14、含结合水分为主的物质,为了加快干燥时间,可采取增加空气流速的办法。 15、任何温物料只要与一定温度的空气相接触都能被干燥为绝干物料。 三:计算题(50分)
xF 1、 图示的精馏塔是由一只蒸馏釜
和一块实际板所组成。料液由塔顶加
入,泡点进料,xF?0.2 ,今测得塔
xD 顶易挥发组分的回收率为80%,糸统
xW 的相对挥发度为??3.0。且xD?0.3
求:残液组成xW 和该块塔板的液相默夫里效率?
(蒸馏釜可视为一块理论板)。
2、 某生产车间使用一填料塔,用
清水逆流吸收混合气中的有害组分A。已知操作条件下,气相总传质单元
高度为1.5m,进塔混合气中组分A的縻 图8-1
尔分率为0.04,出塔尾气组成为0.0053,出塔水溶液浓度为0.0125,操作条件下的平衡关系为Y?2.5X。试求:液汽比为最小液汽比的多少倍?,所需的填料层的高度?
0 3、在常压连续理想干燥器中,用通风机将空气送至预热器,经饱和蒸汽加热后进入干燥器
120Ct0?150C,以干燥某种温物料,已知空气的状态为:水蒸汽分压p0?1.175Kpa,t1?900C,t2?500C。
物料的状态为:X1?0.15Kg水Kg绝干料,
X2?0.01Kg水Kg绝干料。干燥器的生产能力为G2?250Kgh。预热器的总传热糸数为
K?500w20。试求通风机的送风量和预热器的传热面积?
m.C 试题八的答案 一:填充题
1、 重力、压力差。
2、 对角线、y=x、最小、两操作线的交到相平衡线时、无限多、经济核算。
3、 不等的。 4、减少、增加、增加。 5、增大、增大、增大、急速下降至一最低点后又上升。 6、 总压不太高时,在一定温度下,稀溶液上方溶质组分的平衡分压与它在液相中的浓度之间的关系。
??,p?C,y?mx,Y?mX。
p?E.xH7、气膜、液膜、液膜。 8、物料衡算、传质速率、相平衡。
9、高20-50K、防止干燥产品反潮。10、相等。 11、零。 12、液体均相混合物、溶液沸点高、沸点相近、恒沸物、热敏性物料。 二:判断题
4、6、7、为对,其余都为错。 三:计算题
D.xDxD0.21.6。 ?0.8 , ?0.8.F?0.8.?3F.xFFxD0.3W.xWW1.4F?.xF.0.2?0.0857。 则,。 ,xW??0.23FWF.xF 1、
21
xF?xW?yD0.2?0.1250.3??65.6% xW???0.125。Eml?xF?xW0.2?0.08571?2.yD1?2.0.3?
即塔釜浓度为xW?0.0857,液相组成表示的默夫里效率为65.6%。
0.04?0.0417,Y2?0.00533,X1?0.01297。
1?0.04LY1?Y20.041?70.00533 。 ???2.804VX1?X20.01297LY1?Y20.0417?0.00533?L?V?2.804?1.286 ??min???2.18。n?Y10.0417Lmin2.18?V?2.5Vm3、 X2?0,Y1???????mV?Y1?mX2mV?1ln??1?????5.11。 mVLY?mXL??21?2?L? Z?NV.HG?5.11.1.5?7.67m
NV? 液汽比为最小液汽比为1.286倍。所需的填料层高度为7.67m。
G2?248Kg,W?Gc.?X1?X2??34.7Kg
hh1?X2p0 H0?0.622。 ?0.0073Kg水Kg干空气P?p0H2?0.023Kg水
Kg干空气。 I??1.01?1.88H0?.t0?2490H0?33.5KjKg干空气 I1?I2??1.01?1.88H1?.t1?2490。 H1?110KjKg干空气WL??2210Kg干空气。
hH2?H04、 Gc?
