内容发布更新时间 : 2024/12/22 13:36:23星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
有一二元理想溶液，在连续精馏塔中精馏。原料掖组成为50%（摩尔%），饱和蒸汽进料。原料处理量为
每小时100kmol，塔顶、塔底产品量各为50kmol/h，已知精馏段操作线方程为y=0.833x+0.15，塔釜用间接蒸汽加热，塔顶采用全凝器，泡点回流。试求：（1）塔顶、塔底产品组成（用摩尔分率表示）（2）全凝器中每小时冷凝蒸汽量；（3）蒸馏釜中每小时产生的蒸汽量；（4）若全塔平均相对挥发度为3.0，塔顶第一块板的液相莫弗里效率为0.6，求离开塔顶第二块板的汽相组成。
用一连续精馏塔分离二元理想溶液，进料量为100kmol/h，进料组成为0.4（摩尔分率，下同），馏出液组
成为0.9，残液组成为0.1，相对挥发度为2.5，饱和蒸汽进料，塔顶冷凝器为全凝器，塔釜间接蒸汽加热。试求：（1）馏出液及残液量；（2）最小回流比；（3）操作回流比为3时，塔釜每小时产生的蒸汽量为多少？（4）塔釜上一块理论板液相组成为多少？（5）计算第（3）问时做了什么假定？ 用一连续精馏塔分离二元理想溶液，进料量为100kmol/h，进料组成为0.5（摩尔分率，下同），馏出液组
成为0.95，残液组成为0.0.05，相对挥发度为2.5，泡点进料，塔顶冷凝器为全凝器，塔釜间接蒸汽加热。操作回流比为1.61，求：（1）馏出液及残液量；（2）提馏段上升蒸汽量；（3）提馏段操作线方程；（4）最小回流比。
用一连续精馏塔分离苯与甲苯混合液，原料液中含苯0.44，塔顶馏出液中含苯0.96（以上均为摩尔分率），
原料液为汽液混合进料，其中周期占1/2（摩尔分率），苯—甲苯的平均相对挥发度为2.5，回流比为最小回流比的1.5倍，试求：（1）、原料液中汽相与液相的组成；（2）离开塔顶第二块板的汽相组成； 用一连续精馏塔分离二元理想溶液，进料量为10kmol/h，进料组成为0.4（摩尔分率，下同），馏出液组成
为0.6，易挥发组成的回收率为90%，相对挥发度为2.0，饱和蒸汽进料，回流比为最小回流比的2倍。塔顶冷凝器为全凝器，塔釜间接蒸汽加热。试求：（1）馏出液及残液量；（2）最小回流比；（3）第一块塔板下降的液体组成为多少？（4）精馏段上升的蒸汽量与提馏段下降的液体量各为多少？ 用一连续精馏塔分离苯与甲苯混合液，泡点进料，塔顶馏出量为75kmol/h（绝压），查得此压强下水蒸气
的汽化潜热为511kcal/kmol，在塔釜温度下釜液的汽化潜热为10000kcal/kmol，精馏段操作线方程为y=0.72x+0.25。试求：（1）加热蒸汽消耗量；（2）离开塔顶第二层理论板的蒸汽组成。
第二章 吸收 一、选择题
1. 吸收操作的依据是（ ）。 A.挥发度差异 B.溶解度差异 C.温度差异 D.密度差异
2. 在逆流吸收塔中，增加吸收剂用量，而混合气体的处理量不变，则该吸收塔中操作线方程的斜率会
_________。
A.增大 B.减小 C.不变 D.不能确定
3. 在吸收系数的准数关联式中，反映物性影响的准数是（ ） A.Sh B.Re C.Ca D.Sc 4. 已知SO2水溶液在三种温度t1、t2、t3下的亨利系数分别为E1=0.35kPa、E2=1.1kPa、E3=0.65kPa则（ ） A.t1
5. 在吸收塔中，随着溶剂温度升高，气体在溶剂中的溶解度将会______。 A.增加 B.不变 C.减小 D.不能确定 6. 下述说明中正确的是_________。 A.用水吸收氨属液膜控制
B.常压下用水吸收二氧化碳属难溶气体的吸收，为气膜阻力控制 C.用水吸收氧属难溶气体的吸收，为气膜阻力控制
D.用水吸收二氧化硫为具有中等溶解度的气体吸收，气膜阻力和液膜阻力都不可忽略 7. 下述说法错误的是________。
A.溶解度系数H很大，为易溶气体 B.亨利系数E值很大，为易溶气体 C.亨利系数E值很大，为难溶气体 D.相平衡系数m值很大，为难溶气体
8. 扩散系数D是物质重要的物理性质之一， 下列各因数或物理量与扩散系数无关的是 ( )。 A.扩散质和扩散介质的种类 B.体系的温度 C.体系的压力 D.扩散面积 9. 吸收塔的操作线是直线，主要基于如下原因（ ）。
