q 0 , xF 0.5 , xD 0.9
R 2Rmin
∴
D 0.9FxF 0.9 10 0.5 5kmol / h
86.22 86.22
2. ）用常压精馏塔分离某二元混合物,其平均相对挥发度 2 ,原
料液量 F 10kmol / h ，饱和蒸汽进料，进料浓度 xF 0.5 （摩尔分率，下同）， 塔顶馏出液浓度 xD 0.9 ，易挥发组分的回收率为 90% ，回流比 R 2Rmin ， 塔顶设全凝器，塔底为间接蒸汽加热,求：(1)馏出液及残液量；(2)第一
即
y 0.75x 0.238 y 2 3x
得 xq = 0.4699 及 yq = 0.5903
（4）提馏段操作线方程 其一般表达式为
y
L' V'
x
W V'
xW
式中有关参数计算如下：
D A FxF 0.94 50 0.5 kmol/h 24.68kmol/h
xD
0.952
W=F-D=(50-24.68) kmol/h = 25.32 kmol/h
标值 xq 及 yq；（4）提馏段操作线方程。
解：（1）操作回流比及馏出液组成
R R
1
0.75
及
xD R
1
0.238
得
R = 3，xD = 0.952
由题给条件，得
2）进料热状况参数及原料液组成 由于
q 3及 xF 2
q 1
1 q
得
q = 0.75（气液混合进料），xF = 0.5
（3）两操作线交点的坐标值 xq 及 yq 联立操作线及 q 线两方程，
1.在连续操作的精馏塔中分离两组分理想溶液。原料液流量为 50 kmol/h，要求馏出液中易挥发组分的收率为 94％。已知精馏段操作线
方程为 y = 0.75x+0.238；q 线方程为 y = 2-3x。试求（1）操作回流比及馏
出液组成；（2）进料热状况参数及原料的总组成；（3）两操作线交点的坐
线
yq xF 0.5
代入 y 2x 平衡式中,得到横坐标
1 (2 1)x
xq 0.33
Rmin
百度文库
xD yq yq xq
0.9 0.5 2.35 0.5 0.33
R 2 2.35 4.7
∴ 精馏段各板上升的蒸汽量根据恒摩尔汽化理论假设知是相
等的
即 V (R 1)D 5.7 5 28.5kmol / h (3) 根据恒摩尔汽化理论假设,提馏段板上升的蒸汽量也相等 即 V V (1 q)F 28.5 10 18.5kmol / h
1. 影响精馏操作的主要因素有哪些？它们遵循哪些基本关 系？
答：影响精馏操作的主要因素有 1）.物系特性和操作压强、生 产能力和产品质量、回流比和进料热状况、塔设备情况包括板数 加料位置和塔效率、冷凝器和再沸器的热状况。遵循以下基本关 系 1）相平衡关系、物料衡算关系、理论板数关系、塔效率关系、热 负荷关系
5. 什么是物料的平衡含水量？一定的物料在一定的温度下，物 料的平衡含水量与空气的相对湿度有什么关系
答：在恒定干燥条件下（空气温度 t,相对湿度＆），物料最终达 到该空气条件下的含水量。其数值随着空气相对湿度的增大而增 大。
6.在恒定干燥条件下，对于恒速和降速干燥阶段，通常采用什么 办法缩短干燥时间？
答：恒速干燥的特点是表面充满着非结合水，干燥速率与物料的 性质关系很小，主要与空气的性质、流速和湿物料的接触方式有关， 所以应提高空气温度降低湿度可增大传热传质推动力 。以增大流速 和干燥面积来增大传热系数和水的汽化速率。
降速干燥阶段的特点是湿物料只有结合水，干燥速率手物料 的结构、形状、和尺寸有关，而与空气的性质无关。