底的相对挥发度为7.54。试求： （１） 塔顶产品浓度； （２） 残液中甲醇含量；
（３） 塔内由下往上数塔釜以上第一块理论板上液体组成； （４） 若该板的气相板效率为0.52，则液体实际组成为多少？
14、在常压连续精馏塔中分离含丙酮25%（质量%，以下同）的丙酮水溶液，要求馏出液组成 为99%，原料液中有80%（摩尔）丙酮进入馏出液中。进料为泡点液体，操作回流比为最 小回流比的1.7倍，塔釜为间接蒸汽加热，试求：（丙酮水溶液平衡数据见习题7） （1）所需理论塔板数及进料板位置；
（2）釜中液体改用水蒸汽直接加热，所需理论塔板数又为多少。
15、在常压连续精馏塔内，分离含苯64%（mol%、以下同）的苯和甲苯混合液，进料量为4000kg/h，进料为泡点液体。要求馏出液中含苯99.2%，塔底产品中含苯1%，取实际回流比为最小回流比的1.58倍，平均相对挥发度2.54，塔底为间接蒸汽加热，回流液为泡点液体。试求： （1）塔顶及塔底产品的摩尔流率；
（2）用图解法求所需的理论塔板数及加料板位置。
苯—甲苯溶液在常压下的平衡数据见下表：
t(℃) x y 80.2 1.000 1.000 84.0 0.823 0.922 88.0 0.639 0.82 92.0 0.508 0.720 96.0 0.376 0.596 100.0 0.256 0.453 104.0 0.155 0.304 108.0 0.058 0.128 110.0 0 0 16、在上题条件下，将进料状态改为65℃及饱和蒸汽，试求：
（1）两种情况下的最小回流比，并与泡点液体进料时所需的最小回流比比较； （2）如维持15题所给的回流比，定性分析所需的理论塔板数和加料板位置有何变化。
17、在常压连续精馏塔中分离CS2-CCl4混合液。已知原料液于泡点加入，流量为3500kg/h，其中含CS230%（摩尔%，以下同），馏出液中含CS2 94%，残液中含CS2 2%，回流比为最小回流比的1.6倍，全塔操作平均温度约为61℃，空塔气速为0.8m /s，板间距为0.4m，全塔效率为50%，试求： （1）实际塔板层数； （2）塔径； （3）塔的有效高度。
CS2—CCl4混合液平衡数据（101.3kPa）
x y 0 0 0.0296 0.0823 0.0615 0.1555 0.1106 0.2660 0.1435 0.3325 0.258 0.4950 0.3908 0.634 0.5318 0.747 0.6630 0.829 0.7574 0.879 0.8604 0.932 1.0 1.0 18、在常压连续精馏塔中分离含甲醇40%（摩尔%，以下同）的甲醇水溶液，要求馏出液组成为98.6%，残液组成为2%，进料为泡点液体，操作回流比为最小回流比的2.2倍。塔顶采用一个部分凝器和一个全凝器进行冷凝，部分凝器控制回流为饱和液体，其余以饱和蒸汽状态进入全凝器冷凝冷却得到塔顶产品。若全塔效率为0.6，求实际塔板数。
甲醇—水溶液平衡数据（101.3kPa）
t(℃) x y 100 0 0 96.4 0.02 0.134 91.2 0.06 0.304 87.7 0.10 0.418 81.7 0.20 0.579 78.0 0.30 0.665 75.3 0.40 0.729 73.1 0.50 0.779 71.2 0.60 0.825 69.3 0.70 0.870 67.6 0.80 0.915 66.0 0.90 0.958 65.0 0.95 0.979 64.5 1.00 1.00 19、将含乙醇50%（摩尔%，以下同）的乙醇水溶液2000kmol / h及乙醇20%的乙醇水溶液 2000kmol / h，分别加入一常压连续精馏塔内进行分离，两股进料均为泡点液体。要求馏出液 中含乙醇82%，釜液中含乙醇1%，操作回流比为2，塔釜为间接蒸汽加热。试求： （１） 馏出液及釜液的摩尔流率；
（２） 所需理论塔板数及两股进料的位置。
乙醇—水溶液的平衡数据（（101.3 kPa）