A 物理吸收 B 化学吸收 C 高浓度物理吸收 D 低浓度物理吸收 10. 吸收操作的作用是分离（ ）。
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A 气体混合物 B 液体混合物 C 互不相溶的液体混合物 D 气液混合物
11. 通常所讨论的吸收操作中，当吸收剂用量趋于最小用量时，则下列那种情况正确（ ）。 A. 回收率趋向最高 B. 吸收推动力趋向最大 C. 操作最为经济 D. 填料层高度趋向无穷大
12. 根据双膜理论，吸收质从气相主体转移到液相主体整个过程的阻力可归结为（ ）。 A. 两相界面存在的阻力 B. 气液两相主体中的扩散的阻力
C. 气液两相滞流层中分子扩散的阻力 D .气相主体的涡流扩散阻力
13. 根据双膜理论，当被吸收组分在液体中溶解度很小时，以液相浓度表示得传质总系数KL ( ) A.大于液相传质分系数k L B. 近似等于液相传质分系数k L C. 大于气相传质分系数k G D. 近似等于气相传质分系数k G
14. 对某一汽液平衡物系，在总压一定时，温度升高，则亨利系数（ ） A.变小 B.增大 C.不变 D.不确定
15. 吸收是分离（ ）混合物的化工单元操作，其分离依据是利用混合物中各组分（ ）的差
异。
A、气体 B、液体 C、固体 D、挥发度 E、溶解度 F、温度 16. 为使吸收过程易于进行，采取的措施是 。 A 加压升温 B 加压降温 C 减压升温 D 减压降温
17. 吸收速率方程式中各吸收系数之间的关系是 。
A （KG）-1 = （kG）-1 +（H kL）-1 B （KG）-1 = （H kG）-1 +（ kL）-1
-1-1-1-1-1-1
C （KG） = （kG） +（m kL） D （KG） = （m kG） +（kL） 18. 根据双膜理论，在气液接触界面处 。 A p i = c i B p i ＞ c i C p i ＜ c i D p i = c i/H
19. 物质在空气中的分子扩散系数随压强的增大而（ ），随温度的升高而（ ）。
A 增大 B 不变 C 减小 D 无法判断 20. 根据双膜理论，在气液接触界面处（ ）。
A、气相组成小于液相组成 B、气相组成大于液相组成 C、气相组成等于液相组成 D、气相组成与液相组成平衡 21. 为使操作向有利于吸收的方向进行，采取的措施是（ ）。
A、加压和升温 B、减压和升温
C、加压和降温 D、减压和降温
22. 吸收是分离（ ）混合物的化工单元操作，其分离依据是利用混合物中各组分（ ）的差
异。
A、气体 B、液体 C、固体 D、挥发度 E、溶解度 F、温度
23. 对难溶气体的吸收过程，传质阻力主要集中于（ ）。
A、气相一侧 B、液相一侧 C、气液相界面处 D、无法判断 24. 在吸收过程中，（ ）将使体系的相平衡常数m减小。
A、加压和升温 B、减压和升温
C、加压和降温 D、减压和降温 25. 对难溶气体的吸收过程，传质阻力主要集中于（ ）。
A、气相一侧 B、液相一侧 C、气液相界面处 D、无法判断
26. 实验室用水吸收空气中的二氧化碳，基本属于（ ）吸收控制，其气膜阻力（ ）液
膜阻力。
①A.汽膜 B.液膜 C.共同作用 D.无法确定 ② A.大于 B.小于 C.等于 (D.无法确定 27. 在双组分理想气体混合物中，组分A的扩散系数是（ ）。
A.组分A的物质属性 B.组分B的物质属性 C.系统的物质属性 D.仅取决于系统的状态
28. 含低浓度溶质的气液平衡系统中，溶质在气相中的摩尔组成与其在液相中的摩尔组成的差值为
（ ）。
A.负值 B.正值 C.零 D.不确定 29. 某吸收过程，已知气膜吸收系数kY为2kmol/（m2.h），液膜吸收系数kX为4 kmol/（m2.h），由此判断
该过程为（ ）。
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A.气膜控制 B.液膜控制 .C.不能确定 D.双膜控制
30. 含低浓度溶质的气体在逆流吸收塔中进行吸收操作，若进塔气体的流量增大，其他操作条件不变，则
对于气膜控制系统，起出塔气相组成将（ ）。
A.增加 B.减小 C.不变 D.不确定
31. 含低浓度溶质的气体在逆流吸收塔中进行吸收操作，若进塔液体的流量增大，其他操作条件不变，则
对于气膜控制系统，起出塔气相组成将（ ）。