3t V?L?0722?1244H0?0?273?1822m273h。
Q?L?I1?I0??47Kw 。?t?59.90c。A?3m 即通风机的送风量为1822Q?16m2。 K.?th和所需的传热面积为16m2。
试题九
一:填充题(20分)
1、某连续精馏塔中,若精馏段操作线方程的截距为零,则精馏段操作线斜 率等于_______,提馏段操作线的斜率等于________ ,回流比等于____________, 馏出液等于___________,回流液量等于_____________。
2、 理想溶液的特点是同分子间作用力_____异分子间作用力,形成的混合溶液中没有
__________________.___________________。
22
3、 精馏塔结构不变,操作时若保持进料的组成、流率、热状况及塔顶流率一定,只减少塔釜的热负
荷,则塔顶组成______,塔底组成________
4、精馏塔的塔底温度总是_______塔顶温度,其原因________________、-________________________________________________________。
5、已测得精馏塔自塔顶下数第四和第五层塔板的两相组成为0.62、0.75、0.70、0. 82,其中x4?0.70,试判断:y4?______、 y5?______ 、x5?____。
6 、塔板负荷性能图中有______线,分别是___________、____________、_________________、_____________________、_____________________。
7、在选择吸收剂时,应主要考虑的4个方面是_____________、___________、_____________、______________。
8、对于低浓度气体吸收操作,在求传质单元数时,解析法的适用条件是__________________,对数平均推动力法的适用条件是__________________,
梯级图解法的适用条件是____________, 图解积分法的适用条件是_______。
9、生产上常见的脱吸方法有___________、____________、__________。 10、萃取过程是_________________________________________________。
11、溶解度曲线将三角形相图分为两个区域,曲线以内为_____________,曲线以外为_________,萃取操作只能在_______________内进行。
12、恒定干燥条件是指_______________以及_______________都不变。 二:选择题(30分)
1、精馏的操作线为直线主要是因为( )
A、理论板假设; B、理想物糸; C、塔顶泡点回流; D、恒縻尔流假设;
2、某二元混合物,其中A为易挥发组分,液相组成xA?0.5时泡点为t1,与之相平衡的气相组成
yA?0.75时,相应的露点温度为t2 ,则( )。
A、 t1= t2 ; B、t1〈t2 ; C、 t1〉 t2 ; D、不能判断;
3、精馏操作中,若其它条件都不变,只将塔顶的过冷液体回流改为泡点回流,则塔顶产品组成xD变化为( )。
A、变小; B、变大; C、不变; D、不确定; 4、二元溶液连续精馏计算中,进料热状况的变化将引起以下线的变化( )。 A、提馏段操作线与q线; B、平衡线; C、平衡线与精馏段操作线; D、平衡线与q线;
5、某真空操作精馏塔,在真空度降低后,若保持F、D、R、xF、q及加料位置不变,则塔顶产品组成xD变化为( )。
A、变小; B、变大; C、不变; D、不确定; 6、不能引发降液管液泛这种不正常操作现象的原因是( )。 A、塔板间距过小; B、严重漏液;
C、过量雾沫夹带; D、气、液负荷过大;
7、对常压操作的低浓度吸收糸统,当糸统总压在较小范围内增时,亨利糸数E将( ),相平衡常数将( ),溶液解糸数H将( )。
A、增加; B、降低;
C、不变; D、不确定;
8、操作中的吸收塔,当其它操作条件不变,仅降低吸收剂入塔浓度,则吸收率将( );又当用清水作吸收剂时,当其它操作条件不变,仅降低入塔气 体浓度,则吸收率将( )。 A、增大; B、降低;
23
C、不变; D、不确定;
9、低浓度逆流吸收操作中,若其它操作条件不变,仅增加入塔气量,则气相 总传质单元高度将( );气相 总传质单元数将( )。
A、增加; B、减少;
C、不变; D、不确定;
10、萃取剂加入量应使原料和萃取剂的和点M位于( )。
A、溶解度曲线上方区; B、溶解度曲线下方区; C、溶解度曲线上 ; D、纵坐标线上;
11、用纯溶剂S对A、B混合物进行单级理论萃取,当S用量增加时,保持进 料量F和组成xF不变,所获得的萃取液组成应( )。
A、增加; B、减少;
C、不变; D、不一定;
12、含水湿物料与一定状态下的空气(非饱和状态下的)相接触,能被除去的 水分为( )。
A、结合水分和非结合水分; B、平衡水分和自由水分; C、非结合水分和部分结合水分; D、部分平衡水分和自由水分; 三:计算题(50分)
1、 某二元混合物在连续精馏塔中分离,饱和液体进料,组成为xF?0.5,塔顶馏出液组成为0.9,
釜液组成为0.05,(以上均为易挥发组分的縻尔分率),相对挥发度为3,回流比为最小回流比的2倍。塔顶设全凝器,泡点回流,塔釜为间接蒸汽加热。试求:进入第一块理论板的气相浓度?离开最后一块理论板的液相浓度?
