化工原理下册答案

1、化工原理吸收部分模拟试题及答案一、填空1气体吸收计算中，表示设备（填料）效能高低的一个量是传质单元高度，而表示传质任务难易程度的一个量是传质单元数。2在传质理论中有代表性的三个模型分别为双膜理论、溶质渗透理论、表面更新 。3如果板式塔设计不合理或操作不当，可能产生严重漏液、严重泡沫夹带及液泛 等不正常现象，使塔无法工作。4在吸收塔某处，气相主体浓度y=0.025,液相主体浓度 x=0. 01,气相传质分系数kj-Zkmol/m 241,气相传质总 K=L 5kmol/m 2虬则该处气液界面上气相浓度摭应为一0. 01。平衡关系y-0. 5xo5逆流操作的吸收塔，当吸收因素A<1且填料为无

2、穷高时，气液两相将在 塔低 达到平衡。6单向扩散中飘流因子A1。漂流因数可表示为一 % ,它反映 由于总体流动使传质速率比单纯分子扩散增加的比率。7在填料塔中用清水吸收混合气中HC1,当水量减少时气相总传质单元数Nog增加。8 一般来说，两组份的等分子反相扩散体现在精流 单元操作中，而A组份通过B组份 的单相扩散体现在吸收操作中。9板式塔的类型有泡罩塔、浮阀塔、筛板 （说岀三种）；板式塔从总体上看汽液两相呈逆流接触，在板上汽液两相呈错流接触。10分子扩散中菲克定律的表达式为Ja =膈一，气相中的分子扩散系数D随 dz温度升高而一增大一（增大、减小），随压力增加而一减小一（增大、减小）12易溶气

3、体溶液上方的分压小 ,难溶气体溶液上方的分压只要组份在气相中的分压大于 液相中该组分的平衡分压，吸收就会继续进 行。13压力减小 ,温度升高，将有利于解吸的进行；吸收因素A=L/mV，当A1时，对逆流操作的吸收塔，若填料层为无穷高时，气液两相将在塔_顶达到平衡。14某低浓度气体吸收过程，已知相平衡常数m=l，气膜和液膜体积吸收系数分别为L，=2X10Amol/m 3. s, k, =0. 4 kmol/m 3. s,则该吸收过程及气膜阻力占总阻力的百分数分别为_ 气膜控制，约100% ;该气体为 易溶气体。二、选择1根据双膜理论，当被吸收组分在液相中溶解度很小时，以液相浓度表示的总传质系数B*

4、A大于液相传质分系数C小于气相传质分系数2单向扩散中飘流因子AA >1B <13在吸收塔某处，气相主体浓度B近似等于液相传质分系数D近似等于气相传质分系数C =1D不一定y=0. 025,液相主体浓度 x=0.01,气相传质分系数ky=2kmol/m 2?h,气相传质总K,= l. 5kmol/m 2 ?h,则该处气液界面上气相浓度y:应为B平衡关系y=0. 5xoA 0. 02 B 0. 01 C 0.015 D 0.0054已知SO?水溶液在三种温度ti、顷t3下的亨利系数分别为E0. 0035atm、E,=0. Ollatm、Ea=O. 00625atm,则 AA ti<

5、;t 2B t3>t2C ti>t2D t3<ti5逆流操作的吸收塔，当吸收因素A 1且填料为无穷高时，气液两相将在_B达到平衡。A塔顶B塔底C塔中部D不确定6对一定操作条件下的填料吸收塔，如将填料层增高一些，则塔的H*将一C, N '将A。A增大B减小C不变D不能判断7吸收塔的设计中，若填料性质及处理量（气体）一定，液气比增加，则传质推动力_A，传质单兀数B ,传质单元高度_C ,所需填料层高度B。A增大B减小C不变D不能判断8料塔中用清水吸收混合气中NH”当水泵发生故障上水量减少时，气相总传质单元数NOG A.A增加B减少C不变D不确定三、计算1某填料塔用水吸收混

6、合气中丙酮蒸汽。混合气流速为V=16kol/ (h-m2)，操作压力P=101.3kPa。已知容积传质系数kya - 6A.6kmol/(/? - m3) , kLa = 16.6kmol/(h -z?3),相平衡关系为Pa=4.62Ca（式中气相分压 Pa的单位是kPa,平衡浓度单位是 kmol/m3九 求（1） 容积总传质系数 Kya及传质单元高度 H°G ； （2）液相阻力占总传质阻力的百分数。解：（1）由亨利定律P - Ex- He - Hcm - xy -mx? m = HcM / P =4 62=0.0456%3kxa - kLacM = 16.6c Mkmol/h-m&