A.增加 B.减小 C.不变 D.不确定
32. 在吸收操作中，吸收塔某一截面上的总推动力（以气相组成表示）为（ ）。 A，Y-Y* B.Y*-Y C.Y-Yi D.Yi-Y
33. 在逆流吸收塔中，吸收过程为气膜控制，若将进塔液相组成X2增大，其它操作条件不变，则气相总
传质单元数NOG将（ ），气相出口浓度将（ ）。
A.增加 B.减小 C.不变 D.不确定
34. 在逆流吸收塔中当吸收因数A〈1，且填料层高度为无限高时，则气液平衡出现在（ ）。
A.塔顶 B塔上部 C.塔底 D.塔下部
35. 在逆流吸收塔中，用纯溶剂吸收混合气中的溶质，平衡关系符合亨利定律。当将进塔气体组成Y1增
大，其他操作条件不变，起出塔气相组成Y2将（ ），吸收率φ（ ）。 A.增加 B.减小 C.不变 D.不确定 二、填空题
1. 在吸收单元操作中， 计算传质单元数的方法很多，其中，采用对数平均推动力法计算总传质单元数
法的前提条件是 。
2. 吸收操作是吸收质从_______转移到_______的传质过程。在吸收操作中压力____________，温度
________将有利于吸收过程的进行。
3. 吸收是指____________________________________的化工单元操作。
4. 逆流吸收操作中，当气体处理量及初、终浓度已被确定，若减少吸收剂用量，操作线的斜率将____，
其结果是使出塔吸收液的浓度_______， 而吸收推动力相应_________。
5. 用亨利系数E表达的亨利定律表达式为_______________.在常压下,20℃时, 氨在空气中的分压为
69.6mmHg, 与之平衡的氨水浓度为10(kg NH3 (100kg) -1H2O).此时亨利系数E=________,相平衡常数m=______.
6. 对于难溶气体，吸收时属于 控制的吸收，强化吸收的手段是 。
7. 吸收操作中，温度不变，压力增大，可使相平衡常数 ，传质推动力 。
8. 某气体用水吸收时，在一定浓度范围内，其气液平衡线和操作线均为直线，其平衡线的斜率可用
常数表示，而操作线的斜率可用 表示。
9. 吸收是指 的过程，解吸是指 的过程。
10. 溶解度很大的气体，吸收时属于 控制，强化吸收的手段
是 。 11. 在气体流量，气相进出口组成和液相进口组成不变时，若减少吸收剂用量，则传质推动力将 ，
操作线将 平衡线。
12. 吸收因数A可以表示为______，它在Y—X图上的几何意义是_________________________。
13. 在一逆流吸收塔中，若吸收剂入塔浓度下降，其它操作条件不变，此时该塔的吸收率 ，塔
顶气体出口浓度 。
14. 在低浓度难溶气体的逆流吸收塔中，若其他条件不变而入塔液体量增加，则此塔的液相传质单元数
N(l)将_______，而气相总传质单元数NOG将_______，气体出口浓度ｙ(a)将_______。
15. 对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统，当总压增加时，亨利系数 ，相平衡常数m ，溶解度系数H （增加、减少、不变）。
16. 在一逆流吸收塔中，吸收剂温度降低，其它条件不变，此时塔顶气体出口浓度 出塔溶液组
成 。
17. 对易溶气体的吸收过程，阻力主要集中于 。 18. 若传质总系数与分系数之间的关系表示为
1KG?33
1HkL?1kG,则其中的
1kG表示____________，当
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____________项可以忽略时表示该吸收过程为气膜控制。 19. 若传质总系数与分系数之间的关系表示为
1KL?1kL?HkG,则其中的
1kL表示____________，当
____________项可以忽略时表示该吸收过程为液膜控制。
20. 传质单元数NOG反映_________________________________,分离任务所要求的液体浓度变化越
_______________,过程的平均推动力越______________,所需的传质单元数NOG 越大。
21. 在填料塔中用水吸收氨。欲提高吸收速率，增大 相的流量比增大另一相的流量更有效。
