化工基础第五章习题课

传质过程与塔设备习题课1．概述传质过程与塔设备简介2．气体的吸收1）亨利定律2）吸收速率（双膜理论）3）填料吸收塔的计算3．液体的精馏1）气液相平衡2）连续精馏分析3）物料衡算重点：本章主要学习传质过程基本规律，包括气体的吸收和液体的精馏。气体的吸收1．熟练掌握吸收相平衡基本规律；2．掌握吸收双膜理论，吸收速率方程；3．掌握填料吸收塔的有关计算；4．了解主要吸收设备的性能。小结相平衡方程-—亨利定律的三种表达方式:Exp**HpccHp1*mxxpEppy*1.用吸收质在溶液中的摩尔分数x表示:2.用吸收质在溶液中的物质的量浓度C(kmol•m-3)表示:3.用吸收质在两相中的摩尔分数x.y表示:E---亨利系数,Pa;其值随温度的升高而升高.H---溶解度系数,单位kmol•m-3•Pa-1,其值随温度升高而降低.m---相平衡系数,无量刚.小结—吸收速率dzdcDddnNAABA1.单相内的分子扩散：BmABppRTpDNgABmlABcccDN0A液相气相费克定律dzdcDDNAEA）（AB2.对流扩散速率3.双膜理论4.吸收速率1）单相膜层分吸收速率)(iGppkNmGABGBpRTpDk气膜：液膜：)(cckNiLBMLABLccDk02）总吸收速率气相总吸收速率)(*ppKNG)(*ccKNLGLGkHkK111总吸收阻力液膜吸收阻力气膜吸收阻力液相总吸收速率LLkkHK11GLGHKKGL111kHkKGLG11kkHKL5.填料吸收塔的计算吸收的操作线方程Y=(qn,L/qn,V)X+[Y1-(qn,L/qn,V)X1]2121,,XXYYqqVnLn液气比：qn,L/qn,V，吸收率：12121)1()(YYYYY1)物料衡算与操作线2)填料层高度的计算OGOGYYYnNHYYdYaAKVqH12*0)(传质单元数（NOG）传质单元高度（HOG）*传质单元与传质单元高度传质单元：*YYdY过程中的推动力过程中吸收质的浓度变化液体的精馏主要公式：1、拉乌尔定律2、道尔顿定律3、气液平衡方程4、物料衡算5、塔顶回收率6、操作线方程⑴精馏段操作线方程回流比汽液关系⑵提馏段操作线方程汽液关系⑶q线方程加料板物料关系7、最小回流比总结—液体的精馏1.相平衡关系：拉乌尔定律：iiixpp*BABBAABABAxxxpxpppyy**AAAxxy)1(1AAAyyx)1(2.连续精馏分析：3.连续精馏的物料衡算：WnDnFnqqq,,,塔顶易挥发组分回收率：）（）（F,W,11xqxqFnWn塔底难挥发组分回收率：F,D,xqxqFnDn操作线：dnnxRxRRy1111精馏段操作线提馏段操作线wwnLnwnmwnLnLnmxqqqxqqqy,,,,,,1'''11qxxqqyF进料操作线方程(q线方程)：习题1、双组分溶液的相对挥发度α是溶液中的挥发度对的挥发度之比，若α=1表示。物系的α值愈大，在x-y图中的平衡曲线愈对角线。易挥发组分,难挥发组分,不能用普通蒸馏方法分离,远离2.工业生产中在精馏塔内将过程和过程有机结合起来而实现操作的。而是精馏与普通精馏的本质区别。多次部分气化,多次部分冷凝,回流3.在连续精馏塔内，加料板以上的塔段称为，其作用是；加料板以下的塔段（包括加料板）称为，其作用是。精馏段，提浓上升蒸汽中易挥发组分，提馏段，提浓下降液体中难挥发组分习题4.已知SO2水溶液在三种温度t1、t2、t3下的亨利系数分别为E1=3.6155×102Pa，E2=1.1363×103Pa，E3=6.7145×102Pa，则()At1＜t2Bt3＞t2Ct3＜t1Dt1＞t25.享利定律是一个稀溶液定律，其享利系数E值愈小，表明该气体的溶解度（）。A.愈大；B.不变；C.愈小；6.根据双膜理论，吸收过程主要是通过气膜和液膜的扩散过程。a.吸收剂b.吸收质c.吸收液7.传质的基本方式有：__________和_________。8.简述双膜理论的主要观点。答：双膜理论的主要观点有：（1）气液界面上存在气膜和液膜，吸收质以分子扩散的方式通过两个膜层；（2）气相、液相主体因系湍流，无传质阻力，相界面发生溶解，膜层扩散是传质的主要阻力；（3）相界面溶解进行较快处于平衡状态。9.试分析精馏过程中回流比大小对操作费与设备费的影响并说明适宜回流比如何确定。答;(1)回流比有两个极限，全回流时，达到一定的分离程度需要的理论板层数最小（设备费最低），但无产品取出，对工业生产无意义；(2)最小回流比时，需要无限多理论板层数，设备费为无限大，随回流比加大，ＮT降为有限数，设备费降低，但随R加大，塔径、换热设备等加大，且操作费加大。(3)操作回流比R应尽可能使设备费与操作费总和为最小，通常取R＝（1.1～2）Rmin。,9.1160kpap苯kpap460甲苯kpap2.2040苯kpap860甲苯78.0苯x10.苯－甲苯理想溶液在总压为101.3kpa下，饱和蒸气压和温度的关系如下：在85℃时，在105℃时，求：（1）在85℃和105℃时该溶液的相对挥发度及平均相对挥发度；（2）在此总压下，若85℃时，用平均相对挥发度值求y苯。54.2469.116001甲苯苯pp37.2862.2042＝46.2237.254.2221mm897.078.046.1178.046.211苯苯苯xxym解：（1）在85℃时：在105℃时：平均相对挥发度（2）用求y苯（85℃时）11.有一相对挥发度平均值为3的两组分理想溶液，在泡点温度下进入连续精馏塔。进料组成为0.6（摩尔分数，下同），馏出液组成为0.9；回流比为1.5，全塔效率为0.5。求（1）用逐板计算法求精馏段所需要的理论板数NT精12.在一双组分连续精馏塔中，已知精馏段操作线方程为；q线方程为，求：（1）回流比及进料热状况参数；（2）馏出液及原料液组成；（3）若回流比为3，测得从精馏段第二层塔板下降液体的组成为0.82（摩尔分数，下同），从第三层塔板上升的蒸气组成为0.86，则此时的馏出液组成又为多少？271.0715.0xy91.081.2xy作业：1.p200:52.P226：3，4，6