1.某连续精馏塔进料液中含易挥发组分55%(摩尔百分数，下同)（与此相平衡的汽相组成为75% ），要求塔顶产品含易挥发组分95%，饱和液体进料。试求：(1)求最小回流比。(2)若加料板上液体组成与进料组成相同，回流比为最小回流比的1.5倍时，求进料板上一板流下的液体组成。
***答案*** Rmin=（xD－ye）/（ye－xe）＝(0.95-0.75)/(0.75-0.55)=1，
xF＝xF，yF=[R/(R+1)]xF-1＋xD/(R+1) ， 0.75=[1.5/(1.5+1)] xF-1＋0.95/(1.5+1)， x F-1＝0.62 2. 用连续精馏塔每小时处理100 kmol含苯40%和甲苯60%的混合物，要求馏出液中含苯90%，残液中含苯 1%（组成均以kmol%计）。试求：(1)馏出液和残液各多少kmol.h -1。 (2)饱和液体进料时，已估算出塔釜每小时汽化量为132kmol，问回流比为多少？ ***答案*** ①F=D+W Fx F＝DxD＋WxW W=56.2kmol.h -1 D=43.8kmol.h -1 ②∵q=1 V'=V ∴L=V-D=132-43.8=88.2 R=L/D=88.2/43.6=2.02
3. 用常压精馏塔分离双组分理想混合物，泡点进料，进料量100kmol.h-1， 加料组成为50%,塔顶产品组成xD＝95％，产量 D＝50kmol.h-1，回流比R=2Rmin，设全塔均为理论板，以上组成均为摩尔分率。相对挥发度α＝3。求：(1).Rmin(最小回流比) (2).精馏段和提馏段上升蒸汽量。 （3）.列出该情况下的精馏段操作线方程。
4.在连续精馏塔中分离两组分理想溶液。已知原料液组成为0.6(摩尔分数，下同)，馏出液组成为0.9，釜残液组成为0.02，泡点进料，物系的平均相对挥发度为3。试求：
(1) 每获得1 kmol/h馏出液时的原料液用量F；（W＝0.52 kmol/h，F＝1.52 kmol/h。） (2) 若回流比为1.5，它相当于最小回流比的多少倍？（3.99）
(3) 假设原料液加到加料板上后，该板的液相组成仍为0.6，求上升到加料板上的气相组成。 （0.721）
x?0.271；q线方程为5. 在一双组分连续精馏塔中，已知精馏段操作线方程为y?0.715y?2.81x?0.91，求：(1) 回流比及进料热状况参数；（q＝1.55）
(2) 馏出液及原料液组成； （xD?0.951，xF?0.501）
(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汽组成为0.86，则此时的馏出液组成又为多少？（xD'?0.98）
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化工原理吸收复习
基本原理与概念
气液相平衡： 物料平衡： 在总压P、温度T一定时的气液平衡关系： 全塔物料衡算；VB(Y1-Y2)=Ls(X1-X2)
PA*=f（CA） （由实验确定） 塔顶与塔任一截面间
的物料衡算:
PA*=ExA 适合低浓度气体 V(y1-y2)=L(x1-x2) PA*=CA/H
稀溶液*1 yA*=mXA 吸收操作线方程: （
L亨利
L定律） YA*=
mX?mX1?(m?1)X
y?Vx?(y2?Vx2)
传质速率方程 物料平衡与传质速率方程结合(以填料层中微元高dh为例): NA=kG(P-Pi)=kL(Ci-C) Kya(y-y*)Sdh=GSdx=LSdx 推出填料
高度的公式
Vy?V2y2被吸收的溶质量NA=KG(P-P*)=KL(C*-C) 吸 η= ?11V1y1进塔气体中的溶质量NA=ky(y-y*)=Kx(x*-x) 收 低浓度气体η=
y1?y2y1
NA=Ky(y-y*)=Kx(x*-x) 率η 定义：气体吸收操作中液体流率与气体流率之比。L/V即操作线斜率， 它可影响吸收质量和本。一个技术指标，亦是一个经济指标。 液气比L/V (L)min?VdCAy1?y2LL_______()?(1.1~1.2)()min 分子扩散基本定律：JA??DABdZx1*?x2V操V
单向扩散传递速率： NACADP?JA?N?(P?PAiCRTZGPBmA) NA?ZLCCLDm(CAi?CA)?kL(CAi?CA)
提高吸收率的两种途径： 溶剂改性
改变平衡关系： 降低温度 增加传质推动力 提高压力 增加液气比L/V 用新型填料如环鞍型，Mellapak填料
减少传质阻力 改变操作条件如改变V、L流率或温度、压力 对数平均推动力：?Ym?
