化工原理总复习教材课件.ppt

1、第第1章章 精精 馏馏n1 双组分气双组分气-液平衡液平衡n、相律、拉乌尔定律、相律、拉乌尔定律n、泡点、露点方程、泡点、露点方程n、挥发度、相对挥发度、平衡线方程、挥发度、相对挥发度、平衡线方程n、理想体系、理想体系t-x、t-y、t-x-y、x-y 图图n、非理想体系、非理想体系t-x-y、t-x、t-y、x-y图图n2 平衡蒸馏与简单蒸馏平衡蒸馏与简单蒸馏n、平衡蒸馏：方式，流程、平衡蒸馏：方式，流程;物料衡算物料衡算n能量衡算能量衡算;气气-液平衡关系液平衡关系n、简单蒸馏：方式、流程、特点、简单蒸馏：方式、流程、特点;过程计算及讨论过程计算及讨论3 精馏原理与流程精馏原理与流程n、一

2、次汽化与冷凝、一次汽化与冷凝n、多次部分汽化与多次部分冷凝、多次部分汽化与多次部分冷凝n、多次部分汽化与部分冷凝分离方式的存在、多次部分汽化与部分冷凝分离方式的存在问题讨论问题讨论n、精馏的必要条件、精馏的必要条件n、精馏塔结构与各塔段作用、精馏塔结构与各塔段作用n、精馏操作的一般流程、精馏操作的一般流程4 双组分连续精馏计算双组分连续精馏计算、理论板概念、意义、理论板概念、意义n、恒摩尔流假定及前提、恒摩尔流假定及前提n、全塔物料衡算及操作线方程、全塔物料衡算及操作线方程n全塔物料衡算方程全塔物料衡算方程n操作线方程：精馏段方程及提馏段方程操作线方程：精馏段方程及提馏段方程n进料热状况：原料

3、入塔状况板物、热衡算进料热状况：原料入塔状况板物、热衡算n值参数意义及讨论值参数意义及讨论n理论板数的求解：逐板计算法理论板数的求解：逐板计算法n再沸器和分凝器的理论板问题再沸器和分凝器的理论板问题、特殊情况下理论板数的求法、特殊情况下理论板数的求法n直接蒸汽加热直接蒸汽加热;侧线抽出塔侧线输侧线抽出塔侧线输入塔入塔塔顶冷回流操作塔顶冷回流操作;提馏塔操作（汽提、回提馏塔操作（汽提、回收塔）收塔）n、回流比的影响及确定方法、回流比的影响及确定方法n最大回流比与最小理论板数最大回流比与最小理论板数-芬斯克方程芬斯克方程n最小回流比最小回流比-挟点与恒浓区挟点与恒浓区n最小回流比计算：解析法最小回

4、流比计算：解析法;图解法图解法n实际回流比确定原则：经济技术性（利弊分实际回流比确定原则：经济技术性（利弊分析）析）、操作型问题计算、操作型问题计算n回流比对回流比对xW,xD影响影响n进料浓度进料浓度xf对对xw,xd的影响的影响n灵敏板概念及作用，确定方法灵敏板概念及作用，确定方法n、简捷法求理论板、简捷法求理论板-吉利兰图应用吉利兰图应用n、板效率概念：全塔效率，默弗里板效率，、板效率概念：全塔效率，默弗里板效率，点效率联系与区别点效率联系与区别n、连续精馏过程的热量衡算：、连续精馏过程的热量衡算：n冷凝器冷凝器;再沸器再沸器n节能措施与进料热状态的关系节能措施与进料热状态的关系n5 间

5、歇精馏间歇精馏n、恒回流比时间歇精馏的计算内容、恒回流比时间歇精馏的计算内容n、恒馏出液组成时间歇精馏的计算内容、恒馏出液组成时间歇精馏的计算内容n6 特殊精馏特殊精馏n、问题的提出、分离原理、应用场所、问题的提出、分离原理、应用场所n、恒沸精馏：挟带剂及要求、恒沸精馏：挟带剂及要求n、萃取精馏：萃取剂的确定、萃取精馏：萃取剂的确定n、恒沸精馏与带取精馏的比较、恒沸精馏与带取精馏的比较 实际塔板数确定 理论板数求法（）理论板数求法（）塔效率 平衡线方程 精馏段方程 提馏段方程 理论板概念 恒摩尔流假设 回流比选择 进料状况影响 吉利兰图 芬斯克公式 板效率 第第2章吸收章吸收n1 吸收概述及气

6、液相平衡吸收概述及气液相平衡n1、概论概论n 吸收操作中术语、名词吸收操作中术语、名词n吸收操作方式分类吸收操作方式分类n 吸收与精馏的区别、联系吸收与精馏的区别、联系 n、气体溶解度与亨利定律、气体溶解度与亨利定律 气体溶解度定义、单位气体溶解度定义、单位n亨利定律：亨利常数与压强、温度的关系、亨利定律：亨利常数与压强、温度的关系、几个亨利常数之间的关系几个亨利常数之间的关系n 气、液相浓度的表示方法气、液相浓度的表示方法n2 吸收传质机理与传质速率吸收传质机理与传质速率n、吸收过程气、吸收过程气-液两相间的传质液两相间的传质n传质步骤传质步骤;传质阻力传质阻力;传质机理：分子扩散、传质机理

