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昆工化工原理作业（下册）第八章 气体吸收 习题气液相平衡8-1在盛水的鼓泡吸收器中通入纯CO2气，经长期接触后测得水中CO2的平衡溶解度为2.85710-2mol/L溶液。鼓泡器中的总压为101.3kPa，水温30，溶液的密度m=996kg/m3。求亨利系数，并将此实验值与文献值E=188.5MPa作比较。【答案： E=188.1Mpa;偏差0.21%】解：查得30时水的饱和蒸汽压 长期通入后， 对于稀溶液： ； 所以： 对文献值相对误差： 习题8-1 附图 8-2惰性气与CO2的混合气中含CO230% (体积百分数)，在1MPa(表压)下用水吸收。设吸收塔底水中溶解的CO2达到饱和，此吸收液在膨胀槽中减压至20kPa(表压），放出大部分CO2，然后再在解吸塔中吹气解吸。设全部操作范围内水与CO2的平衡关系服从亨利定律，操作温度为25。求1kg水在膨胀槽中最多能放出多少kgCO2气。【答案：G=3.110-3kgCO2/kgH2O】 解：查得25时系统的设当地大气压为0.1013MPa，则 则对稀溶液，其比质量分数 习题8-2附图故则 8-4气液逆流接触的吸收塔，在总压为101.3kPa下用水吸收Cl2气，进入塔底的气体混合物中含氯1%（体积），塔底出口的水中含氯浓度为x=0.810-5（摩尔分率）。试求两种不同温度下塔底的吸收推动力，分别以(xe-x)及(y-ye)表示。（1）塔底温度为20。 （2）塔底温度为4 0【答案：（xe-x）=1.0910-5；（y-ye）=5.7610-3 ;(xe-x)=4.710-6 ;(y-ye)=3.6810-3】解:（1）查得t=20时，系统的 液相推动力:;气相推动力:(2) 查得t=40时，系统的 液相推动力;气相推动力8-5某逆流吸收塔塔底排出液中含溶质x=210-4（摩尔分率）, 进口气体中含溶质2.5%（体积），操作压强为101kPa。气液平衡关系为y=50x。现将操作压强由101kPa增至202kPa，问塔底推动力(y-ye)及(xe-x)各增加至原有的多少倍。【答案：(y-ye)2/(y-ye)1=1.33 ; (xe-x)2/(xe-x)1=2.67】解： 又 扩散与相际传质速率8-6柏油马路上积水2mm，水温20。水面上方有一层0.2mm厚的静止空气层，水通过此气层扩散进入大气。大气中的水汽分压为1.33kPa。问多少时间后路面上的积水可被吹干。【答案：=0.58hr】解：查得20时;饱和蒸汽压，则; 对恒定的静止空气层厚度有 得8-8某填料塔用水吸收混合气中的丙酮蒸汽。混合气流量为16kmol/（hm2）， 操作压强101.3kPa。已知容积传质分系数kya=64.6kmol/（hm3），kLa=16.6kmol/h.m3.(kmol/m3)，相平衡关系为pA=4.62CA。式中气相分压pA的单位是kPa，平衡溶解度单位是(kmol/m3)。求（1）容积总传质系数及传质单元高度HOG。 （2）液相阻力占总传质阻力的百分数。【答案： Kya=54.9kmol/m3h ; HOG=0.291m ;液相阻力分率15.1%】解：（1）由亨利定律 得： 故故： (2) 液相阻力总阻力的百分数为： 吸收过程数学描述8-13下图为两种双塔吸收流程，试在yx图上定性画出每种吸收流程中A、B两塔的操作线和平衡线，并标出两塔对应的进、出口浓度。习题8-13 附图解：对于流程（a）和流程（b），均有 (a) （b）两塔的液体量相等8-14较浓的溶液进入图示解吸塔塔顶，塔底吹气解吸，塔中部某处抽出一半液体，另一半液体由塔底排出，试在yx图上画出平衡线与操作线，并标出各股流体的浓度坐标。 解：对于该流程，有 习题8-14附图 吸收过程的设计型计算8-15.流率0.4 kmol/（sm2）的空气混合气中含氨2%（体积），拟用逆流吸收以回收其中95%的氨。