1、1、 今有連續逆流操作的填料吸收塔，用清水吸收原料氣中的甲醇。已知處理惰性氣體量為（操作狀態），原料中每立方米惰性氣體含甲醇，吸收后水中含甲醇量等于與進料氣體中相平衡時濃度的。設在常壓、下操作，吸收的平衡關系取為，甲醇回收率要求為，塔徑為0.84 m 。試求：（1）水的用量為多少？（2）傳質單元高度；（3）傳質單元數；（4）填料層高度。1、解：（1） （1分） （1分）（1分）（2分）（2分）（2） (2分)（3） （4分）或用解析法求（4） （2分）2、用一精餾塔分離二元理想混合物，塔頂為全凝器冷凝，泡點溫度下回流，原料液中含輕組分0.5(摩爾分數，下同)，操作回流比取最小回流比的1.4倍，

2、所得塔頂產品組成為0.95，釜液組成為0.05，料液的處理量為100，料液的平均相對揮發度為3，若進料時蒸氣量占一半，試求： （1）提餾段上升蒸氣量；（2）自塔頂第2層板上升的蒸氣組成。2、解：（）由相平衡方程 （1分）及進料方程 （1分）聯立解得-0 取 （2分） 則 （1分） （2分）R= （1分）再由物料衡算方程及解得 （3分） （2）已知 （1分）由相平衡關系 （1分）再由精餾段操作線方程解得（2分）3 某精餾塔用于分離苯甲苯混合液，泡點進料，進料量30kmol/h，進料中苯的摩爾分率為 0.5，塔頂、底產品中苯的摩爾分率分別為0.95和0.10，采用回流比為最小回流比的1.5倍，操作

3、條件下可取系統的平均相對揮發度=2.40。 (1)求塔頂、底的產品量； (2)若塔頂設全凝器，各塔板可視為理論板，求離開第二塊板的蒸汽和液體組成。 答文 解：F=D+W FFDw30=D+W 30×0.5=D×0.95+W×xe=xF=0.5, e=e1+(×0.5/1+(2.40-1)×0.5=0.706 Rmin=（De）（ee）(0.95-0.706)/(0.706-0.5)=1.18 ×1.18=1.77 y=R/(R+1)x+D（R+1)=1.77/(1.77+1)x+0.95/(1.77+1)=0.639x+0.343 1

4、D0.95 11y1(1）=0.95/(2.40-0.95(2.40-1)=0.888 2×0.888+0.343=0.910 20.910/2.40-0.910(2.40-1)=0.808 4 采用常壓干燥器干燥濕物料。每小時處理濕物料，干燥操作使物料的 濕基含量由減至，干燥介質是濕空氣，初溫為，濕度o水絕干空氣，經預熱器加熱至后進入干燥器中，離開干燥器時廢氣 溫度為，若在干燥器中空氣狀態沿等線變化。試求： （）水分蒸發量 ； （）絕干空氣消耗量 絕干氣； （）干燥收率為時產品量 ； （）如鼓風機裝在新鮮空氣進口處，風機的風量應為多少3？ 答文（）c（12） 1（） 2（） c（）

5、 絕干料 （） （）（21） 1o 水絕干氣 1，2 2未知，可通過12求算 1)111+2490)1 2(1.01+1.882)2+249022+2+2490)2 ××120+2490)×××40+2490） 水絕干氣 0.1024/(0.041-0.009) 絕干氣 （）222×c（2） ××（） （）·H 3.1974(0.772+1.244o)(o+273)/273 ×0.009)×(20+273)/273 3 5用填料塔從一混合氣體中逆流吸收所含的苯。混合氣體中含苯（體積），

6、其余為空氣, 要求苯的回收率為90（以摩爾比表示），吸收塔為常壓操作，溫度為25，入塔混合氣體為每小時標準3，入塔吸收劑為純煤油，煤油的耗用量為最小耗用量的.倍，已知該系統的平衡關系Y=.X（其中Y、X為摩爾比），已知氣相體積傳 質系數Y a.035Kmol/m3.s，純煤油的平均分子量s ，塔徑.。 試求：（）吸收劑的耗用量為多少Kg/h？ （）溶液出塔濃度x1 為多少？ （）填料層高度Z為多少？ 答文解：（1） =90%, yb=0.05,進口： Yb=yb/(1-yb)=0.05/(1-0.05)=0.05263 （mol苯/mol氣體） 出口 Ya=Yb(1-)=0.005266 （氣