7、：分子扩散、对流传质对流传质.n、分子扩散与费克定律、分子扩散与费克定律n费克定律：费克定律：）定律、符号与意义）定律、符号与意义n）在封闭系统中的应用）在封闭系统中的应用n）在非封闭系统中的应用）在非封闭系统中的应用n、气相中稳定分子扩散、气相中稳定分子扩散等分子反向扩散等分子反向扩散n单向扩散与主体流动单向扩散与主体流动n气相传质速率方程气相传质速率方程n、液相中的稳定分子扩散与气相中扩散、液相中的稳定分子扩散与气相中扩散的相同点与不同点的相同点与不同点;扩散系数扩散系数n、对流传质与对流传理论涡流扩散传质、对流传质与对流传理论涡流扩散传质n对流传质与涡流扩散的联系与区别对流传质与涡流扩散

8、的联系与区别n对流传质理论对流传质理论n）双膜理论）双膜理论n）溶质渗透理论）溶质渗透理论n）表面更新理论）表面更新理论、吸收速率方程、吸收速率方程n 以气膜侧表示法以气膜侧表示法;以液膜侧表示法以液膜侧表示法n界面浓度确定方法界面浓度确定方法;n 总传质吸收系数与总传质速率方程的表示法总传质吸收系数与总传质速率方程的表示法n吸收系数之间的关系吸收系数之间的关系n吸收阻力讨论吸收阻力讨论3 吸收塔的设计计算吸收塔的设计计算n、吸收塔的物料衡算与操作线方程、吸收塔的物料衡算与操作线方程n 物料衡算：全塔衡算，任意塔段衡算与操作线方物料衡算：全塔衡算，任意塔段衡算与操作线方程程n 吸收剂用量的决定

9、：最小液吸收剂用量的决定：最小液-气比气比n 实际液实际液-气比确定的原则：经济性与技术性综合气比确定的原则：经济性与技术性综合考虑考虑n 关于并流吸收：操作线方程关于并流吸收：操作线方程 过程特点过程特点n、填料吸收塔高度计算方法之一、填料吸收塔高度计算方法之一n填料塔高度计算公式填料塔高度计算公式n传质单元数与传质单元高度传质单元数与传质单元高度n传质单元数的求取传质单元数的求取）图解积分法）图解积分法n）解析法：解吸因子法、对数平均浓度法）解析法：解吸因子法、对数平均浓度法n）直接图解梯级法（）直接图解梯级法（Baker法）法）n、板式或填料式吸收塔高度计算方法之二、板式或填料式吸收塔高

10、度计算方法之二n理论板与等板高度理论板与等板高度n 理论板的求取：图解梯级法、解析法（克理论板的求取：图解梯级法、解析法（克莱姆塞法）莱姆塞法）n4 吸收系数吸收系数n、影响吸收传质系数的因素、影响吸收传质系数的因素n、吸收系数与传热系数的类比性、吸收系数与传热系数的类比性n、吸收系数的侧定：经验公式及关联法，因、吸收系数的侧定：经验公式及关联法，因次分析手段次分析手段5 解吸及其他条件下的吸收解吸及其他条件下的吸收n、解吸：解吸原理、方法、操作条件、解吸：解吸原理、方法、操作条件n解吸计算解吸计算n、高浓度吸收：计算原则及总传质系数、高浓度吸收：计算原则及总传质系数KYa与与Y的关系的关系n

11、、非等温吸收：原因及解决方法、非等温吸收：原因及解决方法n对平衡线的影响对平衡线的影响 填料层高度 计算（低浓）传质单元数 传质单元高度 平衡线 操作线 亨利定律 液气流恒定线 液气比选择 NOG、NG、NOL、NL的各种求法 传质速率方程 传质系数 高浓度吸收 计算 解析塔 计算 与低浓度吸收计算有类似线索 第第3章塔设备章塔设备n1 板式塔板式塔n、板式塔主要特点、板式塔主要特点n、塔板类型与结构、塔板类型与结构n塔板类型塔板类型n错流塔板的几种基本型式错流塔板的几种基本型式n）泡罩板：结构、特点）泡罩板：结构、特点;）筛板：结构、特点）筛板：结构、特点n）浮阀板：结构、特点）浮阀板：结构

12、、特点;）喷射板：结构、特点）喷射板：结构、特点n、板式塔的流体力学特性、板式塔的流体力学特性n塔板压降：干板压降、对传质的影响塔板压降：干板压降、对传质的影响n液泛：现象，发生场合，利弊分析液泛：现象，发生场合，利弊分析n雾沫挟带：现象，利弊分析雾沫挟带：现象，利弊分析n漏液：发生场所，影响漏液：发生场所，影响n液面落差：产生原因，影响液面落差：产生原因，影响n操作弹性图：操作点及弹性比操作弹性图：操作点及弹性比2 填料塔填料塔n、基本结构与特点、基本结构与特点 n、填料：性能参数：比表面、空隙率、填料因子、填料：性能参数：比表面、空隙率、填料因子等等 类型及结构：拉西环、鲍尔环、鞍形环、丝

