1、现有空气和氨的混合气体，在直径为0.8m的填料吸收塔中用清水吸收其中的氨。已知送入的空气量为1390kg/h，混合气体中氨的分压为1.33kPa，经过吸收后混合气中有99.5%的氨被吸收下来。操作温度为20℃，压力为101.325kPa。在操作条件下，平衡关系为Y*=0.75X。若吸收剂（水）用量为52kmol/h。已知氨的气相体积吸收总系数KYa=314kmol/(m3·h)。试求所需填料层高度。（20℃空气的平均分子量为29g/mol）
2、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？
3、某填料层高度为10m的吸收塔，在一定的操作条件下，用清水逆流吸收混合气中的有害组分A。测得进、出塔气体中含A分别为y1=0.025（摩尔分率，下同）y2=0.0045；出塔液相中含A为x1=0.008，相平衡关系为y* =1.5x，试求：操作条件下的气相传质单元高度HOG是多少？
4、用纯溶剂吸收某混合气中可溶组分，入塔气体浓度y1= 0.05（摩尔分率），要求回收率η= 90%，物系的相平衡关系为y = 0.5x，液气比L/G =1.5（L/G）min，此时的HOG = 0.5m，求（1）出塔液体浓度；（2）填料层高度。
5、设计一填料塔，在常温常压下用清水吸收空气－丙酮混合气体中的丙酮，混合气入塔流率为80kmol·h–1，含丙酮5％（体积％），要求吸收率达到95％。已知塔径0.8m，操作条件下的平衡关系可以y = 2.0x表示，气相体积总传质系数Ky·a＝150kmol·m–3·h–1。而出塔溶液中丙酮的浓度为饱和浓度的70％，试求： （1）所需水量为多少[m3·h–1]； （2）所需填料层高度m。
6、用纯溶剂吸收某混合气中可溶组分，入塔气体浓度y1= 0.05（摩尔分率），要求出塔气体浓度y2= 0.005，物系的相平衡关系为y = 0.5x，实际液气比是最小液气比的1.5倍，此时的HOG =1.2m，试求（1）最小液气比；（2）填料层高度。
7、填料吸收塔中，用清水逆流吸收废气中的有害组分A，进塔废气中含A为y1= 0.025（摩尔分率，下同）要求出塔气体中含A为y2=0.003，已知相平衡关系为y=1.8x，若适宜操作液气比是最小液气比的1.5倍，在该操作条件下，传质单元高度为2m，试求该吸收塔的填料层高度。
第4章 精馏
一、单项选择题
1. 蒸馏操作的物理依据是物系中( )。
A、组分间挥发度的差异 B、组分间沸点的差异 C、组分间溶解度的差异 D、进料液气比的差异 2. 蒸馏操作的依据是物系中组分间的( )差异。
A、沸点 B、溶解度 C、挥发度 D、相对挥发度
3. 当操作压力减小时，精馏液体组分的相对挥发度α将会( )。
A、增大 B、减小 C、不变 D、不确定 4. 精馏塔内同一块理论塔板上的气相露点温度与液相的泡点温度为( )。 A、气相露点温度大于液相的泡点温度 B、气相露点温度小于液相的泡点温度
C、气相露点温度与液相的泡点温度相等 D、无法判断
5. 某塔的精馏段操作线方程为y=0.75x+0.225, 则馏出液组成为( )。
A、0.86 B、0.90 C、0.95 D、0.225 6. 某精馏段操作线方程 y=0.75x＋0.216, 则操作回流比为( )。 A、0.75； B、0.216； C、3 D、0.90
7. 设计精馏塔时，若其它条件不变，仅将加料热状态由原来的饱和液体改为过冷液体，则理论塔板
数将( )。
A、增加 B、减少 C、不变 D、无法判断 8. 若以过热蒸汽状态进料时，进料线方程的斜率应为( )。
A、等于1 B、等于0 C、小于0 D、大于0 9. 若以饱和蒸汽状态进料时，进料线方程的斜率应为( )。
A、等于1 B、等于0 C、小于0 D、大于0
10. 某二元混合物，其中A为易挥发组分，液相组成xA = 0.6时，相应的泡点温度为t1，与之相平衡
的气相组成为yA = 0.7，相应的露点为t2，则( )。
A、t1 = t2 B、t1 ＜ t2 C、t1 ＞ t2 D、判断依据不足 11. 连续精馏塔在操作过程中，如果加大回流比R，其它条件不变，则( )。 A、xD增大，xW增大 B、xD增大，xW减小
C、xD减小，xW增大 D、xD减小，xW减小
12. 双组分溶液连续精馏计算中，回流比的变化将引起以下线的变化( )。 A、平衡线与q线； B、q线与精馏段操作线； C、平衡线与提馏段操作线； D、精馏段操作线与提馏段操作线 13. 双组分溶液连续精馏计算中，操作压强的变化将引起以下线的变化( )。 A、精馏段操作线 B、q线 C、平衡线 D、提馏段操作线 14. 精馏操作时，实际回流比R若低于最小回流比Rmin，结果是( )。
A、可以达到规定的分离要求 B、精馏操作将不能进行 C、达不到规定的分离要求 D、无法判断