7、#176;_° 456c = 2.75 x 10 3h -m3/kmol k,a 16.6%I Im 1=+ =+ 2.75 x 10-3 = 0.0182/? ?妒 / kmol Kya kya kxa 64.6Kya = 54-.9kmol / h -m3V 16 Hoc = 0.291( /n)Kxa 54.9CD液相阻力占总阻力的百分数为竺 J = A" = 0.151 = 15.1%!Kya 0.01822 低含量气体逆流吸收，试证NOG ln 丛mV1 L式中 =乂- 皿为塔底的吸收推动力Ay 2 = y2 y2e为塔顶的吸收推动力证明：由物料衡算得低浓度吸收V

8、 , 、x =2 +亍 (y 光)ye = mxmV /地=mx2 +(y-y2)Li1 ,u 的y 一 ?. 灼 (y-y2)Li 1dyJy2 mV. mV 、(i )y+-mx2)Z1 mV.mVi (1 ) 力 + 光 一 mx2 ln! mVLy2-mx2L(X f 2)=V(M 一无)mV mV人一力y + mx2 = m iNOG = In .5 = _in 丛_ mV_ y2 - mx2 _ mV_ Ay2L L3 某填料吸收塔用含溶质心 =0.0002 的溶剂逆流吸收混合气中的可溶组分，采用液气比L/V=3, 气体入口质量分数山 =0.01 回收率可达 =0.90。已知物系的

9、平衡关系为y=2x今因解吸不良使吸收剂入口摩尔分数升至x； =0.00035,试求 :（1 ）可溶组分的回收率 ' 下降至多少？解： % = M (1 ) = 0-01X (1 0.9) = 0.0011 m2八-=0.667A L/V3VNOG =111、Ji -mx, 111 址(1- 二)+-_ 上 Ay2- mx2 A-A1In (I - 0.667)当心上升时，由于f八 ”、0.01 0.0002x2 + 0.667 = 5.38 1-0.667H不变，Hog不变Nog = H/Hog也不变，即ucc 1 is 八0? 00 O35X 25.38 =ln(l - 0.667)

10、+ 0.6671-0.667y; -0.00035x2y; =0.0013 , = H1 = O? 01O ? 0013=0.870.01(3)物料衡算VX=亍-y； ) + x ；1 J=|x (0.01- 0.0013) + 0.00035 = 0.003254有一填料吸收塔，在 28°C及101.3kPa,用清水吸收200m7h氨-空气混合气中的氨，使其 含 量由5%降低到0. 04% (均为摩尔)。填料塔直径为 0.8m，填料层体积为 3 m3,平衡关系 为 Y=L4X,已知Kya=38. 5kmol/h 0问(1)岀塔氨水浓度为岀口最大浓度的 80%时，该塔能 否使 用？

11、( 2)若在上述操作条件下，将吸收剂用量增大10%，该塔能否使用？(注：在此 条件下不会发生液泛)解(1)惰性气体流量005 = 0.05263。程=。41 1-0.05200 273V =Ax x (I 0.05) = 7.69 饥。为22.4 301X* = 4 = 005263 = 0376X =0.80X ; = 0.0301L ="匕)=7? 69x(0.05263-。.。 4) g 倾。以 X| X?0.0301-0Ar; = Yt - mXx = 0.05263-1.4 x 0.0301 = 0.01046 * =匕=0.0004 K;=0.00308 IndAZ；Z,

12、 = V(D = 7.6 约。.。5263。.。吃=6人'38.5 x 0.785 x0.82 x 0.00308该塔现有填料层高度Z =6m0.785 x0.82因为z'z所以该塔不适合。(2)吸收剂用量增大 10%时L" = 1. lx 13.34 = 14.61kmol/hX； '-0X； '= 0.0274匕 =Y,-mX' = 0.05263-1.4x0.0274 = 0.01424 %" = %= 0.0004，厂0.01424 0.0004 一 -Q 0Q387,0.01424In0.0004”，V(匕一匕)7.69x(

