第六章复习
一、选择填空题：
1.（1）双组分气体（A、B）在进行定常分子扩散，J A及N A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： ┃J A A 大于、B 等于、C 小于）┃J B
┃N A ┃（A 大于、B 等于、C 小于）┃N B
(2)气膜控制系统的逆流解吸塔操作中，如气量与液量同比例减少，则气体出口组成ya （A 增加、B 减少、C 不变），而液体出口组成xb（A 增加、B 减少、C 不变）
答案1（1） (等于) B；（大于）A；（2）（增加）A；（减少）B。
2.①在一个低浓度液膜控制的逆流吸收塔中，若其他操作条件不变，而液量与气量成比例同时增加，则：
气体出口组成y a为（A 增加 B 减少 C 不变 D 不定）A
液体出口组成X b为（A 增加 B 减少 C 不变 D 不定）B
回收率将（A 增加 B 减少 C 不变 D 不定）B
②传质速率N A等于分子扩散速率J A的条件是：( B)
A 单向扩散、
B 双向扩散、
C 湍流流动、
D 定常过程
3. (1)最大吸收率ηmax D
（Ａ）液气比（Ｂ）液体入塔浓度ｘ
（Ｃ）相平衡常数ｍ（Ｄ）吸收塔型式
（2）单向扩散中的漂流因子＿＿＿＿＿。A
（Ａ）＞１（Ｂ）＜１（Ｃ）＝１（Ｄ）不一定
（3）已知ＳＯ2水溶液在三种温度ｔ1、ｔ2、ｔ3下的亨利系数分别为Ｅ1=0.0035atm，
Ｅ2=0.011atm，Ｅ3=0.00652atm，则＿＿＿＿＿＿A
（Ａ）ｔ1＜ｔ2（Ｂ）ｔ3 ＞ｔ2（Ｃ）ｔ1 ＞ｔ2（Ｄ）ｔ3 ＜ｔ1
4. 通常所讨论的吸收操作中，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。
二、填空题：
1. ①在气体吸收时，若可溶气体的浓度较大，则总体流动对传质的影响较大。
②对极易溶的气体，气相一侧的界面浓度ｙi接近于y* ，而液相一侧的液面浓度ｘi接近于x 。
③写出吸收操作中对吸收剂的主要要求中的四项（1）溶解度大（2）选择性高
（3）腐蚀性小（4）挥发性小。
2.在逆流解吸塔操作时，若气液入口组成及温度、压力均不变，而气量与液量同比例减少，对液膜控制系统，气体出口组成Ya将______, 液体出口组成将xb______溶质解吸率将____________。解吸操作的目的是_____________________、_________________。
（答案：L/G 不变 L↑↓G↑ HoG↑ NoG↓故y a将增加，x b将减少，解吸率将增加。）3. 用逆流操作的吸收塔处理低浓度易溶溶质的气体混合物，如其他操作条件不变，而入口气体的浓度y b增加，则此塔的液相总传质单元数N OG将＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
出口气体组成y a将＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
出口液相组成x b将＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（提示：塔内平均推动力可按算术平均计算）
【L, G, m不变，H G H L不变，塔的H O G 及N O G不变
N O L＝SN O G, 所以N O L也不变；
因为y b↑故y a 增加;
L(X b– X a)＝k a* (1/2)[y b－y a*]＋（y a－y a*）]
又L(X b– X a)＝L/m[y b*－y a*]
∴y b*＝mxb＝（K y a/2）/(（K y a/2）+ (L/m)*(ya－yb) + C
所以ya↑，yb↑→Xb必增加。】
4.若1/Ky=1/ky+m/kx，当气膜控制时，Ky≈k y，当液膜控制时，Kx≈k x。
5.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ＮOG（）A
（Ａ）增加；（Ｂ）减少；（Ｃ）不变。
