用煤油从苯蒸气与空气的混合物中回收苯，要求回收99%。入塔的混合气中含苯2%...

问答题用煤油从苯蒸气与空气的混合物中回收苯，要求回收99%。入塔的混合气中含苯2%（摩尔分数）；入塔的煤油中含苯0.02%（摩尔分数）。溶剂用量为最小用量的1.5倍，操作温度为50℃，压力为100kPa，相平衡关系为Y^*=0.36X，气相总传质系数K_Ya=0.015kmol／（m³.s）。入塔混合气单位塔截面上的摩尔流量为0.015kmol／（m².s）。试求填料塔的填料层高度，气相总传质单元数用对数平均推动力法及吸收因数法的计算式计算。

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1.问答题 在板式精馏塔中分离相对挥发度为2的两组分溶液，泡点进料。馏出液组成为0.95（易挥发组分的摩尔分数），釜残液组成为0.05，原料液组成为0.6。已测得从塔釜上升的蒸气量为93kmol/h，从塔顶回流的液体量为58.5kmol/h，泡点回流。试求
（1）原料液的处理量；
（2）操作回流比为最小回流比的倍数。

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2.问答题 在连续操作的精馏塔中分离两组分理想溶液。原料液流量为50kmol/h，要求馏出液中易挥发组分的收率为94%。已知精馏段操作线方程为y=0.75x+0.238；q线方程为y=2-3x。试求
（1）操作回流比及馏出液组成；
（2）进料热状况参数及原料的总组成；
（3）两操作线交点的坐标值x_q及y_q；
（4）提馏段操作线方程。

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3.问答题 在常压连续精馏塔中分离A、B两组分理想溶液。进料量为60kmol/h，其组成为0.46（易挥发组分的摩尔分数），原料液的泡点为92℃。要求馏出液的组成为0.96，釜液组成为0.04，操作回流比为2.8。试求如下三种进料热状态的q值和提馏段的气相负荷。
（1）40℃冷液进料；
（2）饱和液体进料；
（3）饱和蒸气进料。

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4.问答题有一套管式换热器，内管为Φ57mm*3mm，外管为Φ114mm*4mm。内管中有流量为4000kg/h的苯被加热，进口温度为50℃，出口温度为80℃。套管的环隙中有绝对压力为200kPa的饱和水蒸气冷凝放热，冷凝的对流传热系数为10⁴W/（m².K）。已知内管的内表面污垢热阻为0.0004m².K/W ，管壁热阻及管外侧污垢热阻均不计。由于某种原因，加热水蒸气的绝对压力降至140kPa。这时，苯出口温度有何变化？应为多少度（设苯的对流传热系数值不变，平均温度差可用算术平均值计算）。

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5.问答题有一套管式换热器，内管为Φ57mm*3mm，外管为Φ114mm*4mm。内管中有流量为4000kg/h的苯被加热，进口温度为50℃，出口温度为80℃。套管的环隙中有绝对压力为200kPa的饱和水蒸气冷凝放热，冷凝的对流传热系数为10⁴W/（m².K）。已知内管的内表面污垢热阻为0.0004m².K/W ，管壁热阻及管外侧污垢热阻均不计。试计算完成上述处理量所需套管的有效长度

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6.问答题 在连续精馏塔中分离A、B两组分溶液。原料液的处理量为100kmol/h，其组成为0.45（易挥发组分A的摩尔分数），饱和液体进料，要求馏出液中易挥发组分的回收率为96%，釜液的组成为0.033。试求
（1）馏出液的流量和组成；
（2）若操作回流比为2.65，写出精馏段的操作线方程；
（3）提馏段的液相负荷。

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7.问答题有一套管式换热器，内管为Φ57mm*3mm，外管为Φ114mm*4mm。内管中有流量为4000kg/h的苯被加热，进口温度为50℃，出口温度为80℃。套管的环隙中有绝对压力为200kPa的饱和水蒸气冷凝放热，冷凝的对流传热系数为10⁴W/（m².K）。已知内管的内表面污垢热阻为0.0004m².K/W ，管壁热阻及管外侧污垢热阻均不计。试计算管壁对苯的对流传热系数

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8.问答题在100kPa压力下将组成为0.55（易挥发组分的摩尔分数）的两组分理想溶液进行平衡蒸馏和简单蒸馏。原料液处理量为100kmol，汽化率为0.44。操作范围内的平衡关系可表示为y=0.46x+0.549。试求两种情况下易挥发组分的回收率和残液的组成。

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9.问答题有一套管式换热器，内管为Φ57mm*3mm，外管为Φ114mm*4mm。内管中有流量为4000kg/h的苯被加热，进口温度为50℃，出口温度为80℃。套管的环隙中有绝对压力为200kPa的饱和水蒸气冷凝放热，冷凝的对流传热系数为10⁴W/（m².K）。已知内管的内表面污垢热阻为0.0004m².K/W ，管壁热阻及管外侧污垢热阻均不计。
计算加热水蒸气用量。

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10.问答题某制药厂现有一直径为0.6m，填料层高度为6m的吸收塔，用纯溶剂吸收某混合气体中的有害组分。现场测得的数据如下：V=500m³/h、Y₁=0.02、Y₂=0.004、X₁=0.004。已知操作条件下的气液平衡关系为Y=1.5X。现因环保要求的提高，要求出塔气体组成低于0.002（摩尔比）。该制药厂拟采用以下改造方案：维持液气比不变，在原塔的基础上将填料塔加高。试计算填料层增加的高度。

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