化工原理下册计算练习题

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1、1精馏计算题精馏计算题 5. 在连续精馏塔中分离二硫化碳（A）和四氯化碳（B）混合液，原料液流量为 10000kg/h、组成为 0.3（质量分数，下同） 。若要求釜残液组成不大于 0.05，二硫化碳回收率 为 88%，试求馏出液流量和组成，分别以摩尔流量和摩尔分率表示。6在连续精馏塔中分离两组分混合液，已知进料液量为 100kg/h、组成为 0.45（摩尔分数， 下同） 。饱和液体进料；操作回流比为 2.6，馏出液组成为 0.96，釜残液组成为 0.02，试求：易挥发组分的回收率；（2）精馏段操作线方程；（3）提馏段操作线方程；7.在连续精馏塔中分离两组理想溶液，原料液流量为 100kmol/

2、h，泡点进料。精馏段操作 线方程和提馏段操作方程分别为263. 0723. 0xy和 018. 025. 1xy 试求精馏段和提馏段上升蒸气量。 9. 在常压连续精馏塔中分离含苯 0.4（摩尔分数，下同）的苯甲苯混合液。饱和液 体进料，馏出液组成为 0.9，釜残液组成为 0.06。塔顶采用混凝器，泡点回流，操作回流比 为最小回流比的 1.5 倍。在操作条件下，物系的平均相对挥发度为 2.47。试求理论板数和进 料位置。 10. 在连续的精馏塔中，分离两组理想溶液。已知原料组成为 0.3（摩尔分数，下同） ， 泡点进料，馏出液组成为 0.9，釜残液组成为 0.05，操作回流比为 2.5，试写出精

3、馏段操作线 方程和提馏段操作线方程。 11. 在连续的精馏塔中分离理想溶液，原料液组成为 0.35（摩尔分数，下同） ，馏出液组 成为 0.95，回流比取为最小回流比的 1.3 倍，物系的平均度为 2.0，试求以下两种进料情况下 的操作回流比。 （1）饱和蒸汽进料； （2）饱和液体进料； 参考答案参考答案5. D=35.7kmol/h , 97. 0Dx6.(1)%59.97D(2)267. 0722. 01nnxy；(30066. 0329. 1/ 1mmxy7.hkmolVV/5 .189/10. 257. 0714. 01nnxy0343. 0685. 1/ 1mmxy11.(1)R=5

4、.65 (2)R=3.29吸收吸收 习题 1常压逆流操作的吸收塔中，用清水吸收混合气中溶质组分 A。已知操作温度为 27，混合气体处理量为 1100 m3/h，清水用量为 2160kg/h。若进塔气体中组分 A 的体积分数为 0.05，吸收率为 90%。求塔底吸收液的组成 X1。 答案与评分标准解：（1 分）y10.05Y10.05261-y11 0.05Y2=Y1（1-A）=0.0526（1-0.90）=0.00526（1 分）清水吸收 X2=0(1 分)H2OL2160L120Kmol/h;182(3 分)V2731100273V(1y1)(1 0.05)22.4273t22.427327

5、 42.45Kmol/h （2 分）V42.45X1(Y1 Y2)X2(0.05260.00526)L120 0.0168习题 2用油吸收混合气体中的苯蒸气，混合气体中苯的摩尔分数为 0.04,油中不含苯.吸 收塔内操作压强为 101.33Kpa,温度为 30,吸收率为 80%,操作条件下平衡关系为 Y*=0.126X.混合气体量为 1000kmol/h,油用量为最少用量的 1.5 倍,求油的用量 L 为多少 kmol/h. 答案与评分标准（1 分）y10.04Y10.04171-y11 0.04Y2=Y1（1-A）=0.0417（1-0.80）=0.00834（1 分） 由题意知，X2=0,

6、m=0.126.(1 分) 求 V：因题给 V混（1-y1）=1000(1-0.04)=960Kmol(惰气)/h(2 分)（3 分）2Y1 Y20.04170.00834LminV960Y10.0417x0m0.126 96.8Kmol/h g(1 分)L=1.5Lmin1.5 96.8145.2Kmol/h习题 3在常压逆流吸收塔中,用纯吸收剂吸收混合气中的溶质组分.进塔气体中溶质 组分为 4.5%(体积),吸收率为 90%;出塔液相组成为 0.02(摩尔分数),操作条件下 平衡关系为 Y*=1.5X.求:塔顶塔底全塔平均推动力,以物质的量之比(摩尔 比)表示 答案与评分标准 解:求塔顶气

7、相推动力 Y2，y1=0.045=4.5%（1 分）y10.045Y10.0471y11 0.045出塔气相组成 Y2=Y1（1-A）=0.047（1-0.90）=0.0047（1 分） 由题意知：进塔液相组成 x2=0. m=1.5（1 分） Y2=Y2-Y2*=Y2-mX2=0.047-0=0.0047（2 分） 求塔顶气相推动力 Y1。 M=1.5出塔液相组成(1 分)x10.02X10.02041x11 0.02 Y1=Y1-Y1*=Y1-mX1=0.047-1.50.0204=0.0164（2 分） 求全塔气相平均推动力 Ym3(3 分)mY1- Y20.0164-0.0047Y0.