塔顶淋入浓度为0.0004（mol分率）的稀氨水溶液，设计采用的液气比为最小液气比的1.5倍，操作范围内物系服从亨利定律，y=1.2x所用填料的总传质系数Kya=0.052kmol/（sm3）。试求：（1）液体在塔底的浓度x1。（2）全塔的平均推动力ym。（3）所需塔高。 【答案：x1=0.0113;ym=2.3510-3 ;H=2.18m】解：（1） 根据物料衡算得（2） （3） 8-16. 用纯溶剂对低浓度混合气作逆流吸收以回收其中的可溶组分，物系的相平衡关系服从亨利定律，吸收剂用量是最小用量的1.3倍，试求下列两种情况下所需的塔高，已知传质单元高度HOG=0.8m。（1）回收率=90%。（2）回收率=99%。(3)两种情况下的吸收剂用量有何差别？ 【答案：(1)H=4.61m;(2)H=11.3m ；（3）】解：（1） 所以（2）时 （3）比较（1），（2）可知，当回收率提高时，吸收剂用量为原来的由 可知，吸收剂用量与回收率成正比。8-19【第三版】某填料吸收塔用过热水蒸汽吹出洗油中的苯，入塔液体中苯的摩尔分率为0.05，要求解吸率97%，该物系相平衡关系为y=2.8x，采用的过热蒸汽用量为最小气体用量的1.3倍，该填料的传质单元高度HOG=0.3m，试求该塔的填料层高度。 【答案：H=2.35m】 解：变量如图所示。 根据物料衡算得吸收过程的操作型计算8-20【第二版8-19】某吸收塔用2525mm的瓷环作填料，充填高度5m，塔径1m，用清水逆流吸收每小时2250m3的混合气。混合气中含有丙酮5%（体积），塔顶逸出废气含丙酮降为0.26%（体积），塔底液体中每kg水带有60g丙酮。操作在101.3kPa、25下进行，物系的平衡关系为y=2x。试求 （1）该塔的传质单元高度HOG及容积传质系数Kya；（2）每小时回收的丙酮量。 【答案：(1)HOG=0.695m;Kya=168.6kmol/m3h;(2)w=4.36kmol/h】 解：（1） 由物料衡算得 故 由得(2)8-21【第二版8-20】某填料吸收塔高2.7m，在常压下用清水逆流吸收混合气中的氨。混合气入 塔的摩尔流率为0.03 kmol/m2.s。清水的喷淋密度0.018 kmol/（m2.s）。进口气体中含氨2%（体积），已知气相总传质系数Kya=0.1 kmol/（m2.s）,操作条件下亨利系数为60kPa。 试求排出气体中氨的浓度。 【答案：y2=0.002】解： 即操作线与平衡线平行，此时 故 所以 得8-*22【第二版8-21】某填料吸收塔用含溶质x2=0.0002的溶剂逆流吸收混合气中的可溶组分，采用液气比是3，气体入口浓度y1=0.01回收率可达=0.90。今因解吸不良使吸收剂入口浓度x2升至0.00035，试求：（1） 可溶组分的回收率下降至多少？（2） 液相出塔浓度升高至多少？已知物系的平衡关系为y=2x。【答案：=0.87；x1=0.00325】解：（1） 当上升时，由于H不变，不变，所以=H/也不变，即解得 （2）由物料衡算得第八章 气体吸收 思考题8-1. 吸收的目的和基本依据是什么? 吸收的主要操作费用花费在哪?答：吸收的目的是分离气体混合物。基本依据是气体混合物中各组份在溶剂中的溶解度不同。操作费用主要花费在溶剂再生，溶剂损失。8-2. 选择吸收溶剂的主要依据是什么? 什么是溶剂的选择性?答：溶解度大，选择性高，再生方便，蒸汽压低损失小。溶剂对溶质溶解度大，对其他组份溶解度小。8-3. E, m, H 三者各自与温度、总压有何关系?答：m=E/P=HCM/P，m、E、H均随温度上升而增大，E、H基本上与总压无关，m反比于总压。8-6. 漂流因子有什么含义? 等分子反向扩散时有无漂流因子? 为什么？答：P/PBm 表示了主体流动对传质的贡献。无漂流因子。因为没有主体流动。8-9.传质理论中，有效膜理论与表面更新理论有何主要区别?