2、 有一填料吸收塔,填料层高5m,塔径1m,处理丙酮和空气的混合气体,其中空气的流量为
V?92Kmol,入塔气体浓度Y1?0.05(比縻尔浓度,下同),操作条件为:P?101.3Kpa,
ht?250C,用清水逆流吸收,出塔浓度为Y2?0.0026,X1?0.0194,平衡关糸为Y?2X。试求:体积吸收总糸数Kya?每小时可回收丙酮量?
3、 以三氯乙烷为萃取剂,在250C时从含丙酮33%(质量%)的水溶液中萃取丙酮。丙酮水溶液的
处理量为1000Kgh,若用320Kgh三氯乙烷进行连续逆流萃取,允许最终萃余液中含丙酮
8%。试用三角形相图求所需理论级数?(溶解度曲线和辅助曲线见下图)。
试题九答案 一:填充题
1、 1;1;无限大;0;进料量。 2、 等于;体积效应和热效应。 3、 降低;增加。
4、 高于;塔顶轻组分的浓度高,相应的泡点低;塔底压力高于塔顶,塔底的泡点较高。 5、 y4?0.82;y5?0.75;x5?0.62。 6、 5条;液泛线;漏液线;夹带线;液相负荷上限线;液相负荷下限线。 7、 溶解度;选择性;挥发度;粘性。
8、 操作范围内平衡线为直线;操作范围内平衡线为直线;操作范围内平衡线弯曲程度不大;各种
情况。
9、 通入惰性气体;通入水蒸汽;降压。
10、在混合液中加入溶剂使溶质由原溶液转移到溶剂中的过程。 11、两相区;均相区;两相区。
12、温度、湿度、速度与物料接触状况。
二:选择题
1、D. 2、A。 3、A。 4、A。 5、A。 6、B。7、C;B;C。 8、A;C。 9、A;B。10、B。 11、D。 12、C。 三:计算题
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1、 以F?1Kmol为准,F?D?W,FxF?DxD?WxW。
h得:D?0.529Kmol,W?0.471Kmol。
hh3.x?.x相平衡关糸为:y? ,y?。
1?2.x1????1?.xq线为:x?0.5 ,则,xq?0.5,yq?0.75。
最小回流比为:Rmin?0.6。R?1.2。 精馏段操作线方程为:y?0.545x?0.41。
3.x1,x1?0.75,y2?0.545x1?0.41,y2?0.819。
1?2.x1同理提馏段操作线方程为:y?1.405x?0.0202。
3.xw而塔釜相当于一块理论板。yw?,xw?0.05,yw?0.1346。
1?2.xwyw?1.405xn?0.0202,xn?0.1115。
即:进入第一层理论板的气相浓度为0.819;离开最后一层理论板的液相浓度为0.1115。 xD?y1?0.9, y1?
2、Z?V.?Y1?Y2?,V?92Kmol。Y1?0.05,Y2?0.0026
hKya.S.?Ym X1?0.0194,X2?0。?Y1?0.0112,?Y2?0.0026,?Ym?0.006
Z?V.?Y1?Y2?92.?0.05?0.0026?= 5?。Kya?185Kmol3。
2Kya.S.?Ymm.hKya.1.?.1.0.0064 回收的丙酮量为:V.?Y1?Y2??4.361Kmol。
h即体积吸收总糸数为185Kmol3;回收的丙酮量为4.361Kmol。
hm.h
试题十 一:简答题(50分)
1、 在精馏操作过程中为什么要有回流及再沸器? 2、 何谓干燥速率?干燥过程分为哪几个阶段?各受什么控制? 3、什么位置为适宜的进料位置?为什么?
4、湿物料中的水分按能否用干燥操作分为?按除去的难易程度可分为? 5、用连续精馏塔在常压下分离二元理想混合物。据图回答以下问题?
精馏段操作线方程_________________ 提馏段操作线方程________________ 进料状况为
________,g为 _________。 进料组成为xF______,塔顶xD______, 塔釜xW__________.回流比R为_______,若塔顶产物D=30kmol,则回流量为 L= _____。全回流时R=______,Nmin=______. 最小回
h流比R________. 总理论塔板数为___________,精馏段理论塔板数为____________ 。若总板效率为ET?50%,则所需实际塔板数为___________。
提馏段第二块板上的气、液相组成为________________。
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