22. 在低浓度溶质的气液平衡系统，当总压操作降低时，亨利系数E将 ，相平衡常数m将 ，溶解度系数H将 。
23. 亨利定律表达式p*?Ex，若某气体在水中的亨利系数E值很小，说明该气体为 气体。 24. 亨利定律表达式p*?cH，若某气体在水中的亨利系数H值很大，说明该气体为 气体。
25. 在吸收过程中，KY和ky是以 和 为推动力的吸收系数，它们的单位
是 。 26. 若总吸收系数和分吸收系数间的关系可表示为
项可忽略时，表示该过程为气膜控制。
2/m.h.atm）27. 在1atm、20℃下某低浓度气体被清水吸收，若气膜吸收系数kG?0.1kmol（，液膜吸收
1KG?1kG?1HkL，其中
1kG表示 ，当
23系数为kL?0.25kmol（/m.h.atm），溶质的溶解度系数H?150kmol（/m.atm），则该溶质为
2气体，气相总吸收系数KY? kmol（。 /m.h）28. 一般而言，两组分A、B的等摩尔相互扩散体现在 单元操作中，而组分A在B中单向扩散体
现在 单元操作中。
29. 在吸收过程中，若降低吸收剂用量，对气膜控制体系，体积吸收总系数KY?值将 ，对液膜控制物系，体积吸收总系数KY?值将 。
30. 双膜理论是将整个相际传质过程简化为 。
31. 吸收塔的操作线方程和操作线是通过 得到的，它们
与 、 和 等无关。
32. 在吸收过程中，若减小吸收剂的用量，操作线的斜率 ，吸收推动力 。
（33. 在吸收过程中，物系平衡关系可用Y*?mX表示，最小液气比的计算关系式
LV）min=。
34. 某吸收过程，用纯溶剂吸收混合气体中的溶质组分A，混合气进塔组成为0.1，出塔组成为0.02（均
为摩尔比），已知吸收因数A为1，若该吸收过程所需理论板数为4层，则需传质单元数为 。 三、计算题
1. 在填料塔内用清水逆流吸收空气和氨混合气中的氨，惰性气体的处理量为50kmol/h，进塔气体浓度
Y1=0.04(比摩尔分率)，要求氨的回收率为90%，吸收剂用量是最小用量的1.5倍。操作条件下平衡关系为Y*=0.8X，气相传质单元高度H0G为0.8m，气相传质单元数NoG为4.6，试求：(1)吸收剂用量为多少kmol/h?；(2)出塔液体浓度X1为多少？；(3)填料层高度为多少m?
2. 吸收塔中用清水吸收混合气体中的SO2，气体与水逆流接触， 气体(标准状态)流量为5000m3/h，其
中SO2(体积分数)为10％，要求SO2的吸收率为95％，塔的操作条件为293K及101.3KPa，在此条件下，SO 2在二相间的平衡关系可近似的表示为Y*=26.7X，试问：取用水量为最小用水量的1.5倍时，用水量应为多少？
3. 某吸收塔填料层高4m，用水吸收尾气中的有害成分A。在此情况下，测得的浓度如
图所示。已知平衡关系为Y=1.5X。求(1)气相总传质单元高度；(2)操作液气比为最小液气比的多少倍？(3)由于法定排放浓度规定ｙ(2)必须小于0.002，所以拟将填料层加高。若液气比不变，问填料层应加高多少？(4)画出填料加高前后吸收操作线的示意图。
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4. 某厂现有一直径为1.2m、填料层高度为5.4m的吸收塔，用来吸收某气体混合物中的溶质组分。已知
操作压力为300kpa、温度为30℃；入塔混合气体中溶质的含量为5%（体积%），要求吸收率不低于95%；吸收剂为纯溶剂，出塔溶液的浓度为0.0152（摩尔比）；操作条件下的平衡关系为：Y-2.16X（X、Y均为摩尔比），总体积吸收系数Kya为65.5kmol/m^3*h。试计算：（1）吸收剂用量是最小用量的多少倍；（2）该吸收塔的年处理量（m^3混合气/年）。注:每年按7200工作时间计 5. 某混合气含溶质A 3%（摩尔分率），在常压下用清水逆流吸收，回收率为99%，已知在操作条件下平
23
衡关系为 Y=2.0X，混合气体流率为G=0.03kmol/(m·s)，气相体积传质系数为KYa=0.04kmol/(m·s) 。如果取液气比为最小液气比的1.5倍 试求：1.气相总传质单元数； 2.填料层高度。
6. 汽液逆流通过一填料吸收塔，入口气体中溶质氨的浓度为10g/Nm3，溶质的回收率为98％，用清水作
吸收剂，吸收剂的用量为380kmol/h，是最小吸收剂用量的1.4倍，操作压力为101.kPa，相平衡关系为Y=1.3X，求该塔混和气体的处理量及总传质单元数。
