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一、简答题

1． 欲提高填料吸收塔的回收率，应从哪些方面着手？

【答案】（1）降低操作温度或增大压力，可使吸收速率提高，使回收率提高；（2）在保证不发生“液泛”的前提下，适当増大气速；（3）适当增大吸收剂的用量（增大喷淋密度），可使回收率提高（但会导致操作费增大，溶液浓度x 下降）；（4）喷淋液体应均匀，并保证填料被充分润湿；（5）可适当增加填料层高度。

2． 评价板式塔塔板性能的标准有哪些？

【答案】通过能力大、塔板效率高、塔板压降低、操作弹性大、结构简单、制造成本低。

3． 何谓萃取操作的选择性系数？什么情况下

【答案】选择性系数定义如下:溶物系），

当组分B 不溶解于溶剂S 时（完全不互

二、计算题

4． 用连续精馏塔分离某双组分混合液，混合液中含易挥发组分塔顶产品浓度

塔顶易挥发组分的回收率

（摩尔分率，下同），原

要求

料以饱和液体状态加入塔中部，塔顶全凝，泡点回流。操作条件下物系的相对挥发度

塔釜间接蒸汽加热。试求:

（1）完成上述分离任务的最小回流比；

（2）若操作回流比取最小回流比的1.5倍，则进入塔顶第一块塔板的汽相组成为多少？ 【答案】（1）饱和液体进料可知q=l，因此因为α=2.5, 所以相平衡方程为

可得:

从而

（2）操作回流比精馏段操作线方程

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由相平衡方程得:

将X 1代入精馏段操作线方程得:

5． 在一常压连续操作的精馏塔中分离某双组分混合液，已知该物系的平均相对挥发度为3.2。进料量为1000kmol/h，饱和蒸气进料，进料中易挥发物的组成用间接加热，塔顶采用全凝器。试计算

:

（1

）精馏段和提馏段上升的蒸气量；

（2）从塔顶数起的第二块理论板上升的蒸气组成为多少；

（3）现因结垢导致再沸器换热能力下降，若维持原来的进料量、进料组成、进料热状况和塔顶产品量不变

，分析塔顶产品浓度和塔底产品浓度将如何变化？

【答案】

（1）全塔物料衡算:

把

代入解得:

（2）精馏段操作线方程为:

由a=3.2得相平衡方程为:

利用逐板计算法计算

（3）因结垢导致再沸器换热能力下降，从而导致变，所以V

减少，而D 保持不变，根据段操作线靠近平衡线，不利于分离，因此不变，而

减小时，

增加。

要求塔顶产品中易挥发组成

（以上均为摩尔分率），料液中易挥发组分的

90%由塔顶馏出。取回流比为3.5。塔爸采

减少，而进料和进料状态不

可知R 减小，精馏段操作线斜率减小，又由全塔物料衡算可知，当

减小，精馏

都

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6． —定量的液体在圆形直管内作层流流动。若管长不变，而管径减至原有的1/2, 问因摩擦阻力而产生的压降为原有的若干倍。

【答案】由摩擦阻力而产生的压降计算公式如下:

当管径发生变化时，如题意知

其中流量不变则流速变为原来的4倍，

变为原来的0.5倍，代入公式得:

7． 用填料吸收塔处理低浓度气体混合物，现因生产要求希望气体处理量增大但吸收率不下降，有人说只要按比例增大吸收剂的流量（即L/G不变）就能达到目的，这是否正确？

G 的增加比率相同，【答案】由于L 、因此减少，又S 不变，故

的增加比率不及G 的増加比率，从而下降，导致

上升（因为

增加

，

、m 不变），

吸收率下降。因此按比例增大L 达不到要求。若要维持吸收率不下降，L 的增大比率要超过G 的增加比率，即L/G增大。

8． 在一套管换热器中，用冷却水将空气由100°C 逆流冷却至60°C , 冷却水在流动，其进出口温度分别为15°C 和25°C 。已知此时空气和水的对流传热系数为

水侧的污垢热阻为

计。试问在下述新情况下，K 、

（1）空气的流量增加20%；

（2）水的流量增加20%。设气、水的对流传热系数均与其流速的0.8次方成正比，管壁热阻可忽略。

【答案】空气的对传热量的影响不大。

在原工况下，空气的

的内管中

空气侧的污垢热阻忽略不

、Q 的变化比率是多少？

小，是主要热阻所在，故情况（1）能使K 、Q 有较大增加，而情况（2）

，水侧的污垢热阻