7、體苯流量） V=940/22.4=41.96 kmol/h （氣體流量） VB =V(1-yb)=41.96(1-0.05)=39.87 kmol/h (Ls /VB )min =(Yb-Ya)/(Yb/m) =(0.05263-0.00526)/(0.05263/0.14)=0.126 Lss××39.87=7.536 kmol/h ×170 Kg/h=1281Kg/h （2）Xb =(Yb-Ya)/（1.5(Ls /VB )min ） ×0.126)=0.251 xb=Xb/(1+Xb)=0.2006 （3）OG =VB /(Y ) ×&#

8、215;2)=1.12 m OG =(Yb-Ya)/Ym Yb=Yb-Yb×0.251=0.01749 Ya =Ya-Ya*0=0.00526 Ym =(0.01749-0.00526)/ln(0.01749/0.00526)=0.01018 OG =(0.05263-0.00526)/0.01018=4.65 OG×OG×4.65=5.2 m 6在B-S部分互溶物系的單級萃取中，料液中溶質A與稀釋劑B的質量比為40:60。采用純溶劑S=200kg，溶劑比S / F為1，脫出溶劑后萃余液濃度（質量分率），選擇性系數b = 8。試求：萃取液量為多少kg？解：7在常壓

9、下用熱空氣干燥某濕物料，濕物料的處理量為l000kg/h，溫度為20，含水量為4%。空氣的初始溫度為20，相對濕度為50%，將空氣預熱至100進干燥器，出干燥器的溫度為50kg/kg絕干氣。20時空氣的飽和蒸氣壓為試求（1）新鮮空氣的消耗量；（2） 預熱器的加熱量QP1.解：（）（6分）新鮮空氣消耗量，即絕干物料 所以20時空氣的飽和蒸氣壓為（2）預熱器的加熱量p，用式 11-31計算p，即（4分）8在連續精餾塔中分離A、B兩組分溶液。原料液的處理量為100 kmol/h，其組成為0.45（易揮發組分A的摩爾分數，下同），飽和液體進料，要求餾出液中易揮發組分的回收率為96%，釜液的組成為0.0

10、33。試求（1）餾出液的流量和組成；（2）若操作回流比為2.65，寫出精餾段的操作線方程；（3）提餾段的氣、液相負荷。（4）提餾段的操作線方程 8 解：（1）餾出液的流量和組成 （6分）由全塔物料衡算，可得（2）精餾段操作線方程 （2分）（3）提餾段的液、氣相負荷 （4分）2. （4）（2分）9在kPa及25 的條件下，用清水在填料塔中逆流吸收某混合氣中的二氧化硫。已知混合氣進塔和出塔的組成分別為Y1417、Y22。假設操作條件下平衡關系服從亨利定律，亨利系數為4.13×103 kPa，吸收劑用量為最小用量的1.45倍。求：（1）試計算吸收液的組成；9（1）（6分）吸收劑為清水，所以

11、 所以操作時的液氣比為 吸收液的組成為（2）（4分）10一填料塔用清水逆流吸收混合氣中的有害組分A。已知操作條件下氣相總傳質單元高度為1.5m，進塔混合氣組成為0.04（A的摩爾分率，下同），出塔尾氣組成為0.0053，出塔水溶液濃度為0.0128，操作條件下平衡關系為Y=2.5X。試求：（1）液氣比為最小液氣比的多少倍？（2）所需填料層高度？（3）若氣液流量和初始組成不變，要求尾氣濃度降至0.0033，求此時填料層高度為若干米？ 10解11.在連續精餾塔中分離兩組分理想溶液。已知原料液組成為0.6（摩爾分數，下同），餾出液組成為0.9，釜殘液組成為0.02。泡點進料。（1）求每獲得1kmol

