蒸馏与吸收习题及答案Word格式.docx
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y=0.75x+0.3,这绝不可能。
此话_____
(1)_________。
(1)对;
(2)错;
(3)无法判断
6对某双组分理想物系,当温度t=80℃时,,,液相摩尔组成,则与此液相组成相平衡的汽相组成为
(2)。
(1)0.5;
(2)0.64;
(3)0.72;
(4)0.6
7被分离物系最小回流比Rmin的数值与_____(4)______无关。
(1)被分离物系的汽液平衡关系;
(2)塔顶产品组成;
(3)进料组成和进料状态;
(4)塔底产品组成。
8最小回流比是指__为达到指定的分离要求,所需理论板数为无穷多时的回流比。
_______________________________________________________________。
9以下说法中不正确的是____C____。
精馏段操作线方程式是描述精馏段中
A某板下降的液体浓度与下一板上升的蒸汽浓度间的关系式;
B某板上升的蒸汽浓度与上一板下降的液体浓度之间的关系式;
C进入某板的气体与液体的浓度之间的关系式;
D在相邻两板间相遇的汽相与液相浓度之间的关系式。
10苯和甲苯溶液,其中含苯0.5(摩尔分率,下同),以每小时1000kmol流量进入一精馏塔,要求塔顶产品中苯含量不低于0.9,若塔高不受限制,从塔顶采出量最大可以达到___D_____kmol/h。
A575.5B500C590.5D555.5
11用连续精馏方法分离双组分理想混合液,原料中含易挥发组分0.40,馏出液中含易挥发组分0.90(以上均为摩尔分率),溶液的平均相对挥发度为2.5,最小回流比为2,则料液的热状况参数q=____B____。
A0.48B0.38C0.3D0.5
12精馏分离的二元理想混合液,已知回流比R=3,塔顶xD=0.96,测得第三层塔板(精馏段)的下降液体浓度为0.4,第二层板下降液体浓度为0.45,则第三层塔板的汽相单板效率Emv为C。
A22.2%B32.68%C44.1%D107.5%
13精馏塔设计中,回流比并不总是越大越好,原因是
____回流比增大,所需理论板数减少,塔设备所引起的设备费降低;
但冷凝器、再沸器热负荷增大,换热器设备费及加热蒸汽、冷却水所消耗的动力费增大。
当R大到一定值后,总费用(设备费和动力费之和)呈现上升趋势。
14当进料为气液混合物且气液摩尔比为2比3时,则进料热状况参数q值为____0.6_____。
15已测得在精馏塔操作中,离开某块理论板的两股物流的组成分别为0.82和0.70,则其中__0.82______是汽相组成。
16某精馏塔在常压下分离苯一甲苯混合液,此时该塔的精馏段和提馏段操作线方程分别为y=0.723x+0.263和y=1.25x-0.0188,每小时送入塔内的料液量为75kmol,进料热状况参数q=0.5,试求精馏段和提馏段上升的蒸汽量为多少kmol/h。
由精馏段操作线方程可知:
解之得:
R=2.61,xD=0.949
提馏段操作线方程过点(xw,xw),则:
由提馏段操作线方程可知
即
于是
17用连续精馏方法分离双组分理想混合液,原料中含易挥发组分0.40,馏出液中含易挥发组分0.95(以上均为摩尔分率),溶液的平均相对挥发度为2.8,最小回流比1.50,说明原料液的进料热状况,求出q值。
Rmin=(xD-ye)/(ye-xe)
1.5=(0.95-ye)/(ye-xe)-----------------------
(1)
ye=α×
xe/[1+(α-1)xe]
ye=2.8xe/(1+1.8xe)-----------------------
(2)
联解
(1)、
(2)得xe=0.327,ye=0.576
0.576=q×
0.327/(q-1)-0.4/(q-1)
q=0.707,表明进料为汽液混合物
18某精馏塔的操作线及平衡线如图所示,现若在操作时增大回流比R(保持F,xF,q,D不变),试定性画出新情况下的操作线。
见图,图中粗线为R加大后的操作线。
19残液中含苯1%(组成均以摩尔分率计)。
(1)馏出液和残液各多少kmol/h?
(2)饱和液体进料时,已估算塔釜每小时汽化量为132kmol,问回流比为多少?
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),馏出液组成为0.9。
(1)
D=43.8kmol/h
W=56.2kmol/h
(2)
将代入得:
R=2.01
20用一连续操作的精馏塔在常压下分离苯一甲苯混合液,原料液含苯0.5(摩尔分率,下同),塔顶馏出液含苯0.9,塔顶采用全凝器,回流比为最小回流比的1.5倍,泡点进料,设加料板上的液相组成与料液组成相同,在此温度下苯的饱和蒸汽压为145.3kPa,试求离开进料板的上一层理论塔板的液相组成。
精馏段操作线方程为
由题意可知,离开加料板的汽相组成
离开加料板的上一层理论板的液相组成xn为
21实验测得常压精馏塔精馏段相邻两塔板的上升气流组成分别为yn=0.885,yn+1=0.842,已知操作条件下平均相对挥发度,回流比R=3.5,塔顶产品组成xD=0.95。
求以汽相组成表示的第n板的单板效率。
若在全回流情况下,精馏段相邻两塔板的上升气流组成变为yn=0.885,yn+1=0.822,则以汽相组成表示的第n板的单板效率又为多少?