答：表面更新理论考虑到微元传质的非定态性，从kD推进到k D0.5。8-10. 传质过程中，什么时侯气相阻力控制? 什么时侯液相阻力控制?答：mkykx时，液相阻力控制。8-22. 化学吸收与物理吸收的本质区别是什么? 化学吸收有何特点?答：溶质是否与液相组分发生化学反应。 高的选择性，较高的吸收速率，降低平衡浓度ye。第九章 液体精馏 习题相平衡9-2.乙苯、苯乙烯混合物是理想物系，纯组分的蒸汽压为：乙苯 苯乙烯 式中P0的单位是kPa，t为。试求：（1）塔顶总压为8kPa时，组成为0.595（乙苯的摩尔分率）的蒸汽的温度。（2）与上述汽相成平衡的液相组成。【答案：t=65.35 ； xA=0.512】 解：（1） 设温度为65.33由得由得则 假设基本正确，所以t=65.33。（2）9-3乙苯、苯乙烯精馏塔中部某一块塔板上总压为13.6kPa，液体组成为0.144（乙苯的摩尔分率）试求：（1）板上液体的温度； （2）与此液体成平衡的汽相组成。 【答案：t=81.36 ; yA=0.187】已知丁烷（A）和戊烷（B）的混合物是理想物系，40下纯组分的饱和蒸汽压为：PA0=373.3kPa；PB0=117.1kPa。解（1）设液体温度为81.36。由得由得则 原假设正确，所以板上液体的温度为t=81.36。（2）9-5某二元混合液100kmol，其中含易挥发组分0.40。在总压101.3kPa下作简单精馏。最终所得的液相产物中，易挥发物为0.30（均为摩尔分率）。试求：（1）所得汽相产物的数量和平均组成；（2）如改为平衡蒸馏，所得汽相产物的数量和组成。已知物系的相对挥发度为=3.0。【答案：（1） =31.3kmol; =0.619（2） =38.0kmol;y=0.563】解：（1） 解得：则 （2） 由物料衡算 物料衡算、热量衡算及操作线方程9-6某混合液含易挥发组分0.24，在泡点状态下连续送入精馏塔。塔顶馏出液组成为0.95，釜液组成为0.03（均为易挥发组分的摩尔分率）。试求：（1）塔顶产品的采出率D/F；（2）采用回流比R=2时，精馏段的液汽比L/V及提馏段的汽液比；（3）采用R=4时，求L/V及。设混合物在塔内满足恒摩尔流条件。【答案：（1）D/F=0.228；（2）L/V=0.667; =0.470 (3)L/V=0.8 ; =1.68】解：（1）由物料衡算解得：D/F=0.228(2) 因为，所以 （3） 9-7苯、甲苯混合液中含苯30%（摩尔%），预热至40以10kmol/h的流量连续加入一精馏塔。塔的操作压强为101.3kPa。塔顶馏出液中含苯95%，残液含苯3%，回流比R=3。试求塔釜的蒸发量是多少？【答案：=14.32kmol/h】解：查苯-甲苯相平衡，得时，；由，查得则由物料衡算 解得：D=2.93则9-*8某混合物含易挥发组分0.10（摩尔分率，下同），以饱和蒸汽状态连续加入精馏塔的塔釜。加料量为10kmol/h，塔顶产品组成为0.90，塔釜排出的残液组成为0.05。试求： （1）塔顶全凝器的蒸汽冷凝量；（2）回流比R及塔内的液气比L/V。【答案：(1)V=10kmol/h ; (2)R=16; L/V=0.941】 解：（1）由物料衡算解得：D=0.588；（2），习题 9-8 附图 9-*10某塔顶蒸汽在冷凝器中作部分冷凝，所得的汽、液两相互成平衡。汽相作产品，液相作回流，参见附图。设该系统符合恒摩尔流的假定，试推导此时的精馏段操作线方程。如该塔的塔顶采用的是全凝器，馏出液组成xD与上述采用冷凝器时的汽相产品组成相同，试比较采用分凝器与全凝器两种情况下的操作线方程。【答案：略】解：由精馏段一截面与塔顶（包括分凝器在内）作物料衡算，得若回流比为R，则当采用全凝器时，精馏段操作线为可知当选用的回流比一致，且时两种情况的操作线完全一致，在图上重合，分凝器相当于一块理论板。 