8、00936Y10.0164LnLnY20.0047 习题 4在常压逆流操作的填料吸收,用清水吸收空气-氨混合气体中的氨.混合气的质 量流速为 580kg/(m2h).溶质组成为 6%(体积),吸收率为 99%,水的质量流速为 770kg/(m2h).操作条件下平衡关系为 Y*=0.9X.若填料层高度为 4m,要求用脱 吸因数法求气相总传质单元数 NOG;求气相总传质单元高度 HOG 答案与评分标准 解:用脱吸因数法求 NOG，清水吸收 x2=0(1 分)y10.06Y10.06381y11 0.06Y2=Y1（1-A）=0.0638(1-0.99)=0.000638(1 分) 混合气的平均摩尔

9、质量 Mm=MAyA+MByB=29(1-0.06) +170.06=28.28Kg/Kmol(2 分)惰气的摩尔流速（2 分）2V5801 0.0619.28Kmol/ m h28.28g清水的摩尔流速为：（1 分）2H2OL77042.78Kmol/ m hMg（2 分）V0.9mv0.9 19.28S0.4056LL42.78G1Y1 mX2Ln1 ss1 sY2mX210.06380Ln1-0.40560.40566.881 0.40560.000638m（1 分）G OGZ4H0.58N6.88习题 5在逆流操作的填料吸收,用清水吸收焦炉气中的氨,氨的浓度为 8g/标准 m3,混 合

10、气体处理量为 4500 标准 m3/h,吸收率为 95%,吸收剂用量为最少用量的 1.5 倍. 操作压强为 101.33Kpa,温度为 30,气液平衡关系为 Y*=1.2X.气相总体积吸收系 数 kYa 为 0.06Kmol/(m3h),空塔气速为 1.2m/s.求: 用水量 L Kg/h; 塔径 D;填料层高度 Z 答案与评分标准 解:求用水量 L, 先求 Lmin4(2 分)18/(17 1000)0.01051/22.4y(1 分)1 1 10.01050.010611 0.0105yYy(1 分)21(1)0.0106 (1 0.95)0.00053AYY题意得:,M=1.2(0.5

11、分)20X Kmol/s(2 分)45001(1 0.0105)0.0552360022.4V Kmol/s(2 分)12 min 1 20.01060.000530.05520.0630.0106 1.2YYLVYXm gKmol/s (0.5 分)min1.51.5 0.0630.0945LLKg/h(1 分)0.0945 3600 186124L 求塔径 D,已知 u=1.2m/sm3/s(1 分)4500273301.3873600273SVm,算出的塔径还需按国家标准要求调整到44 1.3871.211.2sVDuD=1400mm=1.4m(2 分)填料层高度 Z. (1 分)12

12、OG mYYZHYm2(1 分)22(1.4)1.53944D m(1 分)0.05520.5980.06 1.539OG YaVHK(1 分)11220.0552()(0.01060.00053)0.005880.0945VXYYXL(1 分)11120.00053YYmxY 习题 6在一逆流操作的填料层高度为 5m 的填料塔内,用纯溶剂吸收混合气中的溶质 组分.当液气比 L/V 为 1.0 时,溶质吸收率可达 90%.在操作条件下平衡关系为 Y*=0.5X.现改用另一种性能较优的填料,在相同的条件下,溶质吸收率可达 95%.求 此填料的体积吸收总系数为原填料的多少倍?(提示:本题为操作性计

13、算,宜用脱吸 因数来计算)5答案与评分标准解:所求 ,分别求出及 HOG即可(1 分)YaOGYaOGKH KHOGH原工况下的 HOG,分别求出NOG: (2 分)1222111OGYmXNLnssSYmX,纯溶剂吸收 X2=0(1 分)0.5mvsL(1 分)121222111011 0.9AYmXY YmXY(1 分)11 0.5100.53.141 0.5OGNLn51.4663.41OG YaOGVZHKN干燥干燥 一、填空题一、填空题 1 在 101.33kPa 的总压下，在间壁式换热器中将温度为 293K，相对湿度为 80%的是空气加 热，则该空气下列状态参数的变化趋势是：湿度：

14、_，相对湿度： _,露点 td_。 2 在 101.33kPa 的总压下，将饱和空气的温度从 t1降至 t2, 则该空气下列状态参数的变化趋 势是：湿度：_，相对湿度：_，露点 td_。 3 在实际的干燥操作中，常用_来测量空气的湿度。 4 测定空气中水汽分压的实验方法是测量_。 5 对流干燥操作的必要条件是_；干燥过程是_相结合的过程。6 在 101.33kPa 的总压下，已知空气温为 40，其相对湿度为 60%，且 40下水的饱和蒸 汽压为 7.38kPa，则该空气的湿度为_kg/kg 绝干气，其焓为_kJ/kg 绝 干气。 7 在一定的温度和总压强下，以湿空气做干燥介质，当所用空气的湿度减少时，则湿物料 的平衡水分相应_，其自由水分相应 _。 8 恒定的干燥条件是指空气_，_，_均不变的过程。 9 恒速干燥阶段又称_控制阶段，影响该阶段干燥速度的主要因素是_； 降速干燥阶段又称_控制阶段，影响该阶段干燥速度的主要因素是_。 10. 在恒速干燥阶段，湿物料表面的温度近似等于_。 11. 在常温和 40下，测的湿物料的干基含水量 X 与空气的相对湿度之间的平衡关系为：当 相对湿度=100%时，结合水含量为 0.26kg/kg 绝干料；