化工基础第五章习题课.ppt

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: 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 1. 单相内的分子扩散： 液相 气相 费克定律 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 气膜： 液膜： 2）总吸收速率 气相总吸收速率 总吸收阻力 液膜吸收阻力 气膜吸收阻力 液相总吸收速率 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] 液气比： qn ,L / qn,V ， 吸收率： 1)物料衡算与操作线 2)填料层高度的计算 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： 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 ⑶ q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： 2.连续精馏分析： 3.连续精馏的物料衡算： 塔顶易挥发组分回收率： 塔底难挥发组分回收率： 操作线： 精馏段操作线 提馏段操作线 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 ( ) A t1＜t2 B t3＞t2 C t3＜t1 D t1＞t2 5.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