13、类型及结构：拉西环、鲍尔环、鞍形环、丝网填料等网填料等 n、填料塔的流体力学性能、填料塔的流体力学性能 n气、液相在塔中的分布情况气、液相在塔中的分布情况 n气体在填料层中的压降损失、载点、泛点及泛点气气体在填料层中的压降损失、载点、泛点及泛点气速速;液体在填料上的润湿作用液体在填料上的润湿作用 n、填料塔的设计计算、填料塔的设计计算 n计算内容：塔径、塔高、压降计算内容：塔径、塔高、压降 n等板高度法默奇公式等板高度法默奇公式 n工业经验数据工业经验数据 第十一章液第十一章液-液萃取液萃取n概述概述 萃取原理萃取原理;基本术语基本术语;一般一般流程流程;杠杆规则杠杆规则 n1 三元体系液三元

14、体系液-液平衡相图及萃取操作原理液平衡相图及萃取操作原理n、三元体系相图表示法：图形，浓度方向、三元体系相图表示法：图形，浓度方向n、相平衡关系在相图中的表示：、相平衡关系在相图中的表示：n几种互溶状态：完全互溶、部分互溶几种互溶状态：完全互溶、部分互溶n平衡线（溶解曲线）和辅助（连结）线的求平衡线（溶解曲线）和辅助（连结）线的求法法-实验法实验法;分配系数及分配曲线分配系数及分配曲线n温度对溶解曲线的影响温度对溶解曲线的影响;杠杆规则杠杆规则n、萃取过程的相图表示：、萃取过程的相图表示：）混合组成及量）混合组成及量n）萃取、萃余相量）萃取、萃余相量n)适宜的萃取（溶剂）用量适宜的萃取（溶剂）

15、用量n）以脱溶剂基表示的萃取、萃余相量）以脱溶剂基表示的萃取、萃余相量n）萃取操作的极限浓度）萃取操作的极限浓度n、萃取剂的选择原则：选择性，互溶度，萃、萃取剂的选择原则：选择性，互溶度，萃取剂的回收难易性、物系影响。取剂的回收难易性、物系影响。2 萃取过程计算萃取过程计算n、单级萃取、单级萃取 物料衡算物料衡算 杠杆规则杠杆规则n、多级错流萃取、多级错流萃取n 流程流程 计算计算-座标图解法：座标图解法：n三角等边（等腰）座标图解及讨论三角等边（等腰）座标图解及讨论n直角座标图解及讨论直角座标图解及讨论n解析法计算及讨论解析法计算及讨论n、多级逆流萃取、多级逆流萃取n流程及特点流程及特点 n

16、计算计算）S-B部分互溶计算：三角座标图解法及讨论部分互溶计算：三角座标图解法及讨论 n 直角座标图解法及讨论直角座标图解法及讨论 n）S-B完全不互溶：分配曲线为非直线时的图解计算完全不互溶：分配曲线为非直线时的图解计算n 分配曲线为直线时的图解和解析计算分配曲线为直线时的图解和解析计算n）关于萃取剂用量讨论）关于萃取剂用量讨论干干 燥燥、湿空气性质、湿空气性质湿度：定义及计算公式湿度：定义及计算公式相对湿度相对湿度湿空气的比容湿空气的比容湿空气的比热湿空气的比热湿空气的焓湿空气的焓干、湿球湿度干、湿球湿度绝热饱和绝热饱和(冷却）湿度冷却）湿度露点露点干球、湿球、绝热饱和湿度、露点之间的关系

17、干球、湿球、绝热饱和湿度、露点之间的关系n干燥过程的物、热衡算干燥过程的物、热衡算-干燥静力学干燥静力学n、物料水份量表示法：、物料水份量表示法：n湿、干基含水量湿、干基含水量n、物料衡算、物料衡算n 新鲜干空气用量新鲜干空气用量n干燥产品流量干燥产品流量n、热量衡算、热量衡算n 连续干燥系统的预热器及干燥器热连续干燥系统的预热器及干燥器热量计算量计算n干燥系统热效率干燥系统热效率 干燥过程的平衡关系及干燥速率计算干燥过程的平衡关系及干燥速率计算-干燥动力学干燥动力学、湿物料中水份存在形式、湿物料中水份存在形式）分类原则）分类原则）平衡水份与自由水份）平衡水份与自由水份 ）结合水份与非结合水份