x y x y 0.00 0.00 0.45 0.635 0.01 0.11 0.50 0.657 0.02 0.175 0.55 0.678 0.04 0.273 0.60 0.698 0.06 0.34 0.65 0.725 0.08 0.392 0.70 0.755 0.10 0.43 0.75 0.785 0.14 0.482 0.80 0.82 0.18 0.513 0.85 0.855 0.20 0.525 0.894 0.894 0.25 0.551 0.90 0.989 0.30 0.575 0.95 0.942 0.35 0.595 1.00 1.00 0.40 0.614
20、在常压连续精馏塔内分离乙醇20%（摩尔%，以下同）的乙醇水溶液。要求馏出液组成大于82%，釜
液组成小于1%，并在精馏段内某一塔板上抽出泡点液体产品，其量为馏出液的1/2，浓度为60%，操作回流比为2，试确定所需理论塔板数，加料及侧线产品的位置。
21、在常压连续精馏塔中，含易挥发组分50%（摩尔%，以下同）的泡点溶液从塔顶加入，要求塔顶和塔
底产品中的易挥发组分含量分别为80%及1%，系统相对挥发度为2.5，泡点回流，回流比为3，试求： （1）回收率；（2）操作线方程；（3）最小回流比。
22、在一常压连续精馏塔内分离含苯40%（摩尔%，以下同）的苯-甲苯混合物，处理量为11100kg/h，进料温度为95.4℃。要求分离后得到的馏出液中含苯98%，塔底产品含甲苯99%。操作回流比为4.5，塔顶采用全凝器，回流液为泡点液体，冷却水进出口温度分别为25℃及40℃。蒸馏釜用3kgf/cm饱和水蒸汽间接加热，塔板效率为52%，若忽略热损失，试确定： （１） 塔顶及塔底产品的摩尔流率； （２） 实际塔板数及加料板位置； （３） 蒸馏釜中加热所需的饱和水蒸汽量； （４） 冷凝器中冷却水消耗量。
23、某两组份混合液在连续精馏塔内进行分离。已知料液中易挥发组份含量为50%（摩尔%，以下同），泡
点进料；塔底产品中易挥发组份含量为10%；平均相对挥发度为4，理论板数为4块（包括再沸器）。料液自第二层理论板进入，提馏段上升汽体摩尔流率为塔底产品的2倍。试求： （1）第三层理论板上升的蒸汽组成；
（2）若改为全回流，塔底仍连续出料，此时塔顶及塔底产品的组成为多少？
24、用一有6块理论板常压精馏塔来分离甲醇—水溶液。料液含甲醇0.4（摩尔分率，以下同），泡点进料，
要求塔顶甲醇浓度为0.90，塔底釜液中甲醇不高于0.08；操作回流比为3.3；塔顶全凝器，塔底间接蒸汽加热。现若改变进料浓度为0.30，其他条件不变，问塔顶和塔底浓度将如何改变？甲醇—水溶液平衡数据见习题18。并定性回答如果进料浓度维持0.30，且希望保持xD 和D / F不变，可采取什么措施？ 25、某混合液中含有苯、甲苯和乙苯三种组分。在总压为101.3kpa，温度为120℃时，试求：
（１） 各组分的相平衡常数； （２） 各组分对乙苯的相对挥发度；
（３） 在上述条件下，若混合液中含苯5%（摩尔分率），求相互平衡的汽、液相组成。 混合液可视为理想溶液。苯、甲苯、乙苯的饱和蒸汽压可用安托因方程式计算：
2
lgP0?A?B 组 分 t?C式中：t——系统温度，℃； P——饱和蒸汽压，mmHg； A、B、C——安托因常数，无因次。
0
苯 甲苯 乙苯 A 6.898 6.953 6.954 B 1206.35 1343.94 1421.91 C 220.24 219.58 212.93
26、某连续精馏塔的进料和馏出液组成以及平均条件下各组分对重关键组分的平均相对挥发度如下表。
进料为泡点液体。试求： （１） 最小回流比；
（２） 若取回流比为1，求理论塔板数。
组 分 A B（轻关键组分） C（重关键组分） D 进料中各组的 摩尔分率 馏出液中各组分摩尔分率 釜液中各组分的摩尔分率 各组分对重关键组分的相对挥发度 0.25 0.25 0.25 0.25 0.5 0.48 0.02 0 0 0.02 0.48 0.5 5 2.5 1 0.2
第四章 气液传质设备
11-1 在F1型浮阀常压精馏塔内分离苯-甲苯混合液，已知操作条件下精馏段的物性数和气
液量分别为：
气体流量Vs=0.70m3/s 气体密度ρV=2.7kg/m3 液体流量Ls=1.8×10-3m3/s 液体密度ρL=810kg/m3 液体表面张力σ=0.021N/m.
