化工原理下册5套试卷带答案

1、2013 - 2014 学年1学期时间110分钟化工原理 课程 40 学时 2.5学分 考试形式：闭 卷组合1组合2专业年级：化工、制药、应化11级总分100分，占总评成绩 %一、选择填空题（共40分）1、（5 分） 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 力将减少，操作线将靠近平衡线，设备费用将增加_。当温度增高时，溶质在气相中的分子扩散系数将增加_,在液相中的分子扩散系数将对一定操作条件下的填料吸收塔，如将塔料层增高一些，则塔的HOG将不变_,NOG将增加_（增加，减少，不变）。2、（1分）正常操作下的逆流吸收塔，若因某种原因使液体量减少以至液气比小于

2、原定的最小液气比时，下列哪些情况将发生?（A）出塔液体浓度增加，回收率增加（B）出塔气体浓度增加，但出塔液体浓度不变（C）出塔气体浓度与出塔液体浓度均增加（D）在塔下部将发生解吸现象3、（3分）若维持操作中精馏塔的F、xf、q,D不变，而减少塔釜蒸发量V。则U：xD_变小_,xw_变大_,L/V_变小_。组合1组合24、（6分）根据下图所示的双塔吸收流程，在下方示意绘出与其相应的操作线（OE为平衡线），并用图中所示浓度符号标明各操作线端点坐标。（将示意图绘于答题纸再作答或将原图剪贴于（变大，变小，不变，不确定）5、（1分）进行萃取操作时应使：（）A分配系数大于1B分配系数小于1C选择性系数大于

3、1D选择性系数小于16 .（1分）萃取剂加入量应使原料和萃取剂的和点M位于（）。A溶解度曲线之上方区B溶解度曲线上xB = (0.2 )、x = (0.5)。)、混合后的组成：x = ( 0.39、(3分)在B-S部分互溶的萃取操作中，C溶解度曲线之下方区D座标线上7 .(1分)萃取是利用各组分间的()差异来分离液体混合物的。A挥发度 B离散度 C溶解度 D密度8 .(3分)某液体组成为xA= 0.6、xB= 0.4,若在其中加入与原料液等量的萃取剂S,写出若萃取相中含溶质A为85kg,稀释剂B为15kg, 溶剂 S 为 100kg，则萃取相中 yA/yB = (5.67)。85/1510、填

4、空(6分)以空气作为湿物料的干燥介质当所用空气的相对温度较大时，湿物料的平衡水份相应较大，自由水份相应较小_。常压下，空气中水汽分压为2 0mmHg时，其湿度H= 0.0168物料干燥时的临界水份是指由恒速干燥转到降速阶段的临界点时，物料中的含水率； 它比物料的结合水份大_。11、(6 分)物料的平衡水份一定是()(A).非结合水份(8).自由水份(C).结合水份(D).临界水份 空气温度为to,湿度为Ho,相对湿度为o的湿空气，经一间接蒸汽加热的预热器后，空气的温度为t1,湿度为H1,相对湿度为1,则()(A).H1 H0 (B). 0 Q 1(C).H1 H0 (D). 0 tw td(C

5、).ttw tw =t d12、填空 (4分) 板式塔的类型有：泡罩塔、浮阀塔、和筛板塔等(至少列举三种)。 筛板塔设计中，板间距HT设计偏大优点是液沫夹带少，不易造成降液管液泛缺点是增加全塔高度二、计算题(15分)某精馏塔用于分离苯一甲苯混合液，泡点进料，进料量30kmol/h,进料中苯的摩尔分 率为0.5,塔顶、底产品中苯的摩尔分率分别为0.95和0.10,采用回流比为最小回流比的 1.5倍，操作条件下可取系统的平均相对挥发度a =2.40。求塔顶、底的产品量；若塔顶设全凝器，各塔板可视为理论板，求离开第二块板的蒸汽和液体组成。答文解：F=D+W FxF=Dxd+Wxw30=D+W30X0