习题 9-10 附图 精馏设计型计算 9-12欲设计一连续精馏塔用以分离含苯与甲苯各50%的料液，要求馏出液中含苯96%，残液中含苯不高于5%（以上均为mol%）。泡点进料，选用的回流比是最小回流比的1.2倍，物系的相对挥发度为2.5。试用逐板计算法求取所需的理论板数及加料板位置。【答案：NT=16 ; 加料板为第8块】解：由得则；解得故精馏段操作线方程提馏段操作线方程由q=1,得，则由全塔物料衡算由物料衡算 解得：W/F=0.505；D/F=0.495则：；平衡方程即；自塔顶往下计算；依次反复计算，可得由上述计算可知，第16块理论板,所以，全塔需理论板为16块（包括釜）。以上计算，从第8块板开始，有,所以自第9块板起，操作线方程使用提馏段的，加料板为第8块理论板。9-13设计一连续精馏塔，在常压下分离甲醇水溶液15kmol/h。原料含甲醇35%，塔顶产品含甲醇95%,釜液含甲醇4%（均为mol%）。设计选用回流比为1.5，泡点加料。间接蒸汽加热。用作图法求所需的理论板数、塔釜蒸发量及甲醇回收率。设没有热损失，物系满足恒摩尔流假定。【答案：（1） =12.8kmol/h ; =92.5%; (2)NT=7】解：（1） 由，得塔釜蒸发量（2）按教材附录的平衡数据作出甲醇-水溶液的平衡曲线。经馏段操作线截距；作图可得块（包括釜），加料板位置为第5块理论版。 9-*14上题改用直接饱和蒸汽加热，保持上述xD、xw、R不变，求理论板数、蒸汽消耗量、甲醇的回收率。【答案：(1)S=11.5kmol/h ; =83.2%; (2)NT=7】解：（1）因为、不变。所以即解得；回收率（2）改用直接蒸汽加热后精馏段操作线方程没变，提馏段由，得显然时，；作图可得块（包括釜），加料板位置为第5块理论版。 9-16含易挥发组分42%（摩尔%）的双组分混合液在泡点状态下连续加入精馏塔塔顶，釜液组成保持2%。物系的相对挥发度为2.5，塔顶不回流。试求：（1）欲得塔顶产物的组成为60%时所需的理论板数；（2）在设计条件下若板数不限，塔顶产物可能达到的最高浓度xDmax。【答案：NT=8; xDmax=0.644】解：（1）该塔为一无回流回收塔，其操作线即为体馏段操作线因为所以由全塔物料横算,所以,，逐板计算，依次反复计算，可得NT12345678y0.60.5350.4480.3460.2450.1580.0930.048x0.3750.3150.2450.1750.1150.070.0390.02所以块（包括釜）。（2）在设计条件下，若板数不限则时，塔顶产物可达，9-19. 当采用理论板概念计算计算低含量气体吸收过程时，若物系相平衡服从y=mx，则所需理论板数 试推导证明上式。 【答案：xD=0.889; xW=0.194】习题9-19附图解：如附图（a）所示的吸收过程，由式（8-84）可得按照理论板的概念，如附图（b）所示，。附图（c）中画出了操作线与平衡线，以及梯级三角形。与为相似三角形。线AB比线BC等于L/G,即操作线的斜率；线CD比线BC等于m，即平衡线的斜率。相似三角形的相似比就是线AB与线CD之比，即L/(mG)=A.所以或整理得即对照式（1）和式（2）可得得证操作型计算9-20一精馏塔有五块理论板（包括塔釜），含苯50%（mol%）的苯甲苯混合液预热至泡点，连续加入塔的第三块板上。采用回流比R=3，塔顶产品的采出率D/F=0.44。物系的相对挥发度=2.47。求操作可得的塔顶、塔底产品组成xD、xw。（提示：可设xw=0.194作为试差初值）解：；先设，则精馏段操作线方程；提馏段操作线方程因，故，所以相平衡方程；自塔顶逐板计算；由计算结果可知，与原设相符，故有；9-*21将上题（9-20）的加料口向上移动一块板，即第二块板上加料，求操作可得的xD、xw，并与上题结果作比较。（提示：可设xw=0.207作试差初值）。