18、）结合水份与非结合水份）四者之间互相关系）四者之间互相关系、干燥时间计算、干燥时间计算 恒定干燥恒定干燥）干燥实验及曲线：）干燥实验及曲线：X,Xt ）干燥速率曲线）干燥速率曲线 等速干燥、降速干燥，临界含水量等速干燥、降速干燥，临界含水量 ）干燥时间）干燥时间 变动干燥变动干燥）与恒定干燥过程的比较）与恒定干燥过程的比较 习题讲解习题讲解1.连续精馏塔的加料状态有连续精馏塔的加料状态有 等等 种，种，如果某连续精馏塔再沸器的汽化量为如果某连续精馏塔再沸器的汽化量为40Kmol/h，加料量为，加料量为50Kmol/h，塔顶回流，塔顶回流比为比为2，馏出液的产量为，馏出液的产量为30Kmol/h

19、，则该塔，则该塔的加料状态应为的加料状态应为 。2.在相同条件下将筛板塔、泡罩塔、浮阀塔进行相在相同条件下将筛板塔、泡罩塔、浮阀塔进行相比，操作弹性最大的是比，操作弹性最大的是 ，单板压降最大的，单板压降最大的是是 ，造价最低的是，造价最低的是 。3.精馏塔设计时，若精馏塔设计时，若F，xf，xw，xD，V等条件均等条件均不变，将进料热状态从不变，将进料热状态从q1变为变为q1，设计，设计所需理论板数将所需理论板数将 。n某二元理想物系的相对挥发度为某二元理想物系的相对挥发度为2.5，全回流，全回流操作时，已知塔内某块理论板的气相组成为操作时，已知塔内某块理论板的气相组成为0.625，则下层塔

20、板的气相组成为，则下层塔板的气相组成为 0.4 。n 当分离要求和回流比一定时，当分离要求和回流比一定时，进料的进料的值最小，此时分离所需的理论板数值最小，此时分离所需的理论板数 。n某二元理想溶液中轻组分组成为某二元理想溶液中轻组分组成为0.4（摩尔分（摩尔分数），经平衡蒸馏后，闪蒸罐顶的气体量与罐数），经平衡蒸馏后，闪蒸罐顶的气体量与罐底的液体量的比率为（摩尔），相对挥发度为底的液体量的比率为（摩尔），相对挥发度为2.5，闪蒸后气相中易挥发组成为，闪蒸后气相中易挥发组成为 _,液相中易挥发组成为液相中易挥发组成为 _.0.688；0.312 n某连续精馏塔某连续精馏塔,已知其精馏段操作线方

21、程为已知其精馏段操作线方程为y=0.667x+0.32,且塔顶产品量为且塔顶产品量为100kmol/h，则馏出液组成，则馏出液组成xD=_ ,塔顶上升蒸气量塔顶上升蒸气量V=_ 。n某精馏塔设计时，若将塔釜由原来间接蒸汽某精馏塔设计时，若将塔釜由原来间接蒸汽加热改为直接蒸汽加热，而保持加热改为直接蒸汽加热，而保持xF，D，xD不变，则将不变，则将 ，xw将将 ，提馏段操作线斜率将，提馏段操作线斜率将 ，理论板，理论板数将数将 。n增加，减小，不变，增加增加，减小，不变，增加 n 是是3种气体在吸收过程中的脱吸因数，种气体在吸收过程中的脱吸因数，已知已知 ，且吸收过程的操作条件相同，且吸收过程的

22、操作条件相同，试将试将3种气体按溶解度大小排序如下种气体按溶解度大小排序如下_。n当气体处理量及初、终浓度已被确定，若减少当气体处理量及初、终浓度已被确定，若减少吸收剂用量，操作线的斜率将吸收剂用量，操作线的斜率将_，其结，其结果是使出塔吸收液的浓度果是使出塔吸收液的浓度_，而吸收推，而吸收推动力相应动力相应_。n 双组分气体（双组分气体（A、B）进行稳定分子扩散，）进行稳定分子扩散，JA,NA 及分别表示在传质方向上某截面处溶质及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，当系统的漂流的分子扩散速率与传质速率，当系统的漂流因数大于因数大于1时，时，JA_JB；NA_ NB32

23、1,sss321sss习题讲解习题讲解n1.在板式精馏塔内分离某二元理想溶液。原料在板式精馏塔内分离某二元理想溶液。原料液流量为液流量为100kmol/h，饱和蒸气进料，进料，饱和蒸气进料，进料组成为组成为0.5（易挥发组分的摩尔分率）。塔顶（易挥发组分的摩尔分率）。塔顶馏出液量和塔釜液量相同。塔顶为全凝器。塔馏出液量和塔釜液量相同。塔顶为全凝器。塔釜用间接蒸汽加热。精馏段操作线方程为：釜用间接蒸汽加热。精馏段操作线方程为：y=0.8x+0.18n试求：试求：1.塔顶和塔底产品的组成；塔顶和塔底产品的组成；n2.提馏段操作线方程式；提馏段操作线方程式；n3.若平均相对挥发度为若平均相对挥发度为

24、3，塔顶第一层塔板的，塔顶第一层塔板的液相默弗里板效率为液相默弗里板效率为0.6，求离开塔顶第二层，求离开塔顶第二层塔板的蒸气组成。塔板的蒸气组成。4、解：、解：1）物料衡算：）物料衡算：WDFwDFWxDxFxDWD2100kmolD5050/Wkmol h0.81RR4R 0.181DxR0.1810.18 59DxR Wx509.0505.01001.0509.0505.0100wxhkmolRDLL200504hkmolDRFqVV15010050)14(100)01()1()1(VWxxVLyw20050 0.11.3330.333150150 xx1*10.6DMLDxxExx9.