?Y1??Y2ln(?Y1??Y2) 当ΔY1/ΔY2小于2时，可用算术平均推动力：?Ym??Y1??Y22
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计算填料层高度Z的两种方法：
利用传质单元数计算塔高方法：NOG-气相总传质单元数；HOG-气相总传质单元高度 1、 平均推动法（适合平衡线、操作线为直线）Z= HOG*NOG=KVY?a?Y1?Y2X1?X2L???YmKX?a?Xm
2、吸收因数法（适合平衡线为过原点的直线，操作线为直线）：NOG 查图 ；HOG=V/KYa 3、图解积分法：NOG=?Y2Y1dYY?Y? （图解积分），HOG=
VKY?a, Z=NOG×HOG
4、近似图解法：根据传质单元数的定义，由图解法求NOG
利用理论板求塔高： Z=N理论板数×H等板高度，Z=N理/η板×板间距
习题讲解
【例7-1】 操作中的吸收塔，当生产任务一定，若吸收剂用量小于最小用量，则吸收效果____ __ __。
【解题思路】所谓最小液气比及最小吸收剂用量是针对一定的分离任务而言的，当实际液气比或吸收剂用量小于最小值时，则吸收效果达不到给定的分离要求。 【答案】达不到要求
【例7-2】 对逆流操作的填料吸收塔，当脱吸因数s>1时，若塔高为无穷大，则气液两相将于塔____达到平衡。
【解题思路】因平衡线的斜率大于操作线的斜率，故操作线无限延长（塔高无限大）时，将 在高浓度端与平衡线相交，即两相在塔底达到平衡。 【答案】底
【例7-3】s1,s2,s3是3种气体在吸收过程中的脱吸因数，已知s1?s2?s3，且吸收过程的操作条件相同，试将3种气体按溶解度大小排序如下_______。 【解题思路】操作条件相同，VL相同，由s?mV可知当 s1?s2?s3有 Lm1?m2?m3，而m值愈大，表明气体溶解度愈小。
【答案】第3种最大，第2种次之，第1种最小
例7-4】欲得到一定浓度的溶液，对易溶气体所需的分压_____,而对难溶气体所需的分压则_____。
【解题思路】由亨利定律P?Ex难溶气体的E值很大，故需要的分压高，而易溶气体的E值很小,故需要的分压低。 【答案】较低，很高
【例7-5】 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______，其结果是使出塔吸收液的浓度______，而吸收推动力相应_______。
【解题思路】由题意知V、y1、y2已经确定，减少L用量意味着液气比减小，因低浓度端 已固定，故操作线斜率变小且向平衡线靠近，使传质推动力变小。又由物料衡算：
V(y1?y2)?L(x1?x2)?常数 可知当x2一定时，L减小，x1必增大。
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【答案】变小；变大；变小
【例7-6】对常压下低浓度溶质的气液平衡系统,当液相总浓度增加时，其相平衡常数m将 。
【解题思路】由亨利定律 y?mx?mcA c式中 cA 溶质的浓度，kmolm3； c 溶液总浓度，kmolm3； 由题知y，cA不变，c增加，故m必增大。
【答案】增大
【例7-7】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Y=2X，操作液气比
L?2，入塔气中含0.007（摩尔分数，下同），出塔液相浓度V为0.003, 则气相总传质单元NOG? 。若将填料塔改为板式塔，则理论板数NT=
。
【解题思路】由物料衡算求Y2??V?Y1?Y2??L?X?X2??1?。
??X2?0
所以 Y2?Y1?L?2 Y1?0.007 VLX2?0.007?2?0.003?0.001 VmV?1,可知平衡线与操作线相互平行，二线间垂直距离处处相等，故用对数平由于s?L均推动力法求NOG。
?Ym??Y2?Y2?mX2?Y2
NOG?Y1?Y2Y1?Y20.007?0.001?6 =?0.001?YmY2当s?1时，有 NT?NOG?6 【答案】６；６
自测题
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