某逆流吸收填料塔,用纯溶剂等温吸收混合气中的可溶组分A。在常压、20℃下操作时的混合气体流量为0.025kmol/s,气体混合物中A的初始浓度为0.02(摩尔分率,下同),塔径为1m,气相体积总传质系数为0.0522kmol/(m3·s),操作条件下平衡关系为ye=1.2x,操作液气比为最小液气比的1.2倍。试求: (1)若要求吸收率为95%,则所需的填料层高度为多少;
(2)若进塔溶剂的浓度改为0.005,气体进塔浓度,气、液流量和相平衡关系不变,则吸收率为多少?
分数 评卷人 二、(16分)
今用一连续精馏塔分离苯、甲苯液体混合物,原料液处理量为100kmol/h,其中
苯含量为0.4(摩尔分率,下同),塔顶苯的回收率为99%,塔底甲苯的回收率为98%。现从精馏段某块板上测得上升蒸汽的组成为0.784,上一块板流下的液相组成为0.715。试求:
(1)塔顶及塔底产品的流量及组成; (2)操作回流比及精馏段操作线方程。
分数 -4
2
三、填空题(每空1分,共34分)
评卷人 1.低浓度气体吸收中,已知平衡关系y=x,液相传质系数为1×10 kmol/m·s,气相传质系数为1×10-2 kmol/m2·s,则此体系属于_________________控制,该气体为__________溶气体,液相总传质系数等于 _________________。
2.在一个低浓度液膜控制的逆流吸收塔中,若其它操作条件不变,而液量与气量成比例同时增加,则气体出口组成将_________________;液体出口组成将_________________。
3.在填料塔中用清水吸收混合气中的氨气,当水泵发生故障使水量减少,则吸收率________________,塔出口水中氨的浓度_________________,塔出口气中氨的浓度_________________。
4.精馏塔操作中,若D/F,xF,q均不变,增加再沸器热负荷,则R将_________________,xD将_________________,xW将_________________。 5.同一二元物系,当总压升高时,混合液泡点温度将 ,相对挥发度 。
6.某精馏塔设计时,进料状况和分离要求一定,当R增大,则理论板数N 。
7.恒沸精馏与萃取精馏都需加入第三组分,其目的是____________________。
8.板式塔内的不正常操作有 、 和 。 9.塔板负荷性能图主要由液体流量上限线、 、 、
和液体流量下限线等5条线构成的。
10.若萃取相和萃余相在脱溶剂后具有相同的组成,且等于原料液组成,则萃取剂的选择性系数为 。
11.选择性系数β与分配系数kA的关系是_________________,选择性系数β与精馏中_________________相当。β越小,越_________________。
12.溶解度曲线将三角形相图分为两个区域,曲线内为_________________区,曲线外为_________________区。萃取操作只能在_________________内进行。 13.多级逆流萃取和单级萃取比较,如果溶剂比、萃取浓度均相同,则多级逆流萃取的萃余分数 。
14.一定湿度H的湿空气,随着总压的降低,露点相应地 。 15.同一物料,在一定的干燥速率下,物料愈薄,则临界含水量 。 16.常压下,将相对湿度为30%的湿空气,用间壁式换热器使其由50℃降低至30℃(不发生相变化),下列状态参数将如何变化? 相对湿度 ,湿球温度 ,露点温度 。 分数 评卷人 四、(10分)
在双组分溶液连续精馏塔中进行全回流操作,已测得相邻两板上液相组成分别为xn-1=0.7,xn=0.5(均为易挥发组分的摩尔分数)。巳知操作条件下物系的平均相对挥发度α=3.0试求以液相组成表示的第n板的单板效率。
分数 评卷人 五、(20分)
在常压下将含水质量分数为5%的湿物料以1.58kg/s的速率送入干燥器,干燥产物的含水质量分数为0.5%(均为湿基)。所用空气的温度为20℃、湿度为0.007kg/kg干气,预热温度为127℃,废气出口温度为82℃,设为理想干燥过程,试求: (1) 水分汽化量; (2) 空气用量; (3) 预热器的热负荷; (4) 干燥器的热效率。 大学期末考试题www.da-fan-shu.com
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