化工原理试题

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一. 填空题(30分)

1.简单蒸馏与平衡蒸馏的主要区别是 馏出液组成是否随时间变化,有无回流 2.精馏塔设计中,回流比越 ,所需理论板数越少,操作能耗越 但随着回流比的增大,操作费和设备费的总和将 。大, 多 ,存在一最小值 3.在进行筛板塔设计时,若增大板间距,则优点是 缺点是 允许的气速增大,所需塔径减小, 维修不便

4.气体通过塔板的阻力可视作是 、 和 阻

力之和。气体通过干板阻力,气体通过液层、表面张力引起的, 5.在多级逆流萃取中,当溶剂比为最小值时,理论级数为 ,此时 必有一条 线与 线重合. 无穷多 ,平衡联结线

的延长线 操作线 6.在两组分混合物分离时,间歇精馏适用于 场合,萃取精馏适用于 ,水蒸汽蒸馏适用于 场合小批量生产;分离相对挥发度较小的物系;分离沸点较高的不含水有机溶液,加入水蒸汽降低沸点。

7. 在板式塔设计中,哪些因素考虑不周时,易发生降液管液泛,请列举出其中二种情进制况: , 。降液管面积过小、气量大或液量大者说

8. 填料塔等板高度HETP的定义是: 气液两相在填料塔内逆流接触时, 是气液两相的主要传质面积。分离效果相当于一块理论板的填料层高度。填料上的液膜表面。 9. 在恒定干燥条件下用热空气干燥某湿物料。保持空气的流量,温度不变,而降低其湿度,则恒速阶段的干燥速率将 ,物料表面温度将 增大,降低

10. 脱吸操作是指______________________________________,常用的脱吸方法有_________ _等。使溶解于液相气体释放出来的操作,气体脱吸\\减压脱吸\\加热脱吸

11. 进料热状态参数q的物理意义是__________________________________ ,

饱和蒸汽q等于______________。以1Kmol/h进料为基准,提馏段中液体流量较

精馏段中液体流量增大的Kmol/h数,q=0

12. 在1atm下,不饱和湿空气温度为295K,当加热到375K时,绝对湿度??????,相对湿度 ,湿球温度 ,露点 。不变, 减小, 增大,不变 二.选择题(30分)

1.精馏过程中的操作线为直线,主要基于 ( B ) A.塔顶泡点回流 B.恒摩尔流假定 C.理想物系 D.理论板假定

2.在萃取操作中,一般情况下选择性系数为 ( A ) A.?> 1 B.?< 1 C.?= 1 D. ?= 0

3.利用直角三角形相图ABS进行A+B液相混合物的萃取计算时,习惯上用三角形的角顶点表示( A ),三角形内任一点表示( D )。 A. 纯溶剂 B. 纯稀释剂 C . 二元混合物 D. A+B+S三元混合物 E.萃取相和萃余相组成

4.在常压下苯的沸点为80.1℃,环己烷的沸点为80.73℃,为使这两组分的混合液能得到分离,可采用下列那种分离方法( C )

A.恒沸精馏 B. 普通精馏 C.萃取精馏 D.水蒸汽直接加热精馏 5. 根据双膜理论,当被吸收组分在液相中溶解度很小时,以液相浓度表示的总传质系数( B )

A.大于液相传质分系数 B. 近似等于液相传质分系数 C.小于气相传质分系数 D. 近似等于气相传质分系数

6. 在等速干燥阶段,在给定空气条件下,对干燥速率正确判断是:( C )

A.干燥速率随物料种类不同而有极大的差异; B. 干燥速率随物料水份不同而有极大的差异; C. 各种不同物料的干燥速率实质上是相同的; D. 不一定。

7. 板式塔中操作弹性最大的是 ( B )

A.筛板塔 B. 浮阀塔 C. 泡罩塔 8. 干燥中物料的平衡水分指的是( C )

