化工原理 过程工程原理单元练习3-2010604

浙江大学本科生单元练习三

课程： 过程工程原理（乙） 时间： 2010年6月4日 成绩： 学号： 姓名：

一、填空题

1. 常压下，吸收塔某一截面上，含氨3%（摩尔分率）的气体与浓度为1kmol/m3的氨水相遇，若已知传质系数为kx=83.3 10 - 4kmol/(m2 s x)，ky=5 10 - 4kmol/(m2 s y)，相平衡常数m=0.753，则以气相摩尔分率表示的总的推动力、总传质系数Ky及传质速率分别为 、 、 。

2. 为简化精馏计算，通常引入的两个基本假定为

3. 以下两种蒸馏方式，当在原料液组成一定且得到的液相分率也相同时，则平衡蒸馏的塔顶产品组成比简单蒸馏的组成 ，其原因为 。

4. 在恒定干燥条件下，测得某物料恒速干燥阶段的干燥速率为0.000422 kg/(m2 s)。已知初始含水量为0.4kg水/kg干料，最终含水量为0.15kg水/kg干料，临界含水量为0.285kg水/kg干料，平衡含水量为0.1kg水/kg干料，Gc/A=21.5kg/m2，则恒速干燥时间为 。

二、选择题

1. 当溶质在吸收剂中溶解度很大时，总的推动力主要用于克服

A. 液相阻力 B. 气相阻力

C. 气相和液相各占一半的阻力总和 D. 不能确定

2. 恒定干燥条件指的是

A. 湿空气t、H、流量及与湿物料接触方式不变 B. 湿空气t、H、tw及与湿物料接触方式不变

C. 湿空气t、H及与湿物料流量、接触方式不变 D. 上述均不对

3. 在一填料吸收塔中吸收某低浓度混合气体中可溶组分，现因故吸收剂中溶质含量升高，若保持其它操作条件不变，则出口气、液相中氨的浓度ya和xb的变化趋势为 。

A. ya增大、xb增大 B. ya增大、xb减小

C. ya减小、xb增大 D. ya减小、xb减小

4. 一操作中的精馏塔，若保持F、xF、q、D不变，增大回流比R，则提馏段的L 、V 的变化趋势为 。

A. L 增大、V 减小 B. L 减小、V 增大

C. L 增大、V 增大 D. L 和V 均减小

5. 干球温度t 、湿球温度tw 及露点温度td关系为 。

A.t tw td B. t tw td

C.tw t td D. t tw td

三、分析题

1、废水中含有1%的乙醛，以及50%乙醇水溶液两种体系，请设计如何分离。

2、推导最少理论板数的公式，并设计一个实验测定全回流时的塔板效率。

四、计算题

1、在填料层高为6m的塔内用洗油吸收煤气中的苯蒸气。混合气流速为200kmol/(m2·h)，其初始苯体积含量为2%，入口洗油中不含苯，量为40 kmol/(m2·h)，操作条件下相平衡量子为y=0.13x，体积传质系数kya 近似与液量无关，为0.05kmol/(m3·s)。希望苯的吸收率不低于95%，问：（1）是否能满足要求？（2）若不能则采取何种措施？简单说明理由。

2、用一逆流操作的解吸塔，处理含CO2的水溶液，处理量为40吨/时，使水中的CO2含量由8 10-5降至2 10-6（均为摩尔分率），塔内水的喷淋密度为8000 kg/(m2 h)，进塔空气中含CO2量为 0.1%（体积%），空气用量为最小空气用量的20倍，塔内操作温度为25℃，压力为100kN/m2，该操作条件下的亨利系数E＝1.6 105kN/m2，液相总体积吸收系数Kxa＝800kmol/(m3 h)。试求：

（1）空气用量m3/h（以25℃计）；

（2）填料层高度。

3、欲用一常压连续精馏塔分离含苯44%，甲苯56%（摩尔百分率，下同）的混合液，泡点进料，要求塔顶馏出液含苯97%，釜液含苯2%。已知泡点回流，且回流比取3，取精馏段相对挥发度近似为2.58，全塔相对挥发度为2.47，试求：（1）离开第二块塔板的液相组成；（2）最小回流比Rmin；（3）全塔需要的理论板数和加料塔位置。（已知：吉利兰关联式Y=0.75(1-X0.5668)，X

斯克方程Nmin lg[(X

XA

BR RminR 1,Y N NminN 1， 明)D(XXBA)W]lg）

4、用板式精馏塔在常压下分离某水溶液，塔顶采用全凝器，塔釜用直接蒸汽加热（水蒸汽），平均相对挥发度为2。（1）当进料流量为150kmol/h、浓度为含溶质A 0.4（摩尔百分率，下同）的饱和蒸汽、回流比为3时，塔顶馏出液中溶质A的回收率为0.97，塔釜采出液中水分的得率（按进入塔的所有水分计）为0.95，求：精馏段及提馏段操作线方程；（2）全回流操作时，塔顶第一块板的气相默弗里单板效率为0.6，全凝器凝液组成为0.88，求由塔顶第二块板上升的汽相组成。（3）若塔釜直接加热用的蒸汽由于某种原因其流量减小了，而其他操作条件不变（进料量、进料浓度、进料热状况参数、回流比），试分析塔顶馏出液浓度、塔釜采出液浓度如何变化？要求简要说明原因。假设本题符合恒摩尔流假定

5、 A continuous still is fed with a mixture of mol fraction 0.5 of the more volatile component, and gives a top product of 0.9 mol fraction more volatile component and a bottom product of 0.10 mol fraction.

If the still operates with a reflux ration of 3.5:1, calculate by Sorel’s method the composition of the liquid on the third theoretical plate from the top for the benzene – toluene.

(2010年6月18日周五交作业)