6、.5=DX0.95+WX0.10D=14.1kmol/h W=15.9kmol/hxe=xF=0.5, ye=a xe/ 1+(a -1) x e=2.40X0.5/1+(2.40-1) X0.5=0.706Rmin=(xDye)/(yexe)=(0.95-0.706)/(0.706-0.5)=1.18R=1.5X1.18=1.77y=R/(R+1)x+ x D /(R+1) = 1.77/(1.77+1)x+0.95/(1.77+1)=0.639x+0.343y 1=x D = 0.95x1=y 1/ a y1 (a 1) =0.95/(2.40-0.95(2.40-1)=0.888y 2

7、= 0.639x1+0.343=0.639X0.888+0.343=0.910x 2 = 0.910/2.40-0.910(2.40-1)=0.808三、计算题(15分)采用常压干燥器干燥湿物料。每小时处理湿物料1 0 0 0 kg,干燥操作使物料的 湿基含量由4 0%减至5%,干燥介质是湿空气，初温为20,湿度Ho=0.009 kg水/kg绝干空气，经预热器加热至120后进入干燥器中，离开干燥器时废气 温度为4 0,若在干燥器中空气状态沿等I线变化。试求：(1)水分蒸发量W kg/s；(2)绝干空气消耗量L kg绝干气/s；(3)干燥收率为95%时产品量 kg/s；(4)如鼓风机装在新鲜空气

8、进口处，风机的风量应为多少m3/s?答文(1)W = Gc (x ix 2)x=0.4/(1-0.4)=0.667 1x=0.05/(10.05)=0.05262Gc= 1000 (1 0.4)=600 kg绝干料/hW= 600 (0.667 0.0526)= 3 6 8.6 4 kg/h = 0.1024 kg/s (2)L=W(H2H1)H1=Ho= 0.0 0 9 kg水/kg绝干气 t =120,t2=40H2未知，可通过I 1=I2求算I 1=(1.01+1.88H1)t 1+2490H 1 = 1.01 t/(1.88 t 1+2490)H1I 2= (1.01+1.88H2)

9、t 2+2490H2=1.01 t2+(1.88 t 2+2490) H2AH2=(1.01X120+(1.88X120+2490)X0.009-1.01X40)/(1.88X40+2490)= 0.041 kg水/kg绝干气，.L=0.1024/(0.041-0.009) = 3.1 9 7 4 kg绝干气/s(3)G2=0.95G2 恂G2=0.95XGc (1+x )2=0.95X600/3600X(1+0.0526) =0.167 kg/s(4)V = LvH= 3.1974(0.772+1.244Ho)( t o+273)/273= 3.1974(0.772+1.244X0.009)

10、 X (20+273)/273 =2.69 m3/s四、计算题(15分)用填料塔从一混合气体中逆流吸收所含的苯。混合气体中含苯5% (体积)，其余为空 气，要求苯的回收率为90% (以摩尔比表示)，吸收塔为常压操作，温度为25,入塔混合 气体为每小时9 4 0 标准m3,入塔吸收剂为纯煤油，煤油的耗用量为最小耗用量的1 . 5 倍，已知该系统的平衡关系Y=0. 14X (其中Y、X为摩尔比)，已知气相体积传质系数KYa= 0.035Kmol/m3.s,纯煤油的平均分子量Ms =17 0,塔径D=0. 6 m。 试求：(1)吸收剂的耗用量为多少Kg/h?(2)溶液出塔浓度X1为多少？(3)填料层

11、高度Z为多少m?答文解：(1) n =90%,yb=0.05,进口：Yb=yb/(1-yb)=0.05/(1-0.05)=0.05263 (mol 苯/mol 气体)出口Ya=Yb(1-n )=0.005266(气体十苯流量)V=940/22.4=41.96 kmol/h(气体流量) VB =V(1-yb)=41.96(1-0.05)=39.87 kmol/h(L /VB )min =(Yb-Y )/(Yb/m)= (0.05263-0.00526)/(0.05263/0.14)=0.126Ls =1.5Ls min =1.5X 0.126X 39.87=7.536 kmol/h=7.536X