7. 在常压逆流填料吸收塔中，用清水吸收焦炉气中氨，焦炉气处理量为500标准m3/h，进塔气体组成y1
为0.0132（摩尔分率）。氨的回收率为0.99。水的用量为最小用量的1.5倍。焦炉气入塔温度为30℃，空塔气速为1.1m /s 。操作条件下平衡关系为Y* =1.2X（X ,Y 为摩尔比）。气相体积总吸收系数KY a
3
为200 kmol /m.h，试求：（１）气相总传质单元数NOG ；（２）填料层高度Z。
8. 在常压操作的填料吸收塔中，用清水吸收焦炉气中的氨。焦炉气处理量为6000m3(标准)/h，进塔气体
中氨的含量为3%（摩尔分率），氨的吸收率为98%，水的用量为最小用量的1.6倍，操作条件下的平
*
衡关系为 Y=1.2X，气相总传质单元高度为0.65m 。 试求：（1）出塔溶液的组成 （2）填料层高度
3
9. 吸收塔处理1500m混合气，其中含溶质组分A 1.5kmol ,操作温度25℃，压强为105KPa，试求混合
气中组分A的摩尔分率y和摩尔比Y（y＝0.0236, Y=0.0242）。
10. 已知在101.33kPa 及20℃时，测得氨在水中的平衡数据为：溶液上方氨平衡分压为0.8kPa ，气体在
液体中溶解度为1g (NH3)/100g (H2O) 。试求溶液的亨利系数E 、平衡常数m 以及溶解度系数H 。假定该溶液服从亨利定律(E =76.3kPa m =0.076 H =0.728kmol /kN.m ) 。
11. 常压、25℃下某已知体系的平衡关系符合亨利定律，亨利系数E为
压为0.54大气压的混合气体分别与三种溶液接触：①溶质A浓度为
大气压，溶质A的分的水溶液；②溶质
A浓度为 的水溶液；③溶质A浓度为 的水溶液。试判断上述三种情况下溶质A在二相间的转移方向。
12. 在常压逆流吸收塔中，以清水吸收空气～氨气混合气中的氨气。已知进塔气体中含NH3 5%，出塔气
体中含NH30.5%（以上均为体积%），出塔液体中NH3组成为0.01（摩尔分率），气液平衡关系为Y =2.5X （式中X, Y 为摩尔比），试求塔顶和塔底处以ΔY 表示的气相推动力(ΔY1=0.0273 ΔY2=0.00526)。
13. 在常压逆流操作的吸收塔中，用清水吸收混合气体中溶质A 。已知操作温度为30℃，混合气体处理
量为1000m3 /h ，进塔气体中组分A 的体积分率为0.05，吸收率为90%，清水用量为120kmol/h ，试求塔底吸收液的组成。(X1 =0.015) 14. 在逆流吸收塔中，进塔气相组成Y1=0.01（摩尔比），吸收率为99%，操作条件下相平衡关系为Y =1.0X
（式中X ，Y 为摩尔比），试求下列情况下的气相总传质单元数NOG ；（1）进塔液相为纯溶剂，
LV=1.25； （2）进塔液相为纯溶剂，
LV=1.0。 ( (1) NOG=15 (2) NOG=99 )
15. 在逆流操作的填料塔中，用清水吸收空气中得氨，要求氨的回收率为0.99，已知吸收塔中填料层高度
为4.5m ，实际的吸收剂用量为最小用量的1.4倍，操作条件下的平衡关系可表示为Y =m X （Y ，X 为摩尔比）试求填料塔的气相传质单元高度。(HOG=0.374m )
16. 在逆流填料吸收塔中，用清水吸收空气---氨气混合气中得氨气。进塔气体组成为Y1=0.026(摩尔比，
33
下同)，出塔气体组成Y2=0.0026 ，混合气体流量为100标准m/h ，清水用量为0.1 m/h。操作压力为0.95atm ，亨利系数为0.5atm ，平衡关系为直线。填料层高度为1.2m ，塔内径为0.2m 。试求吸收塔的气相总体积吸收系数KY a 。(KY a=374kmol /m3.h )
17. 在逆流填料吸收塔中，用纯溶剂吸收某混合气中的溶质。在常压、27℃下操作时混合气流量为1200
m3/h，进塔气体组成为0.05（摩尔分率）。塔截面积为0.8m2 ，填料层高度为4m ，气相体积总系数KY a为100 kmol /m3.h，气液平衡关系为直线，且吸收因数A =1，试求出塔气体组成Y2 和回收率η。(Y2=0.00387, η=0.926)
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