6.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
k y=2kmol/m2h，气相总传质系数K y=1.5kmol/ m2h，则该处气液界面上气相浓度y i应为
（ B ），平衡关系y=0.5X。
（Ａ）0.02 （Ｂ）0.01 （Ｃ）0.015 （Ｄ）0.005
7.双膜理论的要点是：（１）界面上汽液平衡；（２）阻力集中于有效膜内。 8.物理吸收操作属于传质过程，是一组分通过另一静止组分的单向扩散。
9. 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。
10. 是非题
亨利定律的表达式之一为p＝Ｅｘ，若某气体在水中的亨利系数Ｅ值很大，说明该气体为易溶气体。( × ) 11低浓气体吸收中，已知平衡关系ｙ＝２ｘ，ｋxa＝０.２Kmol/(m3.s) , ｋya＝2×10-4 Kmol/(m3.s) ，则此体系属 A （Ａ气膜；Ｂ液膜；Ｃ气、液双膜）控制总传
质系数近似为ｋya＝ D Kmol/(m3.s)。
（Ａ）2, （Ｂ）0.1, （Ｃ）0.2, （Ｄ）2×10-4
三、计算题：
1. 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（摩尔比），吸收
率９０％，气－液平衡关系y=0.9x。试求：
（１）溶液最大出口浓度；（２）最小液气比；
（３）取吸收剂用量为最小吸收剂用量的２倍时，传质单元数为多少？
（４）传质单元高度为０．５ｍ时，填料层高为几米？
解：已知 y1＝0.01 η=90% y2＝y1（1－η）＝0.01(1-0.9)＝0.001
x2＝0 x1*＝y1/0.9=0.01/0.9＝0.0111
(L/V)min＝（y1－y2）/（x1*－x2）＝（0.01-0.001）/0.0111＝0.811
L/V＝2(L/V)min＝2×0.811＝1.62
x1＝（y1－y2）/(L/V)+x2＝（0.01－0.001）/1.62=0.00556
y2*=0 y1*=0.9×0.00556=0.005
Δy m=[(0.01-0.005)-(0.001-0)]/㏑((0.01-0.005)/0.001)=0.0025 NoG=(y1－y2)/Δy m=(0.01-0.001)/0.0025=3.6
Z=0.5×3.6=1.8 [m]
2.一逆流操作的常压填料吸收塔，用清水吸收混合气中的溶质A ，入塔气体中含A 1% （摩
尔比），经吸收后溶质A被回收了80%，此时水的用量为最小用量的1.5倍，平衡线的斜
率为1 ，气相总传质单元高度为1m，试求填料层所需高度。
解：L/G=1.5(L/G)min=1.5(y1-y1)/(y1/m)=1.2
S=1/1.2=0.833
N OG=1/(1-S)ln[(1-S)y1/y2+S]=3.06 Z=H OG N OG=3.06m
第七章复习
一、选择填空题：
1. 请将你认为最恰切答案填在（ ）内。
（１）操作中的精馏塔，保持Ｆ，ｑ，ｘD F
C ） （Ａ）ｘW 增大，Ｒ减小； （Ｂ）Ｄ不变，Ｒ增加；
（Ｃ）Ｄ减小，Ｒ增加； （Ｄ）Ｄ减小，Ｒ不变
（２）操作中精馏塔，保持Ｆ，ｘ
F
收率η变化为（ B ）
（Ａ）变大 （Ｂ）变小 （Ｃ）不变 （Ｄ）不确定
2 判断Ａ、Ｂ、Ｃ答案，正确者在（ ）中打√，错误者在（ ）打×。
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，塔釜液中含苯不大于０．１。进料为泡
点液体，用间接蒸汽加热，回流比取２。从塔顶采出量可以达到：
Ａ．５７０ ｋｍｏｌ／ｈｒ （ ） A(×)
Ｂ．增加理论板数才能达到５７０ｋｍｏｌ／ｈｒ （ ） B.( ×)
Ｃ．增加回流比才能达到５７０ｋｍｏｌ／ｈｒ （ ） C.( ×)
【原因： D m a x ＝ F XF / XD ＝ 1000×0.5/0.9 ＝555.5 kmol / h 】
3. 原料的数量和浓度相同，用简单蒸馏得汽相总组成为ｘD1 ，用平衡蒸馏得汽相总