12、 170 Kg/h=1281Kg/h(2) Xb =(Yb-Ya)/ (1.5(Ls /VB )min )= (0.05263-0.00526)/(1.5X0.126)=0.251xb=Xb/(1+Xb)=0.2006(3)H0G =VB /(Ky aQ )= (39.87/3600)/(0.035X0.785X 0.6 2)=1.12 mN 0G =(Yb-Ya)/A Ym Yb=Yb-Yb*=0.05263-0.14X0.251=0.01749 Ya =丫丫/余度=0.005260=0.00526 Y =(0.01749-0.00526)/ln(0.01749/0.00526)=0.010

13、18 mN =(0.05263-0.00526)/0.01018=4.650GZ = H0GXN0G =1.12X4.65=5.2 m五、计算题(15分)在B-S部分互溶物系的单级萃取中，料液中溶质A与稀释剂B的质量比为40:60。采用纯 溶剂S=200kg,溶剂比S / F为1,脱出溶剂后萃余液R浓度%/=0.3 (质量分率)，选择性 系数P = 8。试求：萃取液量E为多少kg?y x y x解：P = -A A A yBlxByB UByAP x _8 X 0.31 + (P-A1)x , _ 1 + (8-1)x 0.30.774A、选择题（共5题，每题2分，共10分）1 .对吸收操作有

14、利的条件是：（ D ）A.操作温度高、压强高；B.操作温度高、压强低；C.操作温度低、压强低；D.操作 温度低、压强高2 .精馏塔内上层塔板液相轻组分浓度较下层塔板（A），液相温度较下层塔板（）A.高，低；B.低，高；C.高，高；D.低，低3 .（ D ）是塔内气液两相总体上呈逆流流动，而在每块塔板上呈均匀的错流流动。A.板式塔的传质意图；B.板式塔的设计过程；C.板式塔的恒摩尔流要求；D.板式塔 的设计意图4 .恒定干燥条件是指湿空气在干燥器内的（ C ）及与物料的接触方式都不 变。A.温度、焓值、湿度；B.流速、压强、湿度；C.流速、温度、湿度；D.温度、湿度、 压强5 .对于湿物料的湿含

15、量，下面哪种说法是正确的？ （ B ）A.平衡水一定是自由水；B.平衡水一定是结合水；C. 由水一定是非结合水6 .当二组分液体混合物的相对挥发度为（C当相对挥发度为（A ）时，可以采用精馏方法自由水一定是结合水；D.自）时，不能用普通精馏方法分离。A. 3.0； B.2.0； C.1.0； D.4.07 .下述说法中错误的是（ B）。A .板式塔内气液逐级接触，填料塔内气液连续接触；8 .精馏用板式塔，吸收用填料塔；C.精馏既可以用板式塔，又可以用填料塔；D.填料塔可以避免液泛化工原理（下册）期末试题F S 200kg, xF 40 /(40 + 60) 0.4Fx = E y + Rx 口

16、200x 0.4 E X 0.774 + R X 0.3F A A 即 F = E+ R200 = E+ R题号二三四五六总分得分一、填空选择题（25分，每空1分）专业 化学工程与工艺 学号 姓名1、对一定操作条件下的填料吸收塔，如将填料层增高一些，则该塔帕0G将丕变，nog将增 大。2、在吸收塔的设计中，当气体流量、气相进出口组成和液相进口组成不变时，若减小吸收剂用量，则传质推动力将减小，设备费用将增加3、某二元混合物，其中A为易挥发组分。液相组成xA=0.4,相应的泡点为t1；汽 相组成y.= 0.4，相应的露点为t,。则匕与t,大小关系为% Hj(B)(p0(p1；(C) H0H1；(D