A. 非结合水分 B. 自由水分 C. 结合水分 D. 临界水分

9. 精馏中引入回流,下降的液相与上升的汽相发生传质使上升的汽相易挥发组

分浓度提高,最恰当的说法是 ( D ) A.液相中易挥发组分进入汽相; B.汽相中难挥发组分进入液相;

C .液相中易挥发组分和难挥发组分同时进入汽相,但其中易挥发组分较多 D.液相中易挥发组分进入汽相和汽相中难挥发组分进入液相必定同时发生 10. 对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统,当总压增大时,亨利系数E将

_B____,相平衡常数m将_C____,溶解度系数H将___C__ A. 增大; B. 不变; C. 减小; D. 不确定。 三.问答题(15分)

1. 简述萃取操作中选择萃取剂的基本原则 1.(1)选择性系数要大于,选择性系数越大越易分离。 (2)稀释剂与萃取剂的互溶度要小。

(3)萃取剂回收的难易及经济性。萃取机与原料液中组分的相对挥发度要大,组成低的为易挥发组分。萃取剂为易挥发组分时,其汽化热要小,以节省能耗。 (4)萃取剂的其他物性:与分离混合物的密度差要大;界面张力要适中;粘度小,化学及热稳定性好,腐蚀性小。

2. 简述恒沸蒸馏原理,比较恒沸蒸馏与普通蒸馏的主要区别

2. 1)对沸点接近,相对挥发度接近于1的混合液,通过加入第三组分与原溶液中一个或二组分形成一个新的最低恒沸物,从塔顶蒸出,在塔底得到较纯的产品.2)普通蒸馏利用两组分相对挥发度差异进行分离,在塔顶得到低沸点的较纯组分.恒沸蒸馏利用加入第三组分,通过形成新的沸点较低恒沸物,将较少组分从塔顶蒸出,在塔底得至较纯组分.

3. 简述塔板负荷性能图中五条曲线及塔板的操作弹性 3. 雾沫夹带线、液泛线、气泡夹带线、液相下限线、漏液线。

操作线与负荷性能图上曲线的两个交点为塔上下操作的极限,两极限的气体之比称为塔板的操作弹性,弹性大说明塔适应变动负荷能力大操作性能好. 计算题(25分)

1.用精馏操作分离某双组分混合物,进料浓度为0.45(轻组分摩尔分率),泡

点进料,塔顶采出率D/F为 0.5(摩尔流量比),要求轻组分回收率为98% 。已知该物系的相对挥发度为2.5 ,

1.解:?1???DxD0.98?0.45?0.98?xD??0.882Fxf0.5W?0.5FFxf?DxD0.45?0.5?0.882xw???0.018W1?0.5求:1)塔顶,塔低产物的浓度 2)最小回流比

3)若回流比为 1.4,采出率不变,则塔顶产物理论上可达最高浓度为多少?

?3?xDmax?Rmin0.45?0.9D0.50.9?0.672??1.04?R?1.4?xDmax?0.90.672?0.45?Fxf

?2?yq?2.5xf1?1.5xfyq?xf??0.6720.882?0.672?0.950.672?0.45Rmin?xD?yq2. 在填料层高度为5.67m 的吸收塔中用清水吸收空气中的氨,已知混合气体含氨为 1.5%(体积),入塔气体流率 V=0.024Kmol/m2.s ,吸收率为 98%,用水量为最小用量的 1.2倍,操作条件下的平衡关系为 y=0.8x 。求所用的水量和填料层的体积吸收总系数。

2. 解:y2=y1(1-φA)=0.015×(1-0.98)=0.0003

L=1.2V(L/V)min=1.2V(y1-y2)/(y1/m)=1.2VmφA

=1.2×0.024×0.8×0.98=0.022kmol/m2s S=mV/L=0.85

??11ln??1?S??S?1?S?1??A?11???ln??1?0.85??0.85??14.151?0.85?1?0.98?Z5.67HOG???0.4mNOG14.15NOG?KYa?V