组成为ｘD2 。若两种蒸馏方法所得的汽相量相同，则：（ ） A
（Ａ）ｘD1 ｘ
D2 （Ｂ）ｘD1 ＝ ｘ
D2
（Ｃ）ｘD1 ｘ
D2 （Ｄ）不能判断
4.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
ｙA ＝０.４相应的露点为ｔ2 。则：（ ） B
（Ａ）ｔ1＝ｔ2 （Ｂ）ｔ1＜ｔ2 （Ｃ）ｔ1＞ｔ2 （Ｄ）不能判断
参见图
5. ①某精馏塔，精馏段理论板数为Ｎ1层，提馏段理论板数为Ｎ2层，现因设备改造，使精
馏段理论板数增加，提馏段理论板数不变，且Ｆ，ｘF ，ｑ，Ｒ，Ｖ等均不变，则此时：（ B ） （Ａ）ｘD 增加，ｘW 不变
（Ｂ）ｘD 增加，ｘW 减小
（Ｃ）ｘD 增加，ｘW 增加
（Ｄ）ｘD 增加，ｘW 的变化视具体情况而定。
②连续精馏塔设计时，当采用塔顶全凝器，泡点回流方案时，为完成分离任务所需理论板数
为ＮT1。若采用塔顶分凝器，而回流比和前方案相同时，则完成同样分离任务所需理论板数
为ＮT2。比较：（ C ）
（Ａ）ＮT2＞ＮT1； （Ｂ）ＮT2＝ＮT1；
（Ｃ）ＮT2＜ＮT1； （Ｄ）判断依据不足。
6. ⑶ x08a05020
指出下列那些属于筛板精馏塔的设计参数: （ABCD）
A) ｈ0(底隙高) B) ＷS(区宽)
C) ＷC(边缘区宽) D) ｄ0(孔径)
E) ｈL(板上清液层高)
二、填空题：
1. 某精馏塔在操作时，加料热状态由原来的饱和液体进料改为冷液进料，且保持Ｆ，
ｘF'不变，则此时Ｄ＿＿＿＿，ｘD
Ｗ＿＿＿＿，ｘW变，减少，无法确定）
（解：减少，增加，增加，减少。）
2.在连续蒸馏操作中，若Ｆ，ｘF ，ｑ均不变时，仅加大回流比可以使塔顶产品浓度ｘD
持Ｄ不变，必然需增加蒸汽用量，则冷却水量将＿＿＿＿。(增加、减少、增加)
3.简单蒸馏的主要特点是①＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；②＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。简单蒸馏操作时易挥发组分的物料衡算式是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
(①不稳定操作；②R=0。Wx=(W-dW)(x-dx)+ydW )
4.恒沸精馏与萃取精馏的共同点是＿＿都需加入某种添加剂＿＿＿＿＿＿＿＿。
主要区别是：（１）恒沸精馏添加剂必须与被分离组分形成新的恒沸物；萃取精馏中要求萃取剂的沸点较原料中组分的沸点高得多；
（２）恒沸精馏添加剂被汽化由塔顶蒸出，经济性不及萃取精馏。
5.某二元物系的相对挥发度 ＝3，在具有理论塔板的精馏塔内于全回流条件下作精馏操作，已知y n=0.4，则y n+1= 0.182 （由塔顶往下数）。
6. ①某精馏塔在操作时，加料热状态由原来的饱和液体进料改为冷液进料，且保持Ｆ，ｘF，Ｒ，Ｄ不变，则此时ｘD增加，ｘW减少Ｖ不变，Ｌ／Ｖ不变。
②两组份的相对挥发度越小，则表示分离该物系越困难。二元溶液连续精馏计算中，进料热状态的变化将引起平衡线、操作线与ｑ线中哪几条线的变化操作线与ｑ线。
7. 试述五种不同进料状态下的ｑ值：
（１）冷液进料q>1；（２）泡点液体进料q=1；
（３）汽液混合物进料0<q<1；（４）饱和蒸汽进料q＝0；
（５）过热蒸汽进料q<0。
8. 某连续精馏塔中，若精馏段操作线方程的截距等于零，则：
（１）回流比等于无穷大∞；（２）馏出液量等于零0 ；
（３）操作线斜率等于 1 。（以上均用数字表示）
三、计算题：
1. 用常压精馏塔分离某二元混合物，其平均相对挥发度α=2，原料液量F=10kmol/h，饱和蒸汽进料，进料浓度ｘF＝0.5（摩尔分率，下同），馏出液浓度ｘD＝0.9，易挥发组分的回收率为９０％，回流
比R=2Rmin，塔顶设全凝器，塔底为间接蒸汽加热，求：
⑴馏出液及残液量；⑵第一块塔板下降的液体组成ｘ1为多少？⑶最小回流比；
⑷精馏段各板上升的蒸汽量为多少kmol/h？提馏段各板上升的蒸汽量为多少kmol/h?