13、0.05263-0.0004)匚 wZ i s 36m"38.5 x 0.785 x0.82 x 0.00387'因为Z” Z所以该塔适合。5 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兀高度为1.5m，进塔混合气组成为 0.04 (A的摩尔分率，下同)，岀塔尾气组成为 0.0053,岀塔水溶 液浓度为0.0128,操作条件下平衡关系为Y=2. 5X。试求：(1)液气比为最小液气比的多少倍？(2)所需填料层高度？(3)若气液流量和初始组成不变，要求尾气浓度降至0. 0033,求此时填料层高度为若干米？解：(1)液气比为最小液气比的多少倍？=0-04

14、 = 0 04171-0.04=0.00128 = 0 012971 1-0.00128=0.0053 = 005331-0.0053LN= 匕f = = 2 804 X2 0.01297-0533 =2.18mni 786(L/VV_ 2.804/AL/VAn -差.18 (2)所需填料层咼度?Z= HoG X NOGs =伸 / L = 2.5 / 2.804 = 0.892匕-mX2OG匕-mX21-0.892=5.110.0417-0+ 0.8920.00533 0故 Z = Hnc x Nnr = 1.5 x 5.11 = 7.67mC/Crt/Cr(3)此条件下的填料层高度。v，

15、0.0033=U.UU3312 1-0.0033N'og = In (l S) 匕 °G 1-S Y; -mX2=-ln (l- 0.892)2 + S'0417-°°+ 0.892 1-0.8920.00331-0=7.52Z' = H nrxN' =1.5x7.52 = 11.28m (JU (JU6在一逆流操作的吸收塔内用吸收剂吸收混合气中的溶质A。混合气的摩尔流量为溶质浓度为0.05 (摩尔分率，下同)，回收率为95%。进入系统的吸收液量为 溶质浓度为0.01。操作压强为 202.7 kPa操作温度下的溶液的亨利系数为(1)

16、在Y-X图上画岀吸收过程的操作线和平衡线，并标岀塔顶、塔低的状态点，再计算气相总传质单元数；105kmol/h,65 kmol/h,其中16.2 kPa要求：(2)若采用吸收液部分循环流程，循环量为20kmol/h,迷.系统的吸收剂量和组成不变，回收率不变。且知吸收过程为气膜控制，试绘出该过程的操作线并求出气相传质单元0.0600.020.040.060.080.1数。解（1） X1及Nog的计算进入吸收塔的惰性气体摩尔流量为V =105x（1 0.05） =99.75 切？。 /?进塔气体中溶质 A的浓度为：Y. = '° = 0.05263 1-0.05岀塔气体中溶质 A

17、的浓度为：原操作线% =匕 (1 GA)= 0.5263 x(l-0.95) = 0.00263进塔纯溶剂的摩尔流量为：L = 65 x (1-0.01) = 64.35kmol / h进塔吸收剂中溶质的浓度为:Y.=0-01=0.01011-0.01物系的相平衡常数脱吸因数E 16.2 m = = 0.08P 202.7S = mV/L = = 0.7对全塔作溶质 A的物料衡算可求得塔低吸收液中溶质浓度为:VX =X, + -(A-7, ) = 0.0101 + -L -99 75(0.05263 - 0.00263) = 0.087664.35根据（乂,匕）和（乂 2,匕在本题附图1中画岀

18、原操作线附图1气相总传质单元数可由下式计算，即Nog =Lln(l-S) K+S0G l-SY, -mX-循环操作=1 ln(l-0.124) 0-052-'0101 +0.1241-0.124=3.676（3）吸收液部分循环时的情况X2L根据题意画岀如本题附图2所示的流程图vpL循环吸收液的摩尔流量用乙；表示，其中纯溶剂的XLLr解得X ； = 0.0273则以=Lr(1+X)20 =18.39S。/?1 + 0.0876新鲜吸收液与循环吸收液混合后的浓度X ;为:lxr+lrxi =(lr +l)x ;64.35 x 0.0101 + 18.39 x 0.0876 = (64.35