【答案：xD=0.00869; xW=3.2710-4】解:先设,则；精馏段操作线方程提馏段操作线方程相平衡方程；逐板计算（计算时由起，用提馏段操作线方程）NT12345y0.8730.770.6930.5650.3x0.7360.5750.4780.3450.206由计算得，与原设相符，故有；比较上题可知，当加料板位置偏离最佳加料位置时，将使塔顶、塔底产品纯度都下降。9-*22某精馏塔共有3块理论板，原料中易挥发组分的摩尔分率为0.002，预热至饱和蒸汽连续送入精馏塔的塔釜。操作时的回流比为R=4.0, 物系的平衡关系为y=6.4x。求塔顶、塔底产物中的易挥发组分含量。【答案：xW=0.0935; EmV=66.4%】解：；，塔釜进料，所以，则；（1）；又由该塔仅有精馏段，其操作方程；时，则；即（2）；将式（2）代人式（1）可解得，。第九章 液体精馏 思考题9-1. 蒸馏的目的是什么? 蒸馏操作的基本依据是什么?答：分离液体混合物。 液体中各组分挥发度的不同。9-3. 双组份汽液两相平衡共存时自由度为多少?答：自由度为F=2(P一定，tx或y；t一定，Px或y)；P一定后，F=1。9-4. 何谓泡点、露点? 对于一定的组成和压力, 两者大小关系如何?答：泡点指液相混合物加热至出现第一个汽泡时的温度。露点指气相混合物冷却至出现第一个液滴时的温度。对于一定的组成和压力，露点大于或等于泡点。9-8. 为什么=1 时不能用普通精馏的方法分离混合物?答：因为此时y=x，没有实现相对分离。9-9. 平衡蒸馏与简单蒸馏有何不同?答：平衡蒸馏是连续操作且一级平衡；简单蒸馏是间歇操作且瞬时一级平衡。9-10. 为什么说回流液的逐板下降和蒸汽逐板上升是实现精馏的必要条件?答：唯其如此，才能实现汽液两相充分接触、传质，实现高纯度分离，否则，仅为一级平衡。9-11. 什么是理论板? 默弗里板效率有什么含义?答：离开该板的汽液两相达到相平衡的理想化塔板。经过一块塔板之后的实际增浓与理想增浓之比。9-13. q值的含义是什么? 根据q的取值范围, 有哪几种加料热状态?答：一摩尔加料加热至饱和汽体所需热量与摩尔汽化潜热之比。它表明加料热状态。五种：过热蒸汽，饱和蒸汽，汽液混和物，饱和液体，冷液。9-14. 建立操作线的依据是什么? 操作线为直线的条件是什么?答：塔段物料衡算。 液汽比为常数（恒摩尔流）。9-15. 用芬斯克方程所求出的N是什么条件下的理论板数?答：全回流条件下，塔顶塔低浓度达到要求时的最少理论板数。9-16. 何谓最小回流比? 挟点恒浓区的特征是什么?答：达到指定分离要求所需理论板数为无穷多时的回流比，是设计型计算特有的问题。气液两相浓度在恒浓区几乎不变。9-17. 最适宜回流比的选取须考虑哪些因素?答：设备费、操作费之和最小。9-19. 何谓灵敏板?答：塔板温度对外界干扰反映最灵敏的塔板。9-20. 间歇精馏与连续精馏相比有何特点? 适用于什么场合?答：操作灵活。 适用于小批量物料分离。9-21. 恒沸精馏与萃取精馏的主要异同点是什么?答：相同点：都加入第三组份改变相对挥发度；区别：前者生成新的最低恒沸物，加入组分塔从塔顶出；后者不形成新恒沸物，加入组分从塔底出。操作方式前者可间隙，较方便。前者消耗热量在汽化潜热，后者在显热，消耗热量较少。第十章 气液传质设备 习题板式塔10-1某筛板塔在常压下以苯甲苯为试验物系，在全回流下操作以测定板效率。今测得由第九、第十两块板（自上向下数）下降的液相组成分别为0.652与0.489（均为苯的摩尔分率）。试求第十块板的默弗里湿板效率。【答案：EmV=0.758】解： ； 全回流下，表观操作线方程，故有 苯-甲苯系统的，则 10-3一板式吸收塔用NaOH水溶液吸收氯气。氯气的浓度为2%(mol)，要求出塔浓度低于0.002%。各块塔板的默弗里板效率均为50%，不计液沫夹带，求此塔应有多少块实际板。 NaOH溶液与氯气发生不可逆化学反应，可设相平衡常数m=0。