1练习题 一一、填空题（20 分）1. 在常压下，20时，氨在空气中的分压为 15.2 kPa, 与之平衡的氨水浓度为 15 kg NH3/100 kg H2O，此时m=_1.095_。2. 将相对挥发度为 2.47 的某二元混合物在全回流操作的塔中进行精馏，现测得全凝器中冷凝液组成为0.98，塔内第二层塔板上升的汽相组成为 0.969，则离开塔顶第一层塔板的液相浓度为_0.969_，塔顶第一层板的汽相默弗里效率为_0.611_。3. 等速干燥阶段物料表面的温度等于干燥介质（热空气）的湿球温度。4. 常压下乙醇-水溶液的 y-x 图上，有一点是平衡线与对角线的交点 M, 此点溶液称为_恒沸液_, 其两相的浓度_相等_。5. 将含水量为 0.5 kg 水/kg 绝干料的某物料与一定状态的空气接触，测出物料的平衡水分为 0.05 kg 水/kg绝干料，则此物料的自由水分为_0.45 kg 水/kg 绝干料_。6. 将含 SO2 为 10%（体积）的气体混合物与浓度为 0.020 kmol/m3 的 SO2 水溶液在一个大气压下相接触。操作条件下两相的平衡关系为 PA*=1.62CA (atm)，则 SO2 将从_气_相向_液_相转移，以气相组成表示的传质总推动力为_0.0626 _atm。7. 临界湿含量与哪些因素有关？（举其中三个因素）_，_，_。物料的含水性质、大小、形态、堆积厚度,干燥介质的温度、湿度、流速以及同物料的接触状态（由干燥器类型决定） ，其中任选 3 个即可8. 在单级萃取过程中，若萃取剂用量减少，则萃取相 yA_变大_，萃余相 xA_变大_，脱去溶剂后萃取液 yAo_不确定_萃余液 xAo_变大_。 （变大，变小，不变，不确定）9. 试写出三种板式塔类型：泡罩塔、筛板塔、浮阀塔。二、选择题（20 分）1. 精馏过程的操作线为直线，主要基于_B_。A. 塔顶泡点回流 B. 恒摩尔流假定C. 理想物系 D. 理论板假定2. 一操作中精馏塔，若保持 F，x F，q，V(塔釜上升蒸汽量）不变，减小 D，则塔顶易挥发组分回收率_C_。A. 增大 B. 不变 C. 减少 D. 不确定3. 低浓度气体吸收中，已知平衡关系为 y=2x，k xa=0.2 kmol/m3.s, kya=210-5 kmol/m3.s, 则此体系属_B_控制。A.液膜 B. 气膜 C.气液双膜4. 对于恒速干燥阶段，下列哪个描述是错误的？DA.干燥速度与气体的性质有关 B.干燥速度与气体的流向有关C.干燥速度与气体的流速有关 D.干燥速度与物料种类有关5. 当回流从全回流逐渐减小时，精馏段操作线向平衡线靠近。为达到给定的分离要求，所需的理论板数_ B。A. 逐渐减少 B. 逐渐增多 C. 不变6. 在一定空气状态下，用对流干燥方法干燥湿物料时，能除去的水分为_D_，不能除去的水分为2_A_。A.平衡水分 B. 结合水分C.非结合水分 D. 自由水分7. 物料中非结合水的特点之一是其产生的水蒸汽压_B_同温度下纯水的饱和蒸汽压。A. 小于 B. 等于 C. 大于 D.不确定8. 某精馏塔的理论板数为 15 块（包括塔釜） ，全塔效率为 0.5，则实际塔板数为_A_块。A. 28 B. 29 C. 30 9. 对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统，当温度和压力不变，而液相总浓度增加时，其溶解度系数 H将_ C _，亨利系数 E 将_C_。A.增加 B.减少 C.不变10. 选用溶剂进行萃取操作时，其必要条件是_C_。A分配系数 kA1； B萃取相含量 yA萃余相含量 xA；C选择性系数1 ； D分配系数 kB1。三、计算题（60 分）1. (20 分) 用连续精馏塔分离某二元混合液，原料液流量为 200 kmol/h，露点进料，进料浓度为 0.5，塔顶馏出液浓度为 0.96，釜液浓度为 0.1(以上均为易挥发组分的摩尔分率） 。操作条件下相对挥发度为3，塔顶采用全凝器，泡点回流。塔釜间接蒸汽加热，且塔釜汽化量为最小气化量（最小回流比时）的1.5 倍。试求：（1）塔釜的气化量；（2）离开第二层理论板的液体浓度（由塔顶往下数） 。1. （20 分） 解：（1）塔釜的气化量先作全塔物料衡算求出 D：F=D+WFxF=DxD+WxW即 200= D+W2000.5=0.96 D+0.1 W （5 分）解出 D=93.0 kmol/h, W=107 kmol/h因是露点进料，q=0 及 yq=xF=0.5,故 30.1()12qqqxx解出 xq=0.225 672509.xyRqDmin精馏段最小上升蒸汽量为Vmin=(Rmin+1)D=(1.67+1)93=248.3 kmol/h提馏段最小上升蒸汽量（即为塔釜最小气化量）为： kmol/h34820132481.)