12、/h餾出液時的原料液用量F；（2）若回流比為1.5，它相當于最小回流比的多少倍？（3）假設原料液加到加料板上后，該板的液相組成仍為0.6，求上升到加料板上的氣相組成。（物系的平均相對揮發度為3）11解：（1）求當D1kmol/h時F為多少？已知xF=0.6，xD0.9，xW0.02，D1kmol/h，由全塔物料衡算可得： （2分）代入已知量可得：可求出，解出W0.52kmol/h，F1.52kmol/h。（2分）（2）求R/Rmin，已知泡點進料q1，則xqxF0.6（1分），由氣液平衡方程：（2分）求Rmin，（2分）求R/Rmin，（倍）（1分）（3）求上升到加料板上的氣相組成。因加料板是

13、提餾段第一層板，故所求量為y2kmol/h（1分）泡點進料q1，已知F1.52kmol/h，W0.52kmol/h，xW0.02，x1提餾段操作線方程為：，代入已知量：，即（3分）所求（1分）12在恒定干燥條件下的箱式干燥器內，將濕染料由濕基含水量45%干燥到3%，濕物料的處理量為8000濕染料，實驗測得：臨界濕含量為30%，平衡濕含量為1%，總干燥時間為28h。試計算在恒速階段和降速階段平均每小時所蒸發的水分量。12解：w1 = 0.45 kg水/kg干料 w2 = 0.03 kg水/kg干料 同理 X0 = 0.429 kg水/kg干料 X* = 0.01 kg水/kg干料 （4分）（1分

14、）（1分）2（2分） 又 + = = 28h （1分）1 = 6.6h （2分）Gc = 8000×(10.45) = 4400 kg干料（2分） kg水/h（1分） kg水/h（1分）13在常壓下逆流操作的填料吸收塔中，用純溶劑吸收混合氣體中的溶質組分。入塔氣體流量為1120m3/h（標準狀況），入塔氣體中溶質的濃度為5%（體積），吸收率為90%，操作條件下的氣液平衡關系為Y*X，液氣比L/V=3，體積傳質系數KYa=100kmol/m2×h(DY)，塔徑為。試求（1）出塔液體濃度X1；（2）所需填料層高度Z。解：（1）進塔惰性氣體量 kmol/h（2） m m14有苯和

15、甲苯混合物，含苯，流量1000kmol/h，在一常壓精餾塔內進行分離，要求塔頂餾出液中含苯（以上均為摩爾分率），苯的回收率不低于90%，泡點進料，泡點回流，取回流比為最小回流比的倍，已知相對揮發度a =。試求（1）塔頂產品量D；塔底殘液量W及組成xW；（2）回流比R及精餾段操作線方程；（3）由第二塊理論板（從上往下數）上升蒸汽的組成。解：（1）（2）q線方程： 平衡線方程：聯立求得：精餾段操作線：（3） 由平衡線方程可得：由精餾段操作線：15（12分）干球溫度為20、濕度為kg水kg絕干氣的濕空氣通過預熱器加熱到80后，再送至常壓干燥器中，離開干燥器時空氣的相對濕度為35，若空氣在干燥器中經歷

16、等焓干燥過程，試求（1）1m3原濕空氣在預熱過程中焓的變化；（2）1m3原濕空氣在干燥器中獲得的水分量。（3）2 m3原濕空氣在預熱器中的加熱量。1. 解：（解：（1）1m3原濕空氣在預熱器中焓的變化當、kg/kg絕干氣時，計算kJ/kg絕干氣。當、kg/kg絕干氣時，計算kJ/kg絕干氣。故1kg絕干空氣在預熱器中焓的變化為原濕空氣的比體積故1m3原濕空氣焓的變化為（2）1m3原濕空氣在干燥器中獲得的水分由、kg/kg絕干氣求出空氣離開干燥器時的濕度kg/kg絕干氣。故1m3原空氣獲得的水分量為 （3） 16在連續操作的精餾塔中分離兩組分理想溶液。原料液流量為50 kmol/h，要求餾出液中

17、易揮發組分的收率為94。已知精餾段操作線方程為y x+0.238；q線方程為y = 2-3x。試求（1）操作回流比及餾出液組成；（2）進料熱狀況參數及原料的總組成；（3）兩操作線交點的坐標值xq及yq；（4）提餾段操作線方程2.解：（1）解：（1）操作回流比及餾出液組成 由題給條件，得及解得 R = 3，xD （2）進料熱狀況參數及原料液組成 由于及解得 q = 0.75（氣液混合進料），xF （3）兩操作線交點的坐標值xq及yq 聯立操作線及q線兩方程，即解得 xqyq（4）提餾段操作線方程 其一般表達式為式中有關參數計算如下則 17在一直徑為0.8 m的填料塔內，用清水吸收某工業廢氣中所含