19、 + 18.39) x X ;附图 2因要保持回收率不变，故K = 0.00263S'= mV / L' = 0.08x99.75/(64.35 + 18.39) = 0.0964吸收液部分循环时的传质单兀数为11-0.0964In (1-0.0964)5( 1 项)0.05263 + 0.09640.00263 =5.12> N”已知吸收过程为气膜控制，液体流量对的影响可忽略不计，故在吸收液有部分循环情况下，要达到同样的回收率，需较高的填料层。根据上述的计算值，即：(X,匕)和(X;，匕)可在本题附图 1上画岀相应的循环操作线。由图可看出，操作线与平衡线之间距离变小，也

20、即吸收推动力变小了。7某逆流操作的吸收塔，用清水洗去气体中的有害组分。已知该塔填料层总高度为9ni,平衡 关系Y=1.4X,测得气体进、岀口浓度Y】=0. 03, 丫2=0. 002,液体岀口浓度 XM. 015 (均为摩 尔比)。试求： (1)操作液气比L/V ;(2)气相总传质单元高度临，(3)如果限定气体岀口浓度丫2=0.0015，为此拟增加填料层高度，在保持液气比不变的条件下应增加多少？解(1)操作液气比L/V ;0.015-05=2A =冬些=1.87-X2(2)气相总传质单元高度H?,Z = H OG x NOGS = ?v/L = 1.4/1.87 = 0.749Nog= ln(

21、l - S) K1 mX - + S0G l-SY.-mX,o=-In(1-0.749) °°3+ 0.749 1-0.7490.002-0=6.004故 Hnc = ZIN nc -9/6-1.5 (3) Z' Z = ?由题意知 Y; =0. 0015其它条件不变，则=15不变新情况下的传质单元数为：N'OG = In (I - S)r* + S 0G l-So=-ln(l-0.749) °°3+ 0.749 1-0.749 0.0015-0=6.98故 Z' H0G x Nog = 1.5 x 6.98 = 10.47/M&

22、quot;Z , -Z = 10.47-9 = 1.47m8某厂吸收塔填料层高度为4m,用水吸收尾气中的有害组分A,已知平衡关系为 Y=1.5X,塔气相总传质单元高度；操作液气比为最小液气比的多少倍；单元由于法定排放浓度必须小于0.002,所以拟将填料层加高，若液气流量不变，传质高度的变化亦可忽略不计，问填料层应加高多少？解：(1)气相总传质单兀高度X2=0, Y2=0. 004塔底 Xi=0. 008, YfO. 02,求：(1)匕 * =1.5X| =1.5x0.008 = 0.012Ay =(匕-匕 *)-(匕-*)=(0.02-0.012)-整四=0.00577 m、/ , InT匕一

23、匕In0.004胃=些些=2.77=Z/N nc =4/2.77 =1.44/77t/CrAK m 0.00577C/Cr(2) 操作液气比为最小液气比的多少倍中、，v n + 后，、， 匕一匕 0.02-0.004 c 因为 X2=0,故 L/V = =Xi X2 0.008(r/v, _ K 匕一匕一匕 _0? 02 0.004(0.02/1-5 "则(L/%/V)min = K2=1-67 Z'-Z=?r；= 0.002 匕=0.02 x;=o匕-*L/ V = = 2X； _x； xjX; = 0.009 t 所以 K* =1.5X|'=1.5x0.009 =

24、 0.0135=（匕一）(*)=(0.02-0.0135)-0.002 V V*'-i匕一匕InIn- V0.002r2 -/2匕 *N nr -4. /1° AKm 0.00382Z' = H orxN' =1.44x4.71 = 6.7 珈所以 Z' Z = 6.78 4 = 2.78m化工原理蒸僧部分模拟试题及答案一、填空1精馅过程是利用 部分冷凝 和 部分汽化 的原理而进行的。精馅设计中，回流比越大,所需理论板越少，操作能耗 增加,随着回流比的逐渐增大，操作费和设备费的总和将呈现 先降后升的变化过程。2精馅设计中，当回流比增大时所需理论板数减小

25、（增大、减小），同时蒸馅釜中所需加热蒸汽消耗量 增大 （增大、减小），塔顶冷凝器中冷却介质消耗量减小 （增大、减小）， 所需塔径增大（增大、减小）。3分离任务要求一定，当回流比一定时，在5种进料状况中，冷液体 进料的q值最大，提馅段操作线与平衡线之间的距离最远,分离所需的总理论板数 _最 o4相对挥发度 a=l,表示不能用 普通精馅分离 分离,但能用萃取精馅或恒沸精馅分S分离。5某二元混合物，进料量为100kmol/h, xM.6,要求得到塔顶豹不小于0. 9,则塔顶最大 产量为66.7_kmol/h。6精懈操作的依据是混合液中各组分的挥发度差异，实现精馆操作的必要条件包括塔顶液相回流和塔底上