【答案：N实=10】解：由得； 每板； N块板逐板推得；则填料塔10-5某填料精馏塔用以分离氯仿-1,1-二氯乙烷，在全回流下测得回流液组成xD = 8.0510-3，残液组成xW=8.6510-4（均为1,1-二氯乙烷的摩尔分率）。该塔的填充高度8m，物系的相对挥发度为=1.10，问该种填料的理论板当量高度（HETP）是多少？【答案：HETP=0.356m】解：由芬斯克方程得（包括塔釜）不包括塔釜 所以理论当量高度第十章 气液传质设备 思考题10-4. 板式塔内有哪些主要的非理想流动?答：液沫夹带、气泡夹带、气体的不均匀流动、液体的不均匀流动。10-5. 夹带液泛与溢流液泛有何区别?答：是由过量液沫夹带引起还是由溢流管降液困难造成的。10-6. 板式塔的不正常操作现象有哪几种?答：夹带液泛、溢流液泛、漏液。10-7. 为什么有时实际塔板的默弗里板效率会大于1?答：因为实际塔板上液体并不是完全混和（返混）的，而理论板以板上液体完全混和（返混）为假定。10-9. 为什么既使塔内各板效率相等, 全塔效率在数值上也不等于板效率?答：因两者定义基准不同。10-10. 筛板塔负荷性能图受哪几个条件约束? 何谓操作弹性?答：过量液沫夹带；漏液；溢流液泛；液量下限(how6mm)； 液量上限(HT Af /Lmax 35 s )。上、下操作极限的气体流量之比。10-11. 评价塔板优劣的标准有哪些?答：通过能力；板效率；板压降；操作弹性；结构简单成本低。10-14. 何谓载点、泛点?答：填料塔内随着气速逐渐由小到大，气液两相流动的交互影响开始变得比较显著时的操作状态为载点；气速进一步增大至出现压降陡增的转折点即为泛点。10-15. 何谓等板高度HETP?答：分离效果相当于一块理论板的填料层高度。10-16. 填料塔、板式塔各适用于什么场合?答：填料塔操作范围小，宜处理不易聚合的清洁物料，不易中间换热，处理量较小，造价便宜，较宜处理易起泡、腐蚀性、热敏性物料，能适应真空操作。板式塔适合于要求操作范围大，易聚合或含固体悬浮物，处理量较大，设计要求比较准确的场合。第十一章 液液萃取 习 题单级萃取11-1现有含15%（质量）醋酸的水溶液30kg，用60kg纯乙醚在25下作单级萃取，试求： （1）萃取相、萃余相的量及组成；（2）平衡两相中醋酸的分配系数，溶剂的选择性系数。物系的平衡数据如下表：在25下，水（B）醋酸（A）乙醚（）系统的平衡数据如下表（均以质量表示）水层乙醚层水醋酸乙醚水醋酸乙醚93.388.084.078.272.165.055.705.18.813.818.423.127.96.76.97.28.09.511.916.42.33.65.07.210.415.123.603.87.312.518.123.628.797.792.687.780.371.561.347.7【答案：(1)E=64.1kg;R=25.9kg;x=0.06;y=0.046 (2)kA=0.767;=14.6】解：（1）由得图中M点，用用内插法过M点作一条平衡联结线，得平衡时R、E相，由图中读得各组组成，且量得，则；根据杠杆定律；（2）从图中读得， 习题11-1附图11-2图示为溶质（A），稀释剂（B）、溶剂（S）的液液相平衡关系，今有组成为xf的混合液100kg，用80kg纯溶剂作单级萃取，试求：（1）萃取相、萃余相的量及组成；（2）完全脱除溶剂之后的萃取液E、萃余液R的量及组成。【答案：(1)E=92.2kg;R=87.8kg;yA=0.13; xA=0.15 (2)E=21.31kg;R=78.69kg;yA=0.77;xA=0.16】 习题11-2附图解：（1）由量得，则，得M点用内插法过M点作一条平衡联结线，得平衡时R、E相，从附图中读得，；（2）从附图中读得，列物料横算式即解得；多级萃取11-4丙酮（A）、氯仿（B）混合液在25下用纯水作两级错流萃取，原料液中含丙酮40%（质量），每级溶剂比均为1：1。物系的相平衡关系如图所示，试作图以求取最终萃余相中的丙酮的浓度。