25、01Dxy9.0213)1(111111xxxxy75.01x6.075.09.09.01x81.01x828.018.081.08.02yn分离苯和甲苯混合液，塔顶为全凝器，塔釜间分离苯和甲苯混合液，塔顶为全凝器，塔釜间歇蒸汽加热。苯对甲苯的平均相对挥发度为歇蒸汽加热。苯对甲苯的平均相对挥发度为2.47。已知为饱和蒸汽进料，进料流量为。已知为饱和蒸汽进料，进料流量为150Kmol/h，进料组成为，进料组成为0.4（摩尔系数），（摩尔系数），操作回流比为操作回流比为4，馏出液中苯的回收率为，馏出液中苯的回收率为0.97，塔釜采出液组成塔釜采出液组成0.02。试求：。试求：n(1)塔顶馏出液的组

26、成；塔顶馏出液的组成；n(2)精馏段及提馏段操作线方程。精馏段及提馏段操作线方程。n（3）回流比与最小回流比的比值。）回流比与最小回流比的比值。n解：解：(1)由题意可知：由题意可知：DxD/FxF=0.97,则则WxW/FxF=0.0397.0604.015097.0,/60,/9002.04.015003.0DxhkmolWFDhkmolW(2)(2)操作线方程操作线方程 194.08.01497.0144,11xxyRxxRRyDnq=0 L=L+qF=RD=460=240kmol/h012.06.102.0902409090240240,11mmmWmmxxyxWqFLWxWqFLqF

27、Ly(3)(3)因饱和蒸汽进料，则因饱和蒸汽进料，则q=0,yq=xF=0.4,q=0,yq=xF=0.4,2125.04.047.147.24.0)1(qqqyyx31.104.34,04.32125.04.04.097.0minminRRxyyxRqqqD思考题：思考题：某连续精馏操作分离二元混合溶液，已知操作线方某连续精馏操作分离二元混合溶液，已知操作线方程为：程为：n精馏段精馏段 提馏段提馏段 n 若进料时，原料为气液相各占一半的混合态，若进料时，原料为气液相各占一半的混合态，求塔顶及塔底产品产率及回流比。求塔顶及塔底产品产率及回流比。n60；40；416.080.0 xy02.040

28、.1xyn 用一精馏塔分离二元理想混合物，塔顶为全用一精馏塔分离二元理想混合物，塔顶为全凝器冷凝，泡点温度下回流，原料液中含轻组凝器冷凝，泡点温度下回流，原料液中含轻组分分0.5(摩尔分数，下同摩尔分数，下同)，操作回流比取最小，操作回流比取最小回流比的回流比的.倍，所得塔顶产品组成为倍，所得塔顶产品组成为0.95，釜液组成为釜液组成为0.05，料液的处理量为，料液的处理量为100kmol/h料液的平均相对挥发度为，料液的平均相对挥发度为，若进料时蒸气量占一半，试求：若进料时蒸气量占一半，试求：n （1）提馏段上升蒸气量；）提馏段上升蒸气量；n （2）自塔顶第）自塔顶第2层板上升的蒸气组成。层

29、板上升的蒸气组成。第二章第二章 吸收吸收n1)S1、S2、S3是是3种气体在吸收过程中的脱吸种气体在吸收过程中的脱吸因数，已知因数，已知 S1 S2 S3，且吸收过程的操作，且吸收过程的操作条件相同，试将条件相同，试将3种气体按溶解度大小排序如种气体按溶解度大小排序如下下_。n【答案答案】第第3种最大，第种最大，第2种次之，第种次之，第1种最小种最小n2)当气体处理量及初、终浓度已被确定，若减当气体处理量及初、终浓度已被确定，若减少吸收剂用量，操作线的斜率将少吸收剂用量，操作线的斜率将_，其，其结果是使出塔吸收液的浓度结果是使出塔吸收液的浓度_，而吸收，而吸收推动力相应推动力相应_。n【答案】

30、【答案】变小；变大；变小变小；变大；变小n3)低浓度难溶气体的逆流吸收操作系统，若仅低浓度难溶气体的逆流吸收操作系统，若仅增加液体量，而不改变其他条件，则此塔的气增加液体量，而不改变其他条件，则此塔的气相总传质单元数将相总传质单元数将 ，气体出口浓度气体出口浓度将将 。n【答案答案】增大；下降增大；下降n4)在逆流操作的填料塔中，用纯溶剂吸收某气在逆流操作的填料塔中，用纯溶剂吸收某气体混合物中的有害成分。已知平衡关系为体混合物中的有害成分。已知平衡关系为Y=2X，操作液气比为，操作液气比为2，入塔气中含，入塔气中含0.007（摩尔分数，下同），出塔液相浓度为（摩尔分数，下同），出塔液相浓度为0