若取塔板间距为HT=0.4m。试求： （1） 液泛气速为多少？ （2） 塔径为多少？
11-2 分离甲醇-水溶液的过程中，在操作条件下，精馏段内物性数据如下：
气体流量Vs=3384m3/h 气体密度ρV=1.081kg/m3 液体流量Ls=2.556m3/h 液体密度ρL=787.2kg/m3 液体表面张力σ=0.0449N/m.
试对精馏段设计一块F1型浮阀塔板。
11-3 已知分离甲醇-水溶液过程中，操作条件下精馏段内物性数据和塔板结构参数如下：
气体流量Vs=0.957m3/h 气体密度ρV=1.01kg/m3 液体流量Ls=7.81×10-4m3/h 液体密度ρL=791.2kg/m3 液体表面张力σ=0.03642N/m.
塔径D=0.9m 气体流通截面积A＇=0.565m2 降液管截面积Af=0.0713m2 溢流堰长lw=0.675m 溢流堰高hw=45 mm 塔板间距HT=0.45m 浮阀直径d0=0.039m 浮阀数N=70个 降液管下端与塔板的间距h0=35mm.
试作出负荷性能图及操作条件下的负荷上下限。
11-4 在25×25×2.5mm乱堆瓷拉西环填料塔内，用水吸收半水煤气中的CO2，已知半水
煤气的组成(V%)为：CO229%、H249.5%、N216.4%、CO3.8%、O20.6%、CH40.7%，
操作温度为30℃，压力为1.72MPa，气体流量为12000标准m3/h，吸收剂用量为147500kg/h，若空塔气速为泛点气速的75%，试确定塔径。
11-5 在填料吸收塔中，用清水吸收氨—空气混合气中的氨，填料塔内装有3m高、50×
50×4.5mm乱堆瓷质鲍尔环，操作压力为常压，温度为20℃。进塔混合气流量为8000m3（标准状态）/h，操作条件下密度为1.14kg/m3，吸收剂用量为1.42×104kg/h，取空塔速度为液泛速度的65%。试求填料吸收塔的直径与气体通过填料层的压降。 11-6 若将题11-5填料改用38.5×19×1.0乱堆塑料阶梯环填料，填料层高度仍为3m，而
允许每米填料层的压降为5.23kPa，试求在其他条件不变情况下塔径应为多少？
第十二章 干 燥
12.1拟将温度25℃的空气预热至120℃用作干燥介质，已知预热前空气的相对湿度为100%，湿份为水，
总压P?100kN/m2。试求：⑴ 空气的湿度；⑵ 预热后空气的相对湿度和最大相对湿度。 12.2将温度15℃、相对湿度为80%的空气预热至150℃用作干燥介质，湿份为水。试求：⑴空气的湿比
热；⑵ 预热前后空气焓值的变化。
12.3某常压空气的干球温度为40℃，相对湿度为60%，试求该空气的湿度、水汽分压、湿比热和湿焓。 12.4将t=20℃、??60%的新鲜空气和t=50℃、?=80%的废气以2：5的比例相混合（以绝干空气为
准的质量比），然后送入干燥系统，试求：①混合气体的湿度和焓；② 混合气体在预热器内被加热至120℃时的相对湿度和焓。
12.5 欲将物料由含水60%降至15%，已知此物料的最大吸湿湿含量为52%，在所采用的干燥条件下，物
料的临界湿含量为54%，平衡湿含量为23%，均为湿基，求：
⑴ 如湿物料的质量为150kg，应除去的结合水量、非结合水量和自由水量各为多少？ ⑵ 在所采用的干燥条件下，能否完成预定的干燥任务？
12.6 已知某湿物料在某种恒定的干燥条件下，其平衡湿含量为6%，临界湿含量为5%，均为湿基，初始
时湿物料为500kg，含水20%，现需要在上述干燥条件下将其干燥至420kg，问此种要求能否达到？为什么？
12.7常压空气初始温度为20℃、相对湿度为80%， 将其在预热器中加热至150℃，通入干燥器中用作干
燥介质，由于固体产品的湿含量高于临界湿含量，物料在干燥过程中始终保持充分湿润，湿估算物料温度。
12.8 测得空气的干球温度为40℃，湿球温度为35℃，空气的总压为101.325 kN/m2，试求此空气的湿度