17、)。二、问答题 (15分，每小题5分)1、操作中的吸收塔，若吸收剂入塔浓度x2降低，其他操作条件不变，试定性分析气体出塔浓度y2、液体出塔浓度x1的变化趋势。(可画图说明：NOG不变条件下，a只能变小)y - mx、L、G 不变一.Hy不变、Ny不变：又 m 不变，故 1/A 不变。由吸收因数法可知2-不变，由此可知y，。y2工J2至于X1的变化，则可用排除法判断：假设x1不变或变大，可见均与N0G不变相矛盾。因此，x必变小。2、精馏塔在一定条件下操作，若回流液由饱和液体改为冷液时，其塔顶产品组成有何变化？ 为什么？从泡点回流改为冷液回流时，xD t。其原因是：冷液回流至塔顶时，冷凝一部分蒸气

18、，放出 的潜热把冷液加热至塔顶第一板的饱和温度。冷凝部分中含难挥发组分较大，使气相易挥发 组分增浓。同时，在塔顶回流比保持不变的条件下，增加了塔内的内回流，使得精馏段实际 回流比增大，操作线向平衡线靠近，所需NT减少，这也有利于分离。3、提高干燥时气流速度而使恒速阶段的干燥速率增大时；xc值将会变大还是变小？试从干燥 机理加以分析。、xc t因为提高干燥时气流速度可导致等速阶段U0增加，随着U0 t,内部水分扩散不及的现象就可能提前来临，即xj。也就是:临界含水量/随恒速阶段的干燥速率的增加而增大。aN = k (H H) = 一)；气速增大n k和a增大n N恒Tw物料本性、气固接触方式均相

19、同条件下，NA恒Tn XT三、萃取计算题(10分)用纯溶剂S进行单级萃取，xF =0.15 (质量分率，下同)，萃取相中A的浓度与萃余相中A的浓 度相同，采用溶剂比S/F为1：试求：(1)选择性系数P；(1)作图法求解：连接xF、S两点，因为5仆=1,所以尸5中点即为合点乂。区乙二T，故过M作水平线RE即为连结线，连接SE、SR，并延长至E0、R0，由图上可读出： =0. 54，/0 =0.1y0 / / 0y (/ / 00.54/0.1/. p = = 10.56y0/0 (1-y )/(1 /(1-0.54)/(1 0.1) B BAAy / /y / /s -也可。=TA =AA =

20、10.56y J /B(1- yA -八)/(1-% -)(2)设尸5线与平衡线左交点为Ml过M，作水平线ME，则ME即为S用量最少时的连结线。连结SE并延长至AB边上，得y_=0. 6(虚线位置)四、干燥计算题(15分)在一常压气流干燥器中干燥某种湿物料，已知数据如下：空气进入预热器的温度为15湿含 量为0.0073Kg水/Kg绝干气，焓为35KJ / Kg绝干空气；空气进干燥器温度为90,焓为 109KJ/Kg绝干气；空气出干燥器温度为5 0；湿含量为0.023Kg水/Kg绝干气；进干燥器 物料含水量为0.15Kg水/Kg绝干料；出干燥器物料含水量为0.01Kg水/Kg绝干料；干燥器 生产

21、能力为237Kg/h (按干燥产品计)。试求：(1)绝干空气的消耗量(Kg绝干气/h)；(2)进预热器前风机的流量(m3/s)；(3)预热器加入热量(KW)(预热器热损失可忽略)。附：湿空气比体积计算公式：vH= (2.83X10-3+4.56X10-3H)X(t+273)1 .求绝干空气量V (考察X与w之间的关系)GC =G2 (1-w2 ) = G2 / (1+X2 )=237/(1+0.01)=234.7Kg绝干料/hW = GC (X1 -X2 )=234.7(0.15-0.01)=32.9Kg/hV=W/(H2-H1)=32.9/(0.023-0.0073)=2096Kg 绝干气/

22、h2 .求风机流量Lv上(2.83 X 10-3+4.56 X10-3Ho)X(to+273) H二(2.83X10-3+4.56X10-3x0.0073)X(15+273)=0.825m3湿空气/Kg绝干气L=VXvH =0.825x2096=1729.2m3/h=0.480 iWS3 .求预热器加入热量QPQP = V (I 1 1 0 )=2096(109-35)=155104KJ/h=43.08KW五、吸收计算题(15分)在填料塔中，用纯吸收剂逆流吸收某气体混合物中的可溶组分人，已知气体混合物中溶质人的 初始组成为0.05,通过吸收，气体出口组成为3.02,溶液出口组成为0.098 (