31、.003，则气相总传质单元则气相总传质单元 。若将填料塔改为板。若将填料塔改为板式塔，则理论板数式塔，则理论板数NT=。n【答案答案】；n5）对常压下操作的低浓度吸收系统）对常压下操作的低浓度吸收系统,系统总压在较小系统总压在较小范围增加时，享利系数范围增加时，享利系数E将将_，相平衡常数，相平衡常数m将将_，溶解度系数，溶解度系数H将将_。n【答案答案】不变；降低；不变不变；降低；不变n6)推动力（推动力（PP*）与吸收系数）与吸收系数_相对应。相对应。n7)低浓度气体吸收中低浓度气体吸收中,已知平衡关系已知平衡关系y=2 x，kxa=0.2Kmol/m3s，kya=210-4 Kmol/m

32、3s，则此，则此体系属体系属_ 控制，总传质系数近似为控制，总传质系数近似为kya=_ Kmol/m3s.n【答案答案】气膜气膜 210-4n1.在直径为在直径为0.8m的填料吸收塔中，用水吸收的填料吸收塔中，用水吸收分压为分压为1330Pa的氨的氨空气混合气体中的氨。空气混合气体中的氨。经过吸收操作后，混合气中经过吸收操作后，混合气中99.5%的氨被水的氨被水吸收。已知入塔的惰性气体流量为吸收。已知入塔的惰性气体流量为1390Kg/h，水的用量为其最小用量的水的用量为其最小用量的1.44倍。在操作平倍。在操作平均温度为均温度为20，压强为，压强为101.3103Pa下，气下，气液平衡关系为液

33、平衡关系为Y=0.755X；气相体积吸收总系；气相体积吸收总系数数KY为为314Kmol/（m3.h）。）。n试求所需填料层高度试求所需填料层高度Z。hKmol/9.47291390空气V(47.9(0.01330.0000665)36/0.013320.755)121V YYKmol hYXmL Lminmin=实际吸收剂用量度实际吸收剂用量度L=1.44L=1.4436=51.8Kmol/h 36=51.8Kmol/h 空气KmolKmoNH/30133.013303103.1011330Y Y1 1=空气KmolKmoNH/3Y Y2 2=0.0133(1-0.995)=0.000066

34、5=0.0133(1-0.995)=0.0000665x x2 2=0,m=0.755=0,m=0.755OKmolHKmolNHLYYV2321/0122.08.51)0000665.00133.0(9.47)(X1=Y Y1 1*=0.755 X=0.755 X1 1=0.755=0.7550.0122=0.0092 Y0.0122=0.0092 Y2 2*=0 =0 0041.00092.00133.0*111YYY0000665.000000665.0*222YYY000978.00000665.00041.0ln0000665.00041.021ln21YYYYYmmYYYaKVZm

35、Y11.4000978.08.0414.30000665.00133.0(9.47221n2.在逆流操作的填料塔中，用清水吸收焦炉气在逆流操作的填料塔中，用清水吸收焦炉气中的氨，氨的浓度为中的氨，氨的浓度为8g/标准标准m3，混合气体的，混合气体的处理量为处理量为4500标准标准m3/h。氨的回收率为。氨的回收率为95%，吸收剂的用量为最小用量的，吸收剂的用量为最小用量的1.5倍。空倍。空塔气速为塔气速为1.2m/s。气相体积吸收系数为。气相体积吸收系数为0.06kmol/(m3h)。操作压强为。操作压强为101.33kPa、温度为温度为30，在操作条件下气液平衡关系为，在操作条件下气液平衡关

36、系为Y=1.2X。试求：。试求：n1.用水量用水量(kg/h)；n2.塔径和塔高（塔径和塔高（m）；）；3、解：、解：1.用水量用水量18/(17 1000)0.01051/22.4y1110.01050.010611 0.0105yYy21(1)0.0106(1 0.95)0.00053YY*110.01060.008831.2YXm2045001(1 0.0105)0.0552/360022.4XVkmol s12min*120.01060.000530.05520.063/0.008830YYLVkmol sXXmin1.51.5 0.0630.0945/6120/LLkmol skg

37、hmuVDsmVss21.12.114.3387.144/387.12733027336004500300053.000354.000588.02.10106.000589.0)00053.00106.0(0945.00552.0)(22221112211YmXYYmXYYXYYLVX00159.000053.000354.0ln00053.000354.0ln2121YYYYYm)/(06.0,149.121.1443222hmkmolKmDYmYYYKVZmY1.500159.000053.00106.0149.106.00552.0213、有一填料吸收塔，填料层高、有一填料吸收塔，填料层

