华东理工大学：《化工原理》课程教学资源（习题）第十章

第十章习题 板式塔 1.某筛板塔在常压下以苯一甲苯为试验物系，在全回流下操作以测定板效率。今测得由 第九、第十两块板（自上向下数）下降的液相组成分别为0.652与0.489（均为苯的摩尔分率）。 试求第十块板的默弗里湿板效率。 2.甲醇一水精馏塔在设计时规定原料组成x0.40,塔顶产品组成0.90，塔釜残液组成 0.05(均为甲醇的摩尔分率)，常压操作。试用O°connell关联图估计精馏塔的总塔效率。 3.一板式吸收塔用NaOH水溶液吸收氯气。氯气的浓度为2%(mol),要求出塔浓度低于 0.002%。各块塔板的默弗里板效率均为50%，不计液沫夹带，求此塔应有多少块实际板。 NaOH溶液与氯气发生不可逆化学反应，可设相平衡常数m=O。 4.某厂常压操作下的甲苯一邻二甲苯精馏塔拟采用筛板塔。经工艺计算知某塔板的气相 流量为2900m3h,液相流量为9.2m3h。有关物性数据如下： 气相密度为3.85kgm3,液相密度为770kgm3, 液体的表面张力为17.5mN/m。 根据经验选取板间距为450mm,泛点百分率为80%，单流型塔板，溢流堰长度为75%塔 径。 试用弗尔的泛点关联图以估计塔径。 填料塔 5.某填料精馏塔用以分离氯仿-1,1-二氯乙烷，在全回流下测得回流液组成xD=8.05×103, 残液组成Xw=8.65×104(均为1,1-二氯乙烷的摩尔分率)。该塔的填充高度8m,物系的相对 挥发度为a=1.10,问该种填料的理论板当量高度(HETP)是多少？ 6.在装填（乱堆）25×25×2mm瓷质拉西环之填料塔内，拟用水吸收空气与丙酮混合气 中的丙酮，混合气的体积流量为800m3h,内含丙酮5%（体积）。如吸收是在101.3kPa、30 ℃下操作，且知液体质量流量与气体质量流量之比是2.34。试估算填料塔直径为多少米？（每 米填料层的压降是多少？) 设计气速可取泛点气速的60%。 思考题 1.板式塔的设计意图是什么？对传质过程最有利的理想流动条件是什么？ 2.鼓泡、泡沫、喷射这三种气液接触状态各有什么特点？ 3.何谓转相点？ 4.板式塔内有哪些主要的非理想流动？ 5.夹带液泛与溢流液泛有何区别？ 6.板式塔的不正常操作现象有哪几种？ 7.为什么有时实际塔板的默弗里板效率会大于1？ 8.湿板效率与默弗里板效率的实际意义有何不同？ 9.为什么既使塔内各板效率相等，全塔效率在数值上也不等于板效率？ 10.筛板塔负荷性能图受哪几个条件约束？何谓操作弹性？ 11.评价塔板优劣的标准有哪些？ 12.什么系统喷射状态操作有利？什么系统泡沫状态操作有利？ 13.填料的主要特性可用哪些特征数字来表示？有哪些常用填料？ 14.何谓载点、泛点？ 15.何谓等板高度HETP? 16.填料塔、板式塔各适用于什么场合？

第十章 习题 板式塔 1．某筛板塔在常压下以苯―甲苯为试验物系，在全回流下操作以测定板效率。今测得由 第九、第十两块板（自上向下数）下降的液相组成分别为 0.652 与 0.489（均为苯的摩尔分率）。 试求第十块板的默弗里湿板效率。 2．甲醇－水精馏塔在设计时规定原料组成 xf=0.40，塔顶产品组成 0.90，塔釜残液组成 0.05（均为甲醇的摩尔分率），常压操作。试用 O’connell 关联图估计精馏塔的总塔效率。 3．一板式吸收塔用 NaOH 水溶液吸收氯气。氯气的浓度为 2%(mol)，要求出塔浓度低于 0.002%。各块塔板的默弗里板效率均为 50%，不计液沫夹带，求此塔应有多少块实际板。 NaOH 溶液与氯气发生不可逆化学反应，可设相平衡常数 m=0。 4．某厂常压操作下的甲苯－邻二甲苯精馏塔拟采用筛板塔。经工艺计算知某塔板的气相 流量为 2900m3 /h，液相流量为 9.2m3 /h。有关物性数据如下： 气相密度为 3.85kg/m3 ，液相密度为 770kg/m3 ， 液体的表面张力为 17.5mN/m。 根据经验选取板间距为 450mm，泛点百分率为 80%，单流型塔板，溢流堰长度为 75%塔 径。 试用弗尔的泛点关联图以估计塔径。 填料塔 5．某填料精馏塔用以分离氯仿-1,1-二氯乙烷，在全回流下测得回流液组成xD = 8.05×10-3， 残液组成 xW=8.65×10-4（均为 1,1-二氯乙烷的摩尔分率）。该塔的填充高度 8m，物系的相对 挥发度为α=1.10，问该种填料的理论板当量高度（HETP）是多少？ 6．在装填（乱堆）25×25×2mm 瓷质拉西环之填料塔内，拟用水吸收空气与丙酮混合气 中的丙酮，混合气的体积流量为 800m 3 /h，内含丙酮 5%（体积）。如吸收是在 101.3kPa、30 ℃下操作，且知液体质量流量与气体质量流量之比是 2.34。试估算填料塔直径为多少米？（每 米填料层的压降是多少？） 设计气速可取泛点气速的 60%。 思 考 题 1. 板式塔的设计意图是什么? 对传质过程最有利的理想流动条件是什么? 2. 鼓泡、泡沫、喷射这三种气液接触状态各有什么特点? 3. 何谓转相点? 4. 板式塔内有哪些主要的非理想流动? 5. 夹带液泛与溢流液泛有何区别? 6. 板式塔的不正常操作现象有哪几种? 7. 为什么有时实际塔板的默弗里板效率会大于 1? 8. 湿板效率与默弗里板效率的实际意义有何不同? 9. 为什么既使塔内各板效率相等, 全塔效率在数值上也不等于板效率? 10. 筛板塔负荷性能图受哪几个条件约束? 何谓操作弹性? 11. 评价塔板优劣的标准有哪些? 12. 什么系统喷射状态操作有利? 什么系统泡沫状态操作有利? 13. 填料的主要特性可用哪些特征数字来表示? 有哪些常用填料? 14. 何谓载点、泛点? 15. 何谓等板高度 HETP? 16. 填料塔、板式塔各适用于什么场合? 1