(.F)q(mini 塔釜气化量为3（5 分）72.4kmol/h8.315minV.(2)离开第二层理论板的液相浓度 x2FD)R(V 1 Q72.4=(R+1)93200解得 R=1.93 （5 分）精馏段操作线方程式为： 328065913091.x.RxyD平衡线关系式为： x)(xy逐板计算：因塔顶为全凝器，泡点回流，y 1=xD=0.96根据平衡关系式由 y1 求 x1,即： 123960x.解得 x1=0.889根据提馏段操作线方程式由 x1 求 y2:y2=0.659x1+0.328=0.6590.889+0.328=0.914再依平衡关系式由 y2 求 x2: 23940x.解得 x2=0.780 （5 分）2. (20 分) 某厂有一填料吸收塔，直径为 880 mm，填料层高 6 m，所用填料为 56 mm 的拉西环。在 25及 101.325 kPa（绝压）时，每小时处理 2000 m3 含 5%（体积）丙酮的空气 -丙酮混合气，处理时用水作溶剂，塔顶送出的尾气中含丙酮 0.263%（体积） 。塔底送出的溶液中每 kg 含丙酮 61.2 g。在上述操作条件下，平衡关系为 y*=2x。 根据上述所测出的数据，试求：（1）气相总传质系数 Kya；（2）每小时回收的丙酮量。解：（1）求体积总传质系数方法 1： 对数平均推动力法42 312* *1 11*3221 320.5,.60/8.98.3.6, y0.340, y.04.lnln6 myxyx332OG 56().518.() y/840.7 503 kol/h2.9.19.6 kmol/()0.5 kmol/()5H.71408OGyNhKa hsQ分分分 分方法 2：吸收因子法 312)12 3/(/(.3)/(.21).872()05lnln(.872.4(3)0.87.61/6/8.407 ()203G.9OGmLxyxGNLmHh 分 分分 332O kol/h.19.6 kol/()0.5 kmol/()571408yKa hsQ 分（2）每小时回收的丙酮量GA=G(y1-y2)=83.2(0.05-2.6310-3)=3.94 kmol/h=228.5 kg/h ()分3. (20 分）有一连续干燥器在常压下操作，生产能力为 1000 kg/h (以干燥产品计） 。物料水分由 12%降至3%（均为湿基） ，空气的初温为 25，湿度为 0.01 kg 水/kg 干空气，经预热器后升温至 70，干燥器出口废气的干球温度为 45。 设空气在干燥器进出口处焓值相等。试求：（1）在 H-I 图上表示空气的状态变化过程；（2）初始状态下的空气用量为多少 m3/s？（I=（1.01+1.88H)t+2500 H， ）273)4.172.0(10tHv解：（1） （10 分）干燥系统示意图见附图 1。在 H-I 图上的空气状态变化见附图 2.5预 热 器 干 燥 器t0=25oCH0.1 t1=70oC t2=45oCw1=0.2w2=0.3G21 kg/h附图 1 干燥系统示意图HIt02t1 012附图 2 空气状态变化图（10 分）（2） （10 分）求空气用量蒸发水分量 kg/h 3102012.wGW因水分在干燥器进出口处焓值相等，所以 I1=I2，即（1.01+1.88H 1)t1+2500 H1=(1.01+1.88H2) t2+2500 H2因 H1=H0=0.01 kg/kg, t1=70, t 2=45, 故有（1.01+1.880.01) 70+25000.01=(1.01+1.88H 2) 45+2500H2解得 H2=0.107 kg/kg干空气用量 L=W/(H2-H1)=102.3/(0.107-0.01)=1054.6 kg/h （5 分）方法 1：湿空气质量流量 L=L(1+H1)=1054.6(1+0.01)=1065.1 kg/h湿空气的平均分子量 M=1.01/(1/29+0.01/18)=28.8初始状态下的湿空气的体积流量（5 分）s/.h/.)(.PnRTV 3323 m 210 904105573482106 方法 2：空气的湿比容6shkgtHvH /m 251.0/ 7.91054.6.8V 863)27(23)4.170( 310 积 流 量初 始 状 态 下 的 湿 空 气 体 干 空 气