15. 连续精馏塔操作时，若F、D、xF、q，R及加料板位置不变，而操作的总压减小，则( )。 A、xD增大，xW增大 B、xD减小，xW减小 C、xD减小，xW增大 D、xD增大，xW减小
16. 某精馏塔操作时，F、xF、q、D保持不变，增加回流比R，则此时正确的是( )。
A、xD增加、xW增加、V增加 B、xD增加、xW减少、V增加
C、xD减少、xW增加、V减少 D、xD增加、xW减少、V减少
17. 设计精馏塔时，若其它条件不变，仅将加料热状态从q = 1变为 q ＞1，则设计所需理论塔板数
将( )。
A、增加 B、减少 C、不变 D、判断依据不足
18. 设计精馏塔时，若其它条件不变，仅将回流比R增大，则设计所需理论塔板数将( )。
A、增加 B、减少 C、不变 D、判断依据不足 19. 下述说法中错误的是 ( )。
A、板式塔内气液逐级接触，填料塔内气液连续接触 B、填料塔既可以用于精馏，也可以用于吸收 C、板式塔既可以用于精馏，也可以用于吸收 D、板式塔用于精馏，填料塔用于吸收
20. 精馏操作中进料F、q、xF、xD、xW不变，若仅将回流比R增大，则精馏段和提馏段操作线斜率
的变化应为（ ） A、
LLLLLLLL?,? B、?,? C、?,? D、?,? VVVVVVVV二、填空题
1. 精馏操作的依据是 。 2. 精馏与简单蒸馏的根本区别在于 。 3. 对于理想溶液，组分间的相对挥发度等于两个纯组分的 。 4. 在汽-液相平衡的t-x-y图中，沸点与气相组成的关系曲线，称为_ ______。 5. 在汽-液相平衡的t-x-y图中，沸点与液相组成的关系曲线，称为_ ______。 6. 板式塔中塔板上溢流堰的作用主要是 。 7. 某精馏塔操作时，已知冷凝分率q = 0.4，其进料中液体量与汽体量的比是 。 8. 某精馏塔操作时，已知冷凝分率q = 0.6，其进料中液体量与汽体量的比是 。 9. 设计精馏塔时，若其它条件不变，仅将加料热状态由原来的饱和液体改为过冷液体，则理论塔板数将 。
10. 在连续精馏塔中进行全回流操作，已测得相邻两板上液相组成分别为xn+1=0.75，xn=0.5（均为易
挥发组分摩尔分率）已知操作条件下相对挥发度α=3，则yn= 。 11. 某连续精馏塔，已知其精馏段操作线方程为 y = 0.75x + 0.2，塔顶馏出液量D = 80kmol/h，则塔
顶上升蒸汽量= kmol/h。
12. 全回流适用的场合通常是 。 13. 精馏理论塔板计算采用芬斯克方程捷算法适用于 的情况。 14. 简单蒸馏和平衡蒸馏的主要区别在于 。 15. 间歇精馏和平衡蒸馏的主要区别在于 。 三、计算题
1、用一精馏塔分离双组分理想液体混合物，泡点进料，进料量为100kmol/h，进料中易挥发组分xF=0.4，塔顶产品组成xD = 0.9，塔底釜组成xW=0.05（皆为摩尔分率），操作回流比R=3.0，该物系相对挥发度α=2.5，试求： （1）塔顶和塔底的产品量（kmol/h）； （2）提馏段上升蒸汽量（kmol/h）； （3）提馏段操作线方程。
2、连续操作的常压精馏塔用于分离双组分混合物。已知原料液中含易挥发组分xF=0.4（摩尔分率，下同），泡点进料，进料量F=100 kmol/h，塔顶馏出液量D = 40 kmol/h，塔顶组成xD=0.9，操作回流比R=3.0，试求： （1）精馏段操作线方程；
（2）塔底釜液量W和釜液组成xW； （3）提馏段操作线方程。
3、在连续精馏塔中分离苯—甲苯溶液，塔釜间接蒸汽加热，塔顶全冷凝器，泡点回流，进料中xF=0.35（摩尔分率，下同），进料量F=100kmol/h，以饱和蒸汽状态进入塔中部，塔顶馏出液量D = 40 kmol/h，已知精馏段操作线方程为y = 0.8x + 0.16。试求： （1）操作回流比R； （2）塔顶产品组成xD； （3）塔釜组成xW； （4）提馏段操作线方程。
4、分离苯和甲苯混合液，进料组成为xF=0.4，馏出液组成为xD=0.95，残液组成为xW=0.05（以上组成均为苯的摩尔分率）。苯对甲苯的平均相对挥发度为2.44。泡点进料，塔顶冷凝器为全凝器，塔釜为间接蒸汽加热。试求： （1）最小回流比；
（2）若回流比取最小回流比的1.2倍，列出精馏段操作线方程。
5、用常压精馏塔分离双组分理想混合物，泡点进料，进料量150kmol·h–1，加料组成为50%，塔顶产品组成xD＝95％，产量 D＝60 kmol·h–1，回流比R=2Rmin，设全塔均为理论板，以上组成均为摩尔分率。相对挥发度α＝3。试求： （1）最小回流比Rmin ；
（2）精馏段和提馏段上升蒸汽量； （3）写出该情况下的精馏段操作线方程。
6、一连续精馏塔在分离某双组分混合物时，泡点进料，塔顶全凝器泡点回流，其操作线方程为 精馏段：yn+1 = 0.723xn + 0.263 提馏段：yn+1 = 1.25xn –0.018 试求： （1）回流比R ； （2）塔顶产品组成xD；
（3）釜液组成xW ； （4）进料组成xF。