1.68X 表示，试计算：

（1）每小时被吸收的丙酮量和水的最小用量为多少？

（2）若用水量为3200kg/h ，求溶液的出口浓度？在此情况下，塔进出口处的推动力ΔY

各为多少？

（3）若溶液的出口浓度 x1= 0.0305，求所需用水量，此用水量为最小用水量的多少倍？ （4）做图说明（2）、（3）两种情况操作时，那种所需的传质面积较小？为什么？ 10、在一逆流填料吸收塔中，用清水处理SO2混合气体。进塔气中含SO20.09（摩尔分率），

水的用量比最小用量大70%。要求SO2吸收量为2000kg / h , 操作条件下的气液平衡关系为Y= 26.7X，计算每小时用水量为多少立方米。

11、 需要设计用清水作吸收剂的填料塔，因算出的填料层高度与直径之比过大，拟改为两个高度较小的

塔联合操作，现提出以下几个流程方案，各种方案中（1）每塔L / V相等；（2）Yb1、YD、Ya2不变，设平衡关系服从亨利定律，试分别做出其平衡线与操作线的示意图，并比较这三种方案。 Y b1 1XDXa=0 Xa=0 Ya2XDYDXa=0 1Yb1YD2Ya21Yb12Ya2YD 2 Xb1XD Xb1 方案1 方案2 方案3 11、在逆流操作的填料塔中，用纯溶剂吸收某气体混合物中的可溶组分，若系统的平衡关系为Y = 0.4X。

试求：

（1）回收率为93%时的最小液气比（摩尔比）；

（2）当液气比为最小液气比的1.4倍，塔高不受限制时该系统的最大回收率。 （3）如果吸收因子A = 1.2，回收率为90%，并已知该系统的气、液相传质单元高度HL

和HG都是2 m， 其填料层高度为多少？？

13、混合气中含CO25%（体积），其余为空气。于30℃及2MPa下用水吸收，回收率为90%，溶液出口

浓度x1= 0.0004，混合气体处理量为224 m3 / h（操作状态），亨利常数E = 200MPa，液相体积总传质系数KLa = 50 kmol / （m3h (kmol / m3)），塔径为1.5m，求每小时用水量和填料层高度。

14、 在一逆流填料吸收塔中，用纯水吸收空气—氨混合气中的氨。入塔气体中含氨9%（体积），要求吸

收率为90%，水用量为最小用量的1.2倍，操作状态下平衡关系为Y*=1.8X，HOG=1m。试求： （1） 填料层的高度；

（2） 若改用含氨0.08%的稀氨水作吸收剂，Y1及其他条件不变，吸收率为多少？ （3） 画出两种情况下的操作线及平衡线的示意图。

15、有一吸收塔，填料层高度为3米，可以将含有NH3 6%（体积）的空气—氨混合气中的NH3 回收99%，

气体速率为600kg惰气 /（m2h），吸收剂用水，其速率为900 kg /（m2h）。在操作范围内，氨的气液平衡关系为Y* = 0.9X，KYa?W0.7，受液体速率影响很小，而W气是单位时间内通过塔截面的气

气体质量，试计算将操作条件作下列变动，所需填料层有何增减？ （1） 气体速度增加20%； （2） 液体速度增加20%；

假设气、液速率变动后，塔内不会发生液泛。

16、 已知某填料塔直径为1米，填料层的高度为4米。用清水逆流吸收空气混合物中的某可溶组分，该

组分进、出口浓度分别为8%和1%（摩尔分率），混合气流率为30kmol / h，操作液气比为最小液气比的1.24倍，相平衡关系为Y* = 2X，试计算： （1） 塔高为3米处气相浓度；

（2） 若塔高不受限制，最大吸收率为多少？

17、某厂有一填料吸收塔，直径为880mm，填料层高6m，所用填料为50mm拉西环，每小时处理2000m3g

丙酮-空气混合气（T = 298.15 K，P = 101.3 kPa），其中含丙酮5%（体积%）；用水作溶剂。塔顶放出废气中含丙酮0.263%（体积%），塔底排除的溶液每kg含丙酮61.2g；在此操作条件下，平衡关系Y = 2.0X。根据上述测得数据试计算： （1）气相体积总传质系数KYa ； （2）每小时回收多少丙酮；

（3）若保持气液流量V、L不变，将填料层高度加高3m，可以多回收多少丙酮。 18、在高度为5m的填料塔内，用纯溶剂除去混合气中的某组分，在操作条件下相平衡常数

m = 0.6 ，当L / V = 0.9时，溶质回收率可达90%。现改用另一种性能较好的填料在相同 条件下其吸收率可提高到95%，问此填料的体积传质系数是原填料的多少倍？