解：α＝2 F＝100 kmol/h，q＝0，x F＝0.5, x D=0.9
R=2Rmin
∴D=0.9Fx F/x D=0.9×10×0.5/0.9=5 kmol/h 由Fx F＝Dx D＋Wx W得x W ＝（Fx F－Dx D）/W=(10×0.5-5×0.9)/5=0.1
(1)∵塔顶为全凝器∴y1＝x D＝0.9
据平衡关系式 y＝αx/[1+(α-1)x]得 0.9=2x1/[1+(2-1)x1] ∴ x1=0.82
(2) ∵饱和蒸汽进料∴ q＝0 ∴q线在y—x图中为水平线
yq＝x F ＝0.5 代入y＝2x/[1+(2-1)x]平衡式中得到横坐标xq＝0.33 根据
Rmin＝（x D－yq）/(yq-xq) 得Rmin＝（0.9-0.5）/(0.5-0.33)=2.35 R=2×2.35=4.7 ∴精馏段各板上升的蒸汽量根据恒摩尔汽化理论假设知是相等的
即 V＝（R＋1）D=(4.7+1)×5＝28.5 kmol/h
(3)根据恒摩尔汽化理论假设，提馏段板上升的蒸汽量也相等
即V’=V-(1-q)F=28.5-(1-0)×10=18.5 kmol/h
答①第一块塔板下降的液体浓度 x1为0.82；②精馏段各段上升的蒸汽量为
28.5 kmol/h；③提馏段上升的蒸汽量为18.5 kmol/h
2.j07b15164用一连续操作精馏塔在常压下分离苯－甲苯混合液，原料含苯０．５（摩尔分率，下同），塔顶馏出液含苯０．９９，塔顶采用全凝器，回流比为最小回流比的１．５倍，原料液于泡点状态进塔，加料板上的液相组成与进料组成相同。泡点为９２．３℃，
求理论进料板的上一层理论塔板的液相组成。苯的饱和蒸汽压可用安托尼公式计算，logp°=A-B/(t+C)，A=6.036995，B=1214.645，C=221.205
式中p°的单位为kPa，t为溶液的泡点, 单位为℃。
解：logp°=A-B/(t+C)，A=6.036995，B=1214.645，C=221.205
logp°=6.036995－1214.645/(92.3+221.205 )=2.162
p°=145.2kPa
y F=145.2×0.5/101.3=0.717
Rmin=(0.99－0.717)/(0.717－0.5)=1.258
R=1.5 Rmin=1.5×1.258＝1.887
0.717＝1.887×x F-1/2.887＋0.99/2.887 x F-1=0.572
3. j07b20037
用一连续精馏塔分离乙醇－水混合物，塔顶设全凝器，塔底设再沸器，进料量为2360Kg/h，X F=0.2（摩尔分率，下同），塔顶馏出液X D=0.8，塔釜组成X W=0.05，精镏段某一块板上的汽相组成为0.6，由其上一板流下的液相组成为0.5，试求：
⑴塔顶、塔底产品流量；
⑵操作回流比
解：M M=46*0.2+18*0.8=23.6
F=100kmol/h F=D+W
FX F=DX D+WX W
W=80 kmol/h D=20 kmol/h
0.6= R*0.5/(R+1)+ 0.8/(R+1) R=2
4. 用连续精馏塔每小时处理100 Kmol含苯 40% 和甲苯 60% 的混合物，要求馏出液中含苯90%，残液中含苯 1%（组成均以Kmol%计）。
(1)馏出液和残液各多少kmol/h。
(2)饱和液体进料时，已估算出塔釜每小时汽化量为132kmol，问回流比为多少？
解：(1)列物衡方程：
F=D+W FX F=DX D+WX W
∵F=100kmol，X F=0.4，X D=0.90，X W=0.01
∴解得D=43.8kmol，W＝56.2kmol
(2) ∵q＝1，V’=V=132kmol＝(R+1)D ∴R=V/D-1=132/43.8-1=2.02
第十章复习
一、选择填空题：
1.①已知湿空气的下列哪两个参数，利用Ｈ－Ｉ图可以查得其他未知参数( )。A