18、的二氧化硫氣體。已知混合氣的流量為45 kmol/h，二氧化硫的體積分數為2。操作條件下氣液平衡關系為，氣相總體積吸收系數為2 kmol/(m3·s)。若吸收液中二氧化硫的摩爾比為飽和摩爾比的76%，要求回收率為98%。求水的用量（kg/h）及所需的填料層高度。3.解： 惰性氣體的流量為水的用量為 求填料層高度2在一連續精餾中分離苯、甲苯的混合，進料量為100kmol/h，原料液中苯0.4，塔頂餾出液中苯的回收率為83.3%，塔底餾出液中含苯0.1（以上均為摩爾分數），原料液為飽和液體進料，笨甲苯的相對揮發度為2.5，回流比為最小回流比的3倍，塔底為主凝器，。（1）餾出液及釜殘夜量（

19、2）塔釜產生的蒸汽量及塔頂回流的液體量。（3）離開塔頂第一層理論板的液相組成解：（1）餾出液及釜殘夜量（2）塔釜產生的蒸汽量及塔頂回流的液體量。當原料液位飽和液體進料時q=1 （3）離開塔頂第一層理論板的液相組成=0.952 3.一連續干燥器中，每小時處理濕物料1000kg經干燥后物料含水量有8%降至2%（均為濕基）濕度為0.009kg水/kg，絕干氣的新鮮空氣經預熱器預熱后進入干燥器后空氣濕度為0.022kg水/kg絕干氣。（1）水分蒸發量（2）新鮮空氣的消耗量。解：（1）水分蒸發量=1000*(1-0.08)=920kg/h第一種解方法：第二種解方法：（2）新鮮空氣的消耗量。新鮮空氣消耗量

20、：4每小時將15000kg含苯40%（質量分數下同）和甲苯60%的溶液，在連續精餾塔中進行分離，要求釜殘夜中含苯不高于2%，塔頂餾出液中苯的回收率為97.1%.（p17 1-4）（1）求出餾出液和釜殘液的流量及組成以及摩爾流量及摩爾分數表示。解：苯的摩爾質量為78，甲苯的摩爾質量為92進料組成釜殘液組成原料液的平均摩爾質量依題意知所以全塔物料衡算或 聯立式a、式b、式c，解得，5在一單殼程、四管程管殼式換熱器中，用水冷卻熱油，冷水在管內流動，進口溫度為15，出口溫度為32，。熱油在殼方流動，進口溫度為20，出口溫度為40，熱油流量為1.25kg/s，平均比熱容為1.9KJ/（kg*）。若傳熱的

21、總傳熱系數為470W/（*），試求換熱器的傳熱面積。(p236 4-8)解：換熱器傳熱面積可根據總傳熱速率方程求得，即，換熱器的傳熱量為=1.25*1.9*10(120-40)=190kW1-4型管殼式換熱器的對數平均溫度差先按逆流計算，即溫度差校正系數為：由圖4-17（a）中查得：，所以故6.在單效蒸發器中將每小時5400kg、20%NaOH水溶液濃縮至50%。原料液溫度為60，平均比熱容為3.4 KJ/（kg*），加熱蒸汽與二次蒸汽的絕對壓強分別為400KPa及50KPa，操作條件下溶液的沸點為126 ，總傳熱系數為K=1560W/（KJ/（*）。加熱蒸汽的冷凝飽和水在飽和溫度下排除。熱損失忽略不計。試求（1）考慮濃縮熱時 加熱蒸汽消耗量及單位蒸汽消耗量傳熱面積（2）忽略濃縮熱時 加熱蒸汽消耗量及單位蒸汽消耗量若原料液的溫度改為30及126，分別求一項。(p310 5-3)解：從附錄分別查出加熱蒸汽、二次蒸汽及冷凝水的有關參數如下kJ/kg, 冷凝水的焓 kJ/