【答案：xA2=0.22】解：作该系统相图连，取点使,用内插法过点作一条平衡联结线,得、；连，取点使,用内插法过点作一条平衡联结线,得、；读萃余相 习题11-4附图11-5含醋酸0.20（质量分数，下同）的水溶液100kg，用纯乙醚为溶剂作多级逆流萃取，采用溶剂比S/F为1，以使最终萃余相中含醋酸不高于0.02。操作在25下进行，物系的平衡方程参见习题3。试求：最终萃取相的量及组成、最终萃余相的量及组成。【答案：E1=125kg;RN=75kg;yA1=0.148;yS1=0.763;yB1=0.089;xSN=0.0672;xBN=0.913】解：由相平衡得 由物料衡算式：整理并试差得：；第十一章 液液萃取 思考题11-1. 萃取的目的是什么? 原理是什么? 答：分离液液混合物。 各组分溶解度的不同。11-2. 溶剂的必要条件是什么? 答：与物料中的组份不完全互溶，对组份具有选择性的溶解度。11-3. 萃取过程与吸收过程的主要差别有哪些? 答：萃取中稀释剂B组分往往部分互溶，平衡线为曲线，使过程变得复杂；萃取，较小，使不易分相，设备变得复杂。11-4. 什么情况下选择萃取分离而不选择精馏分离? 答：出现共沸，或1.06；低浓度；热敏性物料。11-5. 什么是临界混溶点? 是否在溶解度曲线的最高点?答：相平衡的两相无限趋近变成一相时的组成所对应的点。 不一定是。11-6. 分配系数等于 1 能否进行萃取分离操作? 萃取液、萃余液各指什么?答：能。 萃取相、萃余相各自脱溶后为萃取液、萃余液。11-7. 何谓选择性系数? =1 意味着什么? =意味着什么? 答：=(yA/yB)/(xA/xB)。=1不可用萃取方法分离。=为B、S完全不互溶物系。11-9. 多级逆流萃取中(S/F)min如何确定?答：通过计算可以确定，当达到指定浓度所需理论级为无穷多时，相应的S/F为(S/F)min。11-10. 液液传质设备的主要技术性能有哪些? 它们与设备尺寸有何关系?答：两相极限通过能力；传质系数Kya或HETP。 前者决定了设备的直径D，后者决定了塔高。11-11. 什么是萃取塔设备的特性速度、临界滞液率、液泛、两相极限速度?答：。 两相速度达到极大时，部分分散相液滴被连续相带走，而使分散相流量减少的状况称为液泛。此时的分散相滞液率为临界滞液率，两相的空塔速度为两相极限速度。 第十四章 固体干燥 习题湿空气的性质14-1.将干球温度27、露点为22的空气加热至80，试求加热前后空气相对湿度的变化。【答案：=74.2%; =5.6% 】解：查得水的饱和蒸气压：22时为2.668kPa，27时为3.6kPa,80时为47.38kPa 变化14-3总压为100kPa的湿空气，试用焓湿度图填充下表。干球温度湿球温度湿 度kg水/kg干空气相对湿度%热焓kJ/kg干空气水汽分压kPa露点8040602940430.024120503.0解： 干球温度湿球温度湿 度kg水/kg干空气相对湿度%热焓kJ/kg干空气水汽分压kPa露点80400.031911.01654.832.560350.026201254.12940280.02043953.22557330.024211203.72850300.019625983.023 间歇干燥过程计算14-6已知在常压下、25下水份在氧化锌与空气之间的平衡关系为： 相对湿度=100% 时，平衡含水量X* =0.02kg水/kg干料 相对湿度=40% 时，平衡含水量X* =0.007kg水/kg干料现氧化锌的含水量为0.25kg水/kg干料，令其在25、=40%的空气接触。试问物料的自由含水量、结合水及非结合水的含量各为多少？【答案：自由含水量=0.243kg水/kg干料 结合水量=0.02kg水/kg干料 非结合水量=0.23kg水/kg干料】解：自由含水量=0.243kg水/kg干料 结合水量=0.02kg水/kg干料 非结