23、均为摩尔分率), 操作条件下的气液平衡关系为y = 0.5乂，并已知此吸收过程为气膜控制，试求：(1)气相总传质单元数nog；(2)当液体流量增加一倍时，在气量和气液进口组成不变的情况下，溶质A被吸收的量变 为原来的多少倍？(1)属低浓气体吸收，x2=00.05 一 .02 二 0.3060.098 - 01/ A =NOG0.50.306=1.63；A = 0.612mG1 -LInr mG) y - m/ 1 -2L J y - m/G - L63)00! + L63 =4.6mG+L(2)L增大一倍时，因吸收过程为气膜控制，故不变，H0G不变，所以N0G也不变.。而=mG =163 =

24、0.815； A = 1.224，则 A2 L24.6 =1 - - A(ln11 ) y , 1r + 一A) yA，2上 =2.5x 0.5 = 0.714 e 1 + G- 1)%1 + 1.5 x 0.511nG - 0.815)005 + 0.815yaRmin%d - y ye - %. y = 0.006062L增大一倍后，溶质A被吸收的量=G（y 1 - y2）而原状况下溶质A被吸收的量=G（y 1 - y2）0.05 - 0.006060.05 0.02=1.46(倍)六、精馏计算题（20分）含苯0.5 （摩尔分率，下同）、流量为1000kmol/h的苯甲苯混合液在一常压连续

25、操作的精馏塔 内进行分离。按工艺要求塔顶馏出液中苯含量不低于0.9,苯的回收为90%，泡点进料和泡点回流，（1）（2）（3）（4） t B. t t C.t =t1212127 .在稳定操作的吸收塔内，任意截面上的传质速率Na。A.相等B.不等8 .推动力（Y-Y*）与吸收系数 对应。A.KGB.KYC.KXD. kG9 .填料塔的正常操作区域为。10 .二元溶液连续精馏计算中，进料热状态的变化将引起以下线的变化A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11 .在板式塔设计中，加大板间距，负荷性能图中有关曲线的变化趋势是，雾沫夹 带线（A ），液泛线（A）。A.上移 B.下移

26、C.不变12 .精馏中引入回流，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，最恰当的说法是 。A液相中易挥发组分进入汽相；B汽相中难挥发组分进入液相；C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；D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。13 .某含乙醇12.5% （质量分数）的乙醇水溶液，其所含乙醇的摩尔比为。A.0.143 B .0.0559 C 0.0502D.0.052914 .在精馏塔中（理想物系）相邻两层塔板（从上往下数）上取三个样品yn、y.、 xn试判断如下两种操作方式中哪个分析结果正确：全回流（B），部分回流 A

27、 ）。A. y） y+1xnB. y） y讨=xnC. y）xj y讨D. y/ y）xn15 .萃取剂的加入量应使原料与萃取剂的和M位于。A.溶解度曲线上方区B.两相区C.任何位置均可得分|评卷人三、计算题（40分）1.用通风机将干球温度t = 26oC、焓10 = 66kJ/kg绝干气的新鲜空气送入预热器，预热到t = 120oC后进入连续逆流操作的理想干燥器内，空气离开干燥器时相1对温度为52。湿物料由含水量.广0,015被干燥至含水量叱=0.002，每小时有9 200 kg湿物料加入干燥器内。试求 （1）完成干燥任务所需的新鲜空气量kg/h； （8分）（2）预热器的加热量（2分）解：（

28、1）新鲜空气耗量X =1,5kg；kg 绝干料=0.01523kg：kg 绝干料1 1 - w 100 -1.5X = w- =0.2 kg； kg 绝干料=0.002 kg .kg 绝干料2 1 - w 100 - 0.22绝干物料流量G = G G - w ）= 9200（1 - 0.015）kg绝干料/h = 9062kg绝干料/hW = G（XI - X ）= 9062（0.01523 - 0.002kg水：h = 119.9kg水.h根据 10= 26 、/0= 66kJ/kg 绝干气，求出H0 = 0.0157kg/kg 绝干气根据 t1= 120 、H 1= H0= 0.0157