精馏段操作线方程为:
全回流时,精馏段操作线方程为yn+1=xn
第二章吸收习题及答案
1对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统,当温度和压力不变,而液相总浓度增加时其溶解度系数H将(不变);
当系统温度增加时,其亨利系数E将(增大);
而当系统中压强增加时,其相平衡常数m将(减小)。
2已知SO2水溶液在三种温度t1、t2、t3下的亨利系数分别为E1=0.354kPa,E2=1.11kPa,E3=0.660kPa,则(D)。
A)t1>
t2;
B)t3>
C)t1>
t3;
D)t3>
t1
3费克定律的表达式为(),它反映了(分子扩散速率)的定量规律。
4传质速率NA等于扩散通量JA的条件是:
(2)
(1)单向扩散,
(2)等分子相互扩散,(3)湍流流动,(4)稳定过程
5根据双膜理论,当被吸收组分在液体中溶解度很小时,以液相浓度表示的总传质系数(B)。
A大于气相分传质系数;
B近似等于液相分传质系数;
C小于气相分传质系数;
D近似等于气相分传质系数。
6双组分气体(A、B)在进行定常分子扩散,JA及NA分别表示在传质方向上某截面处溶质A的分子扩散速率与传质速率,当整个系统为单向扩散时:
(B)
┃JA┃(A大于、B等于、C小于)┃JB┃
7用水作为吸收剂来吸收某低浓度气体,生成稀溶液(服从亨利定律),操作压力为113kPa,相平衡常数m=0.25,已知其气膜吸收分系数kG=1.2310-2kmol/(m2hkPa),液膜吸收分系数kL=0.85m/h,则该系统属于(A)控制过程。
(A)气膜控制;
(B)液膜控制;
(C)双膜控制;
(D)不确定
8逆流操作的填料吸收塔,当吸收因数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
9对解吸因数=0.6的系统进行逆流吸收,相平衡关系y=mx,当塔高为无穷大时,若系统压力减小一倍,而气液摩尔流量与进口组成均不变,则此时气体入口组成y1将(C)yq。
(A)大于(B)小于(C)等于(D)不确定
10由于吸收过程气相中的溶质分压总是(大于)液相中溶质的平衡分压,所以吸收过程的操作线总是在其平衡线的(上方)。
11在吸收塔设计中,当吸收剂用量趋于最小用量时,(D)。
(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设计中采用液气比时,△ym=(0),塔高H=()。
13在填料层高度为5m的常压填料塔内,用纯水吸收气体混合物中少量的可溶性组分,气液逆流接触,液气比为1.5,操作条件下的平衡关系为y=1.2x,溶质回收率为90%。
今若保持气液两相流量不变,而欲将回收率提高到95%,问填料层高应增加多少m?
解:
原工况下:
新工况下:
L,G不变,m不变,∴HOG不变,mG/L不变,η’=0.95
则
又L、G不变,m不变不变
填料层应增加的高度
14拟在常压填料吸收塔中,用清水逆流吸收废气中的氨气。
废气流量为2500m3/h(标准状态),废气中氨的浓度为15g/m3(以标准状态计),要求回收率不低于98%。
若吸收剂用量为3.6m3/h,操作条件下的平衡关系为y=1.2x,气相总传质单元高度为0.7m。
试求:
(1)全塔气相平均吸收推动力;
(2)所需填料层高度。
(1)
摩尔分率
(2)
15流率为0.04kmol/(m2s)的空气混合气中含氨2%(体积%),拟用一逆流操作的填料吸收塔回收其中95%的氨。
塔顶喷入浓度为0.0004(摩尔分率)的稀氨水溶液,液气比为最小液气比的1.5倍,操作范围内的平衡关系为y=1.2x,所用填料的气相总体积传质系数Kya=0.052kmol/(m3s),试求:
(1)液体离开塔底时的浓度(摩尔分率);
(2)全塔平均推动力△ym;
(3)填料层高度。
属于低浓气体吸收。
(3)
16某逆流操作的吸收塔,用清水洗去气体中的有害组分。
已知该塔填料层高度为9m,平衡关系为y=1.4x,现场测得气体进、出口浓度分别为y1=0.03,y2=0.002,液体出口浓度x1=0.015(均为摩尔分率)。
(1)操作液气比L/G;
(2)气相总传质单元高度HOG;
如果限定气体出口浓度,为此拟增加填料层高度,则在保持液气流率均不变的条件下应增加多少高度?
属低浓气体吸收
(3)
塔应加高
17在逆流操作的吸收塔内,用清水吸收氨-空气混合气中的氨,混合气进塔时氨的浓度y1=0.01(摩尔分率),吸收率90%,操作压力为100kpa,溶液为稀溶液,系统平衡关系服从拉乌尔定律,操作温度下,氨在水溶液中的饱和蒸汽压力为90kpa。
(1)溶液最大出口浓度;
(2)最小液气比;
(3)当吸收剂用量为最小用量的2倍时,传质单元数为多少?
(4)传质单元高度为0
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