26、升蒸气 。7负荷性能图有五_条线，分别是液相上限线 线。液相上限线、g沫夹带线、漏液线和液泛A升高B下降7某二元混合物,A 0.9 B 0.38某二元混合物，4,相应的露点组成为t2,则B。A ti=t 2其中 A为易挥发组分，液相组成XA-0.4湘应的泡点为t ”气相组成为 YA=0.B tivt 29某二元混合物，a=3,全回流条件下A 0.9B 0.3C ti>t 2D不能判断x “ =0.则 y”呆 DC 0. 854 D 0. 7948写岀相对挥发度的几种表达式CC=VA/V广 二、选择1已知q=l. 1,则加料中液体量与总加料量之比为D 0. 1:1A 1. 1:1B 1:1

27、. 1C 1:12精馅中引入回流，下降的液相与上升的汽相发生传质使上升的汽相易挥发组分浓度提高, 恰当的说法是D。液相中易挥发组分进入汽相；汽相中难挥发组分进入液相；液相中易挥发组分和难挥发组分同时进入汽相，但其中易挥发组分较多； 液相中易挥发组分进入汽相和汽相中难挥发组分进入液相必定同时发生。3某二兀混合物，其中A为易挥发组分，液相组成x =0.6,应的泡点为七，与之相平衡的汽相组成y0. 7,相应的露点为桓，则 _A_D不确定A ti=t 2B ti<t 2C ti>t 24某二元混合物，进料量为100kmol/h, xf=O. 6,要求得到塔顶 x>不小于0. 9,则塔

28、顶最大 产量为一B_oA 60kmol/h B 66. 7kmol/h C 90kmol/h D 不能定5精馅操作时，若 F、D、寿、q、R、加料板位置都不变，而将塔顶泡点回流改为冷回流，则塔 顶产品组成变化为_BA变小B变大C不变D不确定6在一二元连续精馅塔的操作中，进料量及组成不变，再沸器热负荷恒定，若回流比减少，则塔 顶温度 A ,塔顶低沸点组分浓度_B ,塔底温度C ,塔底低沸点组分浓度AC不变D不确定a=3,全回流条件下xM. 3,则y, i= B。C 0.854 D 0.794D o理想物系恒摩尔流假设且全塔压降增加，其原因及应采取的措施10精馅的操作线是直线，主要基于以下原因A理

29、论板假定C塔顶泡点回流D11某筛板精馅塔在操作一段时间后，分离效率降低， 是B。A塔板受腐蚀，孔径增大，产生漏液，应增加塔釜热负荷B筛孔被堵塞，孔径减小，孔速增加，雾沫夹带严重，应降低负荷操作 C塔板脱落，理论板数减少，应停丁检修D降液管折断，气体短路，需更换降液管12板式塔中操作弹性最大的是旦。A筛板塔 B浮阀塔C泡罩塔13下列命题中不正确的为A oC上升气速过大BA平衡线B操作线与q线C平衡线与操作线 D平衡线与q线15下列情况 D A液、气负荷过大不是诱发降液管液泛的原因。B过量雾沫夹带 C塔板间距过小D过量漏液三、计算1某塔顶蒸汽在冷凝器中作部分冷凝，所得的气、液两相互成平衡。气相作产

30、品，液相作回流,参见附图。塔顶产品组成为：全凝时为分凝时为无。设该系统符合恒摩尔流的假定，试推导此时的精馅段操作线方程。解：由精馅段一截面与塔顶(包括分凝器在内)作物料衡算。Vy = Lx + Dy 0,若回流比为 R对于全凝时可知：当选用的回流比一致，且Xd =yo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。2用一精馅塔分离二元液体混合物，进料量 100kmol/h,易挥发组分x,-0. 5，泡点进料，得 塔顶 产品x =0.9，塔底釜液x?-0. 05 (皆摩尔分率)，操作回流比 R=l. 61,该物系平均相对 挥发 度a =2. 25,塔顶为全凝器，求：塔顶和塔底的产