29、，求出 11 = 163.8 kJ/kg 绝干气理想干燥器，所以12 = 11= 163.8kJ/kg绝干气I =（1.01 +1.88H ） + 2490H = 163.8kJ： kg绝干气将温度t2代入上式求湿度H = = 0.04326kg/kg绝干气绝干空气消耗量119.9.L =kg h = 4351 kg. h0.04326 - 0.0157新鲜空气消耗量L = LG + H ）= 4351（1 + 0.0157hg新鲜空气；h = 4419kg新鲜空气;h 00（2）预热器的加热量Q = L（I -1 ）= 4351G63.8 - 66）kJ./h = 425528 kJ/h =

30、 118.2kW2.在连续操作的精馏塔中分离两组分理想溶液。原料液流量为50kmol/h，要求 馏出液中易挥发组分的回收率为94 %。已知精馏段操作线方程为y =0.75x+0.238； q线方程为y = 2-3x,相对挥发度a = 2.0。试求：（1）操作回流比及馏出液组成（2）进料热状况参数及原料的总组成（3） q ,q n, D n ,W（4）从塔顶往下数第二层理论板下降的液相组成。（16分）解：（1）操作回流比及馏出液组成由题给条件，得-R-= 0.75 及-D-: 0.238R +1R + 1解得 R = 3, xD= 0.952（2）进料热状况参数及原料液组成由于旦=_3及上=2q

31、 11 q解得 q = 0.75 （气液混合进料），xF= 0.5（3）求：（1）水用量（5分）（2）吸收塔操作线方程（3分）（3）填料层高度（6分）.解：y = -r- = 0.032 = 0.03311 1 y 1 0.032y = y (1-)=0.0331x(1 0.98)= 0.000662=0. 03 3 193 4. 5“ q xq = A n 4 Fn，DxD0.94 x 50 x 0.5 kmol/h = 24.68kmol/h0.952q = q q =(50 24.68 )kmol/h = 25.32kmol/h（4）塔顶全凝器=xD = 0.952y1y + a (1

32、y )110.950.95 + 2 x 0.05=0.9048=0.75 x 0.905 + 0.238 = 0.9170.9170.917 + 2(1 0.917)=0.8473.在一直径为0.8 m的填料塔内，用清水吸收某工业废气中所含的二氧化硫气体。 已知混合气的流量为45 kmol/h,二氧化硫的摩尔分数为）.032。操作条件下气液 平衡关系为y = 34.5X，气相总体积吸收系数为0.056 2 kmol/（m 3 s）。若吸 收液中二氧化硫的摩尔比为饱和摩尔比的76%，要求回收率为98%。X = 0.76X * = 0.76 x 9.594 x10-4 = 7.291x 10-4惰

33、性气体的流量为q = 45 x G 0,032)kmol/h = 43.56 kmol/h水的用量为q (y y ) 43.56 x(0.0331 0.000662)1q = n,v 1=kmol- h = 1.938 x 103 kmol hn ,LX X7. 291 x 10 - 4 012q= 1.938 x 103 x 18kg. h = 3.488 x 104 kg hm ,L求填料层高度HOG43.56/36000.0562 x 0.785 x 0.82m = 0.429mA y = y y * = 0.0331 34.5 x 7.291 x 10-4 = 0.00795 111a

34、 y = y y* = 0.00066234.5 x 0 = 0.000662NOGa y a y11 a y 2 ln rA y2Z = NOG H OG0.00795 0.0006621 0.00795ln0.0006620.0331 0.0006620.00293=0.00293=11.07=11.07 x 0.429m = 4.749m化工原理（下）试卷1得分卷入OO复查总分（本题30分）一、填空题题号-二三四五六七八九十总分核分人得分考试方式：闭卷本试卷考试分数占学生总评成绩的总复查人1 .某二元混合物，其中A为易挥发组分，液相组成xj0.6,相应的泡点为t1，与之相平衡的汽相组成y