19、在逆流操作的填料塔中，用稀硫酸吸收空气中所含的氨（低浓度），溶液上方氨的分压为

零（相平衡常数 m = 0）。在下列两种情况下，气体与液体流率以及其他操作条件大致相 同，传质单元高度HOG都可取为0.5m，试比较所需的填料层高度有何不同？ （1） 要求回收率为90%； （2） 要求回收率为95%。

20、要从CCl4—空气混合物中吸收所含的CCl4，处理的混合气体量为1500kmol / h，混合气体中含CCl45%

（mol%）,回收率为90%，吸收塔操作压力为101.325kPa，温度为298K。有两股吸收液送入塔内，第一股含CCl42.26%（质量%）的煤油，其量为222 kmol / h ，从塔顶送入；第二股为含CCl413.7%（质量%）的煤油，其量为153 kmol / h ，在塔中段液体浓度与它相同处送入。在操作条件范围内，平衡曲线可表示为Y*= 0.13X，已知吸收过程属气膜控制，kG = 1.2 kmol / (m2.h.atm)，纯煤油的平均分子量为170， CCl4的分子量为154，塔径为3.5m，填料的比表面积 a = 110m2 / m3，试求： （1） 填料层高度；

（2） 第二股煤油应在距填料层顶部若干米处送入？

（3） 若将两股煤油相混，一起从塔顶送入，欲得到同样的回收率，塔高应为多少？

21、现有一填料塔，在301K和101.3kPa下，用清水吸收200 m3 / h 氨—空气混合物中的氨，使其含量从

5%（体积%）降低到0.04%（体积%）。出塔氨水浓度为最大浓度的80%，填料塔直径为0.5m，填料层体积为0.98m3，其平衡关系式为Y* = 1.4X，已知：KGa =0.272G0.35L0.36 kmol / (h.atm);G——混合气体的质量流速kg / (m2h)；L——液体的质量流速kg / (m2h)。问：该塔能否适用？为什么？

22、以2.5N的NaOH溶液在常压下吸收CO2—空气混合物中的CO2 。实验使用的填料塔为塔径350mm，

塔高3m，以19mm的拉西环填充。实验结果为：气速G’=0.34kg /(m2s)，液速L=3.94kg /(m2s)；入口气体中CO2含量为315ppm，而出口气体中CO2含量为31ppm；溶液密度为1100 kg/m3，吸收为气相扩散控制，问总气相传质系数KGa的值为多少？

23、空气和丙酮混合气体2000 m3 / h（标准状态），其中含丙酮10%（体积%），于293K和202.65kPa下，

在直径为0.62m的填料吸收塔中用水吸收，吸收率为80%，塔中选用25×25×3乱堆瓷环，比表面积a =200 m2 / m3，吸收系数KY = 0.6kmol /(m2.h)，吸收剂用量为最小用量的3倍，操作条件下的平衡数据如下表，试计算填料层高度。

X 0 0.0526 0.075 Y 0 0.0318 0.0425 0.111 0.0542 0.250 0.0776 0.430 0.0915 0.668 0.101 1.0 0.1095 第五章 蒸馏

1、在101.3kPa下，C6H6（A）与C6H5Cl（B）的饱和蒸汽压（kPa）和温度（K）的关系如下：

Tp0A0pB353.17101.3319.31363.15134.3927.78373.15177.9939.04383.15231.9853.68393.15297.3172.37403.15375.9795.86404.95402.63101.33 试计算：（１）C6H6（A）与C6H5Cl（B）的汽液平衡相组成，并画出t-x-y图； （２）平均相对挥发度（该溶液可视为理想溶液）。

２、如果C6H6（A）与C6H5Cl（B）的混合液中C6H6摩尔分率为0.5，根据上题的T-x-y图回答以下问题： （１） 此溶液开始沸腾的温度，以及此瞬间的蒸汽组成；

（２） 若将此溶液加热至388.15K，溶液的状态如何？各相组成又如何？

（３） 此溶液加热到什么温度时才能完全汽化为饱和蒸汽？此时蒸汽的组成又为多 少？

（４） 若要使此溶液得到初步分离，加热温度应控制在什么范围？

3、苯-甲苯混合物可视为理想体系，纯苯（A）和纯甲苯（B）的蒸汽压分别可用下式表示：

0lgPA?6.898?1206.35t?220.24lgPB0?6.953?1343.94 t?219.58式中P0 的单位为mmHg，t的单位为℃。今测的蒸馏釜中温度为108℃，釜液组成为4.3%（质量%），试求： （1）该蒸馏釜的操作压强； （2）与釜液呈平衡的蒸汽组成。

