在1 atm， 0℃条件下，CO2在空气中的扩散系数为1.38×10-5 m2/s。若保持压力条件不...

李老师

在1 atm， 0℃条件下，CO2在空气中的扩散系数为1.38×10-5 m2/s。若保持压力条件不变，温度增加到25℃，则扩散系数变为          m2/s；若保持温度为0℃，压力增大到2 atm，则扩散系数变为          m2/s。
2. 30℃下CO2水溶液的亨利系数 1.885×105kPa，该温度下CO2分压为15kPa的混合气与含CO20.002kmol/m3的水溶液接触，CO2的传质方向为           。
3. 利用精馏塔分离二元理想混合物，进料量为100 kmol/h，进料摩尔分数为0.6，要求塔顶轻组分的摩尔分数不小于0.9，则塔顶产品量的最大值为          kmol/h。
4. 用纯溶剂吸收某二元混合气中的溶质。在操作范围内，体系的相平衡关系满足亨利定律，气液两相逆流操作。当入塔气体的浓度 下降时，而其它入塔条件不变，则气体的出塔浓度           ，溶质的吸收率           ，吸收液的出塔浓度           。
5. 当精馏塔进料为汽液混合物且汽液比为3∶2时，进料热状况参数为          。
6. 某连续精馏塔中，若精馏段操作线方程的截距为零，则精馏段操作线的斜率等于          ，回流比等于          。
7. 精馏过程设计时，降低操作压力，则相对挥发度          ，塔顶温度          ，塔底温度          。
8. 湿度为H0、相对湿度为0、干球温度为t0的湿空气，经过一个间接蒸汽加热的预热器后，空气的湿度为H1、相对湿度为1、干球温度为t1，则H0          H1，0          1，t0          t1。
9. 在恒定干燥条件下，已知： 10%， 30%，结合水为15%（均为干基）。今有湿料100kg，含水40%（湿基）与热空气长时间充分接触至平衡，则干燥过程除去非结合水          kg，降速阶段除去结合水          kg。
二、简答题（10分）
负荷性能图是重要的塔板分析技术，其示意图如下。
1. 简单说明各线的意义；
2. 如操作点为▲，试分析其操作状态，并给出合理的建议。


三、计算题（54分）
1.（20分）用板式精馏塔在常压下分离苯—甲苯溶液，塔顶为全凝器，塔底间接蒸汽加热，平均相对挥发度为2.47。进料量为150kmol/h，组成为0.4（摩尔分率）的饱和蒸汽。回流比为4。塔顶馏出液中苯的回收率为0.97，塔底残液中甲苯的回收率为0.95。求：
① 塔顶馏出液及塔底残液的组成；
② 精馏段及提馏段操作线方程；
③ 回流比与最小回流比的比值；
④ 塔顶第二块板上升的汽相组成。

2.（18分）某填料吸收塔中用纯溶剂逆流吸收某二元混合气中的组分A，已知填料层高4m，入塔气体的浓度为0.02（摩尔分率，下同），溶剂对A组分的吸收率为80%，出塔液相的组成为0.008，操作条件下的气液相平衡关系为 。求：
① 气相总传质单元数；
② 操作液气比为最小液气比的多少倍；
③ 若气、液相的量和进口组成保持不变，将该塔串联一个同样的塔，那么气相出口浓度是多少？
④ 如果该混合气经吸收后，出塔浓度仍然达不到环保要求，请问可以采取哪些措施提高溶剂对A组分的回收率？

3.（16分）以空气为干燥介质干燥某种湿物料，原空气的体积流量为1800m3/h，温度为30℃，湿度为0.012kg/kg。空气先经间壁式加热器预热至100℃后再进入干燥器；湿物料处理量为400kg/h ,要求从含水率10%干燥至0.5%（均为湿基），若干燥过程可视为等焓过程，试确定：
① 水分汽化量；
② 空气离开干燥器时的温度和湿度；
③ 加热器对空气提供的热量。