31、品量(kmol/h );(2) 第一块塔板下降的液体组成xi为多少；(3) 写出提馅段操作线数值方程；(4) 最小回流比。解(1)塔顶和塔底的产品量 (kmol/h )；F=D+W=100(1)Dx0.9 + W X0.05 = FXf =100x0.5 =50上述两式联立求解得W=47.06kmol/h(2)第一块塔板下降的液体组成幻为多 少;D=52.94kmol/h1 + (CK _ l) .Yj因塔顶为全凝器A上升气速过大会引起漏液 B上升气速过大会引起液泛 会使塔板效率下降 D上升气速过大会造成过量的液沫夹带 14二元溶液连续精馅计算中，进料热状态的变化将引起以下线的变化0.9=0.

32、80%,=a-a-V)yi (3) 写出提馆段操作线数值方程；V' = V = (R +1)1) = 2.61x52.94 = 138.17m+ 1L', x, x,_ 185.23 ,=117138.17 =L + =RD + 尸=1.61x52.94 + 100 = 185.23=1.3" 0.017(4) 最小回流比。泡点进料，0=1, Xq = Xf =0.52.25x0.5 = 0.692"1 + 0-1). & 1 + Rmi09 ° .692=1.083yq - Xq 3精馆塔，原料液组成为 0.5 (摩尔分率)，饱和蒸气进料

33、，原料处理量为 100kmol/h,塔 顶、 塔底产品量各为 50kmol/h。已知精僵段操作线程为 y=0.833x+0. 15,塔釜用间接蒸气 加热，塔 顶全凝器，泡点回流。试求：(1) 塔顶、塔底产品组成；(2) 全凝器中每小时冷凝蒸气量；(3) 蒸馅釜中每小时产生蒸气量曲=0.6,求离开塔顶第二块塔板的气相组(4) 若全塔平均a =3.0,塔顶第一块塔板默弗里效率成。解(1)塔顶、塔底产品组成;R/ /(我 +1)=0.833,R=5Xd/ /(R + 1)=0.15,Xd = 0.90由物料衡算 FXf = DXd + W.%得$=(100x0.5 50x0.9)/50 = 0.1(

34、2) 全凝器中每小时冷凝蒸气量；V= (R+1) D=300kmol/h(3) 蒸馅釜中每小时产生蒸气量；q=0, V'=V - F=300 -100=200kmol/h(4) 求离开塔顶第二块塔板的气相组成。77mVD -X1 _A<_ X° 6 , XDax i 知 7=1 + 0-1)N0 9 X故 =o.6 X =0.81y2 = 0.833 x 0& + O.15 = 0.8250.9-0.75'1 4在一常压精馅塔内分离苯和甲苯混合物，塔顶为全凝器，塔釜间接蒸汽加热，平均相对挥发度为2. 47,饱和蒸汽进料。已知进料量为150kmol/h,进

35、料组成为0. 4（摩尔分率），回流比为4,塔顶馅岀液中苯的回收率为0.97，塔釜采岀液中甲苯的回收率为0.95。试求：（1）塔顶馅岀液及塔釜采岀液组成；（2）精馅段操作线方程；（3）提馅段操作线方程；（4）回流比与最小回流比的比值；（5）若全回流操作时，塔顶第一块塔板的气相默弗里板效率为全凝0. 6,器液相组成为 0. 98,求由塔顶第二块板上升的气相组成。解：（1）塔顶僵岀液及塔釜采岀液组成；0.97 FXf = DXd（a）0.95F（1-Xf）=W（1- Xw）（b）F=D+W+150DXd + Wxw = FXf = 150x 0.4 = 60（d）联立（a）、（b）、（c）和（d）求

36、解得：W=87.3kmol/h,xw=0.0206,精馅段操作线（2）方程；RZl+1 =商 I提馆段操作线方程；D=62.7kmol/hXD 0.928Xn +AA = 0.8x +0.18561 H=好 Wxwv' V'饱和蒸气进料，故 q=0 V' = （R + 1）-F,L' = L = DRRD（A + l） 一尸回流比与最小回流比的比值；(R + 1)D-F=1.534x； , -0.011yq= Xf = 0.4miy =7 1 + 0 1)%xq =0.2125% min =142（5）求由塔顶第二块板上升的气相组成。E mV 1匀全回流时 ，1