35、A=0.7,相应的露点为t2，则ti t2。A.等于; B.小于； C.大于2 .在填料塔中用清水吸收混合气中NH3,当水泵发生故障上水量减少时，气相总传质单 元数N0G A ，吸收推动力BA.增加； B.减少；C.不变3 .气体在液体中的溶解度与温度有关，温度升高时，溶解度B；溶解度系数B；亨利系数AA.增大； B.减小；C.不变；D.不确定4 .精馏设计中，当回流比增大时所需理论板数B，同时蒸馏釜中所需加热蒸汽消耗量A_，塔顶冷凝器中冷却介质消耗量AA.增加； B.减少； C.不变； D.不确定5 .逆流操作的吸收塔，当吸收因素A1,则理论板数。A减小；B不变；C增加；D不确定18 .在常

36、压下苯的沸点为80.1,环己烷的沸点为80.73,为使这两组分的混合液能 得到分离，可采用下列那种分离方法。A.间歇蒸馏；B.普通精馏； C.萃取蒸馏；D.水蒸汽蒸馏（本题6分）二、计算题在总压为101.3kPa、温度为30的条件下，含502为0.098（摩尔分率，下同）的混合空 气与含S02为0.0025的水溶液接触，试求以Ay表示的传质推动力，并判断S02的传递方 向。已知操作条件下的气液相平衡关系为y=0.46 %。y * = 0.46 % = 0.46 x 0.0025 = 0.00115解：Ay = y y * = 0.098 0.00115 = 0.09690所以，so2溶解（本题

37、14分）三、计算题已知湿空气的总压Pt=101.3kPa,相对湿度=0.6,干球温度t=30。试求：湿度H；将上述状况的空气在预热器中加热至100c所需的热量。已知空气质量流量 为100kg （以绝干空气计）/h；送入预热器的湿空气体积流量，m3/h。（已知t=30时水的 饱和蒸气压p =4.25kPa） s解：湿度H可由式7-4求得：H = 0. 622 9P s = 0. 622 x -0。6 . 4.25 = 0. 016 kg/kgp -9P101.3 0.6x4.25Q =100x （1.01+1.88x0.016） （100-30）二7280kJ/h = 2.02kW送入预热器的湿

38、空气体积流量有一填料吸收塔，在28及101.3kPa,用清水吸收200m3/h氨-空气混合气中的氨，使其含 量由5%降低至U 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=1.4乂，已知KYa=38.5kmol/h。问（1）出塔氨水浓度为出口最大浓度的80%时，该塔能否使 用？ （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) Y = 0.05 = 0.05263 1 1 - 0.05200 273惰性气体流量V =x 一 x (1 - 0.05) = 7.69kmol / h22.4 301X *

39、 =工=0.05263 = 0.0376 X = 0.80X * = 0.03011 m 1.4117.69 x (0.05263 - 0.0004)0.0301 - 0=13.34kmol /hA Y1 = Y1 - mX1 = 0.05263 -1.4 x 0.0301 = 0.01046A Y2 = Y2 = 0.0004=0.00308,V(Y - Y.)7.69 x (0.05263 - 0.0004)/,h =12 = 6.74 m0 KYaQAYm38.5 x 0.785 x 0.82 x 0.00308该塔现有填料层高度h = 0 785 0 82 = 6m因为h0h ,所以该

40、塔不适合。（2）吸收剂用量增大10%时L = 1.1x13.34 = 14.67kmol / hL，= V(Y1- Y2)X1-X 2X1 = 0.02747.69 x (0.05263 - 00004)X；- 0=14.67 kmol / hA Y = Y1 - mX1 = 0.05263 -1.4 x 0.0274 = 0.01424A Y2 = Y2 = 0.0004A Ym =0.01424 二 0.0004 = 0.00387 0.01424in0.00047,V(Y - Y.)7.69 x (0.05263 - 0.0004)h =12- = 5 36m0KYaQAYm38.5 x 0.785 x 0.82 x 0.00387,因为h h 0所以该塔适合。(本题