38、高m，塔径，塔径m，处，处理丙酮的空气混合气，其中空气的流量为理丙酮的空气混合气，其中空气的流量为92kmol/h，入塔气浓度，入塔气浓度Y1=0.05(摩尔比，下摩尔比，下同同)，操作条件为，操作条件为101.33kPa，25，用清水逆，用清水逆流吸收，出塔水浓度流吸收，出塔水浓度X1=0.0194，出塔气浓度，出塔气浓度Y2=0.0026，平衡关系为，平衡关系为Y2X，试求：，试求：（）（）；（）目前情况下每小时可回收多少丙酮？（）目前情况下每小时可回收多少丙酮？（）若把填料层增加（）若把填料层增加3m，每小时可回收多少，每小时可回收多少丙酮？丙酮？)/(3hmkmolKYa解：（）解：（

39、）OGYaOGOGNKVNHZOGYaNZVKhkmolXXYYVL/782240194.00026.005.0922121水819078224922LVms1211110 051 0 8190 8191 0 8190 00268 06OGYNInsssYIn hmkmolKya32/1890681785.0592(2)每小时可回收丙酮每小时可回收丙酮hkmolYYV/3614)002600050(92)(21（3 3）填料层的增加实际是增加了传质单元）填料层的增加实际是增加了传质单元数，提高了分离效果。数，提高了分离效果。mZ8不变62.006.85OGOGNZH819.819.01819.

40、0111119.129.1262.082121 oYYInsYYsInsHZNOGOG819.0181.0213349.2YYe000952.02Y每小时可回收丙酮 hkmolYYV/514)000952.0050(92)(21总复习总复习一、判断题一、判断题1.在精馏塔内任意在精馏塔内任意1块理论板，其气相露点温度大于液相块理论板，其气相露点温度大于液相的泡点温度。（的泡点温度。（）2.组分组分A和和B的相对挥发度的相对挥发度=1的混合溶液不能用普通精的混合溶液不能用普通精馏的方法分离。（馏的方法分离。（）3.根据恒摩尔流假设，精馏塔、提馏塔内气、液两相的摩根据恒摩尔流假设，精馏塔、提馏塔内

41、气、液两相的摩尔流量一定相等。（尔流量一定相等。（）4.当分离要求和回流比一定时，进料的当分离要求和回流比一定时，进料的q值越大，所需总值越大，所需总理论板数越多。（理论板数越多。（）5.精馏段操作线方程为精馏段操作线方程为y=0.65x+0.4，绝不可能。（，绝不可能。（）答案：答案：1.2.3.4.5.二、选择题二、选择题1.精馏的操作线为直线，主要是因为（精馏的操作线为直线，主要是因为（）A 理论板假定；理论板假定；B 理想物系；理想物系；C 塔顶泡点回流；塔顶泡点回流；D 恒摩恒摩尔流假定尔流假定 2某二元混合物，其中某二元混合物，其中A为易挥发组分。液相组成为易挥发组分。液相组成XA

42、=0.5时泡点为时泡点为t1，与之相平衡的气相组成，与之相平衡的气相组成Ya=0.75时，相应的露点为时，相应的露点为t2，则（，则（）.A t1=t2 B t1t2；C t1t2 D 无法判断无法判断3.操作中连续精馏塔操作中连续精馏塔,如果采用的回流比小于原回流比如果采用的回流比小于原回流比,则则().A XD、XW均增加；均增加；B XD减少，减少，XW增加；增加；C XD、XW均不变；均不变；D 不能正常操作。不能正常操作。答案：答案：1.D 2.A 3.Bn1.某二元理想物系的相对挥发度为某二元理想物系的相对挥发度为2.5，全回，全回流操作时，已知塔内某块理论板的气相组成为流操作时，

43、已知塔内某块理论板的气相组成为0.625，则下层塔板的气相组成为，则下层塔板的气相组成为 。n答案：答案：0.4n2.连续精馏操作时，操作压力越大，对分离连续精馏操作时，操作压力越大，对分离越越 ，若进料气液比为，若进料气液比为4:1（摩尔）时，则（摩尔）时，则进料热状况参数为进料热状况参数为 。n答案：不利；答案：不利；0.2n 3.当分离要求和回流比一定时，当分离要求和回流比一定时，进料进料的值最小，此时分离所需的理论板数的值最小，此时分离所需的理论板数 。n答案：过热蒸气；最多答案：过热蒸气；最多n4.若原料组成、料液量、操作压力和最终温度若原料组成、料液量、操作压力和最终温度都相同，二

44、元理想溶液的简单蒸馏和平衡蒸馏都相同，二元理想溶液的简单蒸馏和平衡蒸馏相比较的结果有：所得馏出物平均浓度相比较的结果有：所得馏出物平均浓度_；所得残液浓度；所得残液浓度_;馏出物馏出物总量总量_。n答案：简单蒸馏的馏出物平均浓度大于平衡答案：简单蒸馏的馏出物平均浓度大于平衡蒸馏的馏出物平均浓度；两种情况的残液浓蒸馏的馏出物平均浓度；两种情况的残液浓度相同；平衡蒸馏的馏出物总量大于简单蒸度相同；平衡蒸馏的馏出物总量大于简单蒸馏的馏出物总量。馏的馏出物总量。n5.当增大操作压强时，精馏过程中物系的相对当增大操作压强时，精馏过程中物系的相对挥发度挥发度 ，塔顶温度，塔顶温度 ，塔釜温度，塔釜温度 。