37、 +（6Z 1）尤 1y = ca = 2.47 光11 + 0-1)% l + 1.47y 2Vi = 0.98 ,代入上式可得：y2 = 0.96935在一常压精馆塔内分离苯和甲苯混合物，塔顶为全凝器，塔釜间接蒸汽加热。进料量为1000kmol/h,含苯0.4,要求塔顶馆岀液中含苯 0. 9 （以上均为摩尔分率），苯的回收率不低于90%,泡点进料，泡点回流。已知 a=2. 5,取回流比为最小回流比的 1.5倍。试求：（1）塔顶产 品量D、塔底残液量 W及组成X. ; （2）最小回流比；（3）精馅段操作线方程； （4）提 馅 段操作线方程； （5）从与塔釜相邻的塔板上下降的液相组成为多少？（

38、 6）若改用饱和蒸 汽进料，仍用 （4）中所用回流比，所需理论板数为多少？解（1）塔顶产品量 D、塔底残液量 W及组成X、，;,DXd,? 由 m,=，得: D =人 FXf0.9=400* /?W=F- D=1000-400=600kmol/h又由物料衡算 Fxf = Dxd + W.%xw = (1000 x 0.4 - 400 x 0.9) / 600 = 0.0667（2）最小回流比；泡点进料，=1,2.5 x 0.4 仁 =0.625 l)%A 1 +1.5 x 0.4R.mi =22yq 一 Xq 0.625 - 0.4（3）精馅段操作线方程7? = 1.57?min = 1.83

39、y, +i =-X" +aa = 0.646x, +0.318 "R + l "(4) 提懈段操作线方程V' = V = (R+ 1)1) = 2.83x400 = 1132 =L + " = RD + 尸=1.83x400 + 1000 = 1732V1' V' 1132'"'>+i丄',11321732,600x0.0667=1.53x ; , -0.0353(5) 从与塔釜相邻的塔板上下降的液相组成y,="1 + 0 1)孔由操作线方程=0.1521 + 知=1.53.<

40、;-0.0353y, =1.53x -0.0353x; = 0.0763(6) 若改用饱和蒸汽进料，仍用(4)中所用回流比，所需理论板数又为多少。饱和蒸气进料，q=0, yq = xf = 0.4为 1 + (<z - V)Xq得.七=0.21 min因Rg,呈上=0.9-0.4 =263 yq -xq 0.4-0.21故 Nt = CO0. 95(以上甲苯的平均相对6用一连续精馆塔分离苯 -甲苯混合溶液，原料液中含苯 0. 40,塔顶懈出液中含苯 均为摩尔分率)。原料液为气液混合进料，其中蒸汽占1/3 (摩尔数比)。苯-挥发度为2. 5,回流比为最小回流比的 2倍，试求：(1) 原料液

41、中汽相及液相的组成；(2) 最小回流比；(3) 若塔顶采用全凝器，求从塔顶往下数第二快理论板下降的液体组成。解(1)设原料液液相组成为以，汽相组成为保(均为摩尔分率)Xf = 0.42 1则 aX'F + 3y'F =(1),2.5x'fy'=F1 + 1.5.<y; = 0.548联立（1）式和（2）式，可得：X'F =0.326XD-yqq=2/3,q xfxq -1 q -1 2.5x yl + 1.5x联立（3）和（4）可得：Xq =0.326坊=0.548所以Rmin0.402 ,。1.00.548-0.326 0.222（3）精懈段操作

42、线方程为R=2X1.8=3.6+里 = 3営 095R + l 46= 0.783X +0.2074.6"为=XD = 0? 95a = 0.884_ 2.5X 乂 -1 +无=0.783-H + 0.2070.899=士1 + 1.5X2无=0.8992 5xX2 = 0.7817有某平均相对挥发度为3的理想溶液，其中易挥发组分的组成为60% （摩尔百分率，以下 同），于泡点下送入精馅塔中，要求僵岀液中易挥发组分组成不小于90%，残液中易挥发组分组成不大于2%,试用计算方法求以下各项：（1）每获得kmol岀液时原料液用量；（2）若回流比R为1.5,它相当于最小回流比的若干倍；（3）回流比R为1.5时，精僵段需若干层理论板；（4） 假设料液加到板上后，加料板上溶液的组成不变，仍为0.6,求上升到加料板上蒸汽相的