和和相对湿度。
12.9 在恒定干燥条件下，若已知物料由含水36%干燥至8%需要5小时，降速段干燥速率曲线可视为直
线，试求恒速干燥段和降速干燥段的干燥时间，已知临界湿含量为14%，平衡湿含量2%，均为湿基。
12.10干燥某板状物料，湿份近似为水，将初始温度为20℃、相对湿度为60% 的常压空气加热至80℃用
作干燥介质，热空气以3m/s的速度平行流过该物料的表面，试计算此板状物料在恒速干燥段的
干燥速度。
12.11在某常压干燥器中将湿物料由X1=0.2干燥至X2=0.1，所用干燥时间为2小时，已知物料临界湿含量
Xc=0.15，平衡湿含量X=0.02，降速干燥段可视为直线，求X由0.30降至0.06所需的干燥时间。 12.12 将1米见方、5毫米厚的板状湿料悬挂于热空气中进行干燥，设干燥过程中物料的收缩可以忽略，
在干燥介质湿度不变的情况下，从50%的水分干燥至2%，其平衡湿含量接近于零，物料湿含量均为湿基，绝干物料的密度为800kg/m3，由实验得到下列干燥速度：水分由50%干燥至25%为恒速干燥阶段，其干燥速度为5 kg/(m2·s)，水分在25%以下为将速干燥阶段，此时空气质量流速为1 kg/(m2·s)，假设降速段干燥速率曲线为直线，试求：⑴ 将此物料在以上情况下从50%干燥至2%所需的总干燥时间为多少？⑵ 若临界湿含量不变，仅将空气的质量流速增大为2 kg/(m2·s)，能否将干燥时间缩短为原来的一半？
12.13 在常压操作的干燥器中，将每小时600kg的物料由含水20%干燥至1%，已知空气进预热器时的初
温为25℃，湿度为0.02，经预热后进干燥器的温度为100℃，湿球温度为25℃，出干燥器时空气温度50℃，湿球温度40℃，试求此干燥装置中引风机排出的废气为多少m3/h。
12.14 某常压干燥器的生产能力为3600kg，原料含水10%（湿基，下同），产品含水5%，空气进入预热
器的状态：t0=20℃，???80%。出干燥器时空气的状态：t2=45℃，??60%，求此干燥器所用
风机的送风能力为多少m3/h（以进预热器的状态计）。
12.15 在某干燥器中将含水30%的湿物料干燥至2%，均为湿基，干燥介质为常压空气，空气进入预热器
的状态：t1=110℃，tw1?40℃。出干燥器时空气的状态：t2=45℃，tw2?40 ℃，空气体积流量
为3000m3/h（标准状况），求此干燥器的处理能力为多少kg湿物料/h。
12.16 湿氯化铵在常压干燥器中进行干燥，产量5000kg/h，物料初始湿含量5%（湿基，下同），产品湿含
量0.5%，t0=20℃、??80%的空气在预热器中加热至t1=180℃送入干燥器，出干燥器废气的温度
为85℃，物料进、出干燥器的温度分别为?1?25℃和?2?60℃，绝干物料比热为1.36 kJ/(kg·K)，
预热器使用1.3MPa（绝压）的饱和水蒸气作热源，干燥器和预热器的散热损失均按5%计算，干燥器无补充加热，试求： ⑴ 汽化水分量； ⑵ 空气消耗量；
⑶ 预热器耗用的蒸汽量； ⑷ 干燥器中各项热量的分配； ⑸ 干燥器的热效率和干燥效率。
12.17 某连续干燥器干燥含水1.5%（湿基，下同）的物料9200kg/h，物料的进口温度为25℃，出口温度
为34℃，产品含水量为0.2%，产品比热为1.84kJ/(kg·K)，空气以干球温度25℃、湿球温度23℃进入预热器加热至95℃后，送入干燥器，空气离开干燥器时的干球温度是65℃，预热器使用145℃饱和蒸汽作为加热热源，中间补充加热耗用145℃饱和蒸汽117kg/h，干燥器的散热损失为370kJ/kg水，试求：⑴ 干燥器的生产能力；⑵ 绝干空气的消耗量；⑶ 若预热器的总传热系数K=25W/(m2·K)，当不计预热器的热损失时，预热器需要的传热面积.
12.18 已知常压热空气的温度为120℃，湿度为0.0136，将此热空气通入干燥器中与湿润物料接触，若不