45、n 答案：减小；增加；增加答案：减小；增加；增加n6.某二元理想溶液中轻组分组成为某二元理想溶液中轻组分组成为0.4（摩尔（摩尔分数），经平衡蒸馏后，闪蒸罐顶的气体量与分数），经平衡蒸馏后，闪蒸罐顶的气体量与罐底的液体量的比率为（摩尔），相对挥发度罐底的液体量的比率为（摩尔），相对挥发度为为2.5，闪蒸后气相中易挥发组成为，闪蒸后气相中易挥发组成为 _,液相中易挥发组成为液相中易挥发组成为 _.n答案：答案：0.688；0.312 n例例1、在连续精馏塔中，分离某二元理想溶液。、在连续精馏塔中，分离某二元理想溶液。进料为汽进料为汽-液混合物进料，进料中气相组成为液混合物进料，进料中气相组成为0

46、.428，液相组成为，液相组成为0.272，进料平均组成，进料平均组成xf=0.35，假定进料中汽、液相达到平衡。要，假定进料中汽、液相达到平衡。要求塔顶组成为求塔顶组成为0.93（以上均为摩尔分率），料（以上均为摩尔分率），料液中易挥发组分的液中易挥发组分的96%进入馏出液中。取回进入馏出液中。取回流比为最小回流比的流比为最小回流比的1.242倍。试计算倍。试计算（1）塔底产品组成；（）塔底产品组成；（2）写出精馏段方程；）写出精馏段方程；（3）写出提馏段方程；）写出提馏段方程；n（4）假定各板效率为）假定各板效率为0.5，从塔底数起的第一，从塔底数起的第一块板上，上升蒸汽的组成为多少？块板

47、上，上升蒸汽的组成为多少？解：解：nn 0223.0361.0193.0361.035.01 361.093.035.096.0 ,96.0 1FDxFDxDFDxFxWDxFxxWxDxFxWDFFDFxDxDfDfDfwwDffD得：由 0.2722 0.428 ,211110.2722 1 1 1 0.3nnnffFaxayaaxaxyxqqLLqFxFqxFq yF 平衡线方程为：在汽、液混合进料中，可视为进料中液相所占分率，则气相所占分率为50.27210.428 0.5 0.50.35 0.7110.5 10.5 1 fqqqxqyxxyxqq 进料线方程为：22 2.30.701

48、0.70.272 0.4280.930.428 3.220.4280.272 1.2421.242 3qqDqmqqmxyxxxyxxyxyRyxRR 联立求解平衡线与进料线的交点.224.040.93 114 14 1 0.80.186DnnnnnxRyxxRRyx精馏段方程为：即：0109.049.11361.05.0361.040223.01361.01361.05.0361.045.0361.04111 311mmmwmwmwmwmmxyxFDqFDRxFDxFDqFDRqFDRFDqFRDxFDxFDqFRDqFRDWqFLWxxWqFLqFLWLWxxWLLyn1.当气体处理量及初

49、、终浓度已被确定，若当气体处理量及初、终浓度已被确定，若减少吸收剂用量，操作线的斜率将减少吸收剂用量，操作线的斜率将_，其结果是使出塔吸收液的浓度其结果是使出塔吸收液的浓度_，而吸，而吸收推动力相应收推动力相应_。n答案：变小；变大；变小答案：变小；变大；变小n2.传质单元数及反映传质单元数及反映 _。则与设备。则与设备的型式、设备中的操作条件有关的型式、设备中的操作条件有关,表示表示_,是吸收设备性能高低的反映。是吸收设备性能高低的反映。n答案：分离任务的难易；完成一个传质元所需答案：分离任务的难易；完成一个传质元所需的填料层高度的填料层高度 n3.难溶气体属难溶气体属_控制，主要传质阻力集

50、控制，主要传质阻力集中于中于_側。側。n答案：液膜；液膜答案：液膜；液膜 n4.生产中常见的脱吸方法有生产中常见的脱吸方法有_,_和和_。n答案：通入惰性气体；通入水蒸气；降压答案：通入惰性气体；通入水蒸气；降压 选择题选择题1.下述说法中错误的是下述说法中错误的是_。A.理想溶液满足拉乌尔定律，也满足亨得定律；理想溶液满足拉乌尔定律，也满足亨得定律；B.理想溶液满足拉乌尔定律，但不满足亨利定律；理想溶液满足拉乌尔定律，但不满足亨利定律；C.非理想稀溶液满足亨利定律，但不满足拉乌尔定非理想稀溶液满足亨利定律，但不满足拉乌尔定律；律；D.服从亨利定律并不说明溶液的理想性，服从服从亨利定律并不说明