（3）当蒸馏釜的操作压强为500mmHg，组成为0.55（苯的摩尔分数）的蒸汽的温度和与此蒸

汽呈平衡的液相组成。

4、C6H6（A）与C6H5Cl（B）混合液在常压下进行简单蒸馏。其中C6H6（A）初始浓度为0.5（摩尔分

率，下同），最终液相产品浓度为0.36，且该体系为理想体系，平均挥发度为2.16，试求： （１） 所得气相产品的量和平均组成；

（２） 如改为平衡蒸馏，液相产品浓度仍为0.36，其气相产品的量和平均组成。

5、在连续精馏塔中分离CS2-CCl4混合液。已知原料液于泡点加入，流量为3500kg/h，其中含CS230%（质

量%，以下同），回流比为2.8，塔顶产品中含CS292%，馏出液回收率为62%，试求： （１） 塔顶产品量和塔底残液量及残液组成；

（２） 塔顶回流量及蒸馏釜汽化量（分别以kg/h及kmol/h表示）。

6、在连续精馏塔中分离乙醇-水混合液。原料液含乙醇63%（质量%，以下同），泡点进料；要求塔顶产

品量为1500kg/h，组成为90%，温度为78.3℃，其回收率为0.97，回流比为2.3，试求： ⑴ 塔顶及塔底产品量；

⑵ 蒸汽冷凝器中每小时所冷凝的蒸汽量。

7、在常压操作的连续精馏塔中分离含丙酮30%（摩尔%）混合物，分别计算20℃溶液进料、

饱和液体进料、饱和蒸汽进料时的q值。常压下丙酮-水体系的平衡数据如下表：

t(℃) x y 100 0.0 0.0 92.7 0.01 0.253 86.5 0.02 0.425 75.8 0.05 0.624 66.5 0.10 0.755 63.4 0.15 0.798 62.1 0.20 0.815 61.0 0.30 0.830 60.4 0.40 0.839 60 0.50 0.849 59.7 0.60 0.859 59.0 0.70 0.874 58.2 0.80 0.898 57.5 0.90 0.935 57.0 0.95 0.963 56.13 1.0 1.0 8、对于习题6的体系，如果原料流量为150 kmol/h，馏出液组成为96%，釜液组成为3%（均为mol%），回流比为2.5，试求上述三种进料状况下的汽、液相组成。 9、在某一连续精馏塔操作中，操作线方程可表示为：

精馏段：y = 0.76x + 0.23 ； 提馏段：y = 1.20x – 0.02 料液为饱和液体。试求回流比及原料液、馏出液、残液的组成。

10、在连续操作的精馏塔,精馏段操作线方程为y=0.75x+0.2075，q线方程为y= -0.5x+1.5zF，相对挥发度

为2.5，试求： （1）回流比R； （2）馏出液的组成xD；

（3）进料热状态参数q值，并判断进料热状态；

（4）当进料组成zF=0.44时，精馏段操作线与提馏段操作线交点处的x值为多少? （5）回流比为最小回流比的多少倍?

11、用一连续精馏塔分离两组份理想混合液。原料和馏出液中分别含A组分0.44、0.96（摩尔分率）。溶液的平均相对挥发度为2.35，最小回流比为1.62，试说明原料液的进料热状况，并求出q值。 12、在一常压连续精馏塔中分离苯-甲苯混合液。在回流比为2.48时测得精馏段某相邻三板的液相组成分别为0.70、0.63、0.51（摩尔分率），求下面两层塔板的气相与液相单板效率。苯-甲苯溶液的平均相对挥发度为2.48。

13、含甲醇35%（mol%，以下同）的甲醇水汽液混合物，在常压连续精馏塔中分离。进料速率为100 kmol/h，其中蒸汽量占1/2，操作回流比为3，进料中甲醇的96%进入馏出液中，要求馏出液的组成为93%。塔底的相对挥发度为7.54。试求： （１） 塔顶产品浓度； （２） 残液中甲醇含量；

（３） 塔内由下往上数塔釜以上第一块理论板上液体组成； （４） 若该板的气相板效率为0.52，则液体实际组成为多少？

14、在常压连续精馏塔中分离含丙酮25%（质量%，以下同）的丙酮水溶液，要求馏出液组成 为99%，原料液中有80%（摩尔）丙酮进入馏出液中。进料为泡点液体，操作回流比为最 小回流比的1.7倍，塔釜为间接蒸汽加热，试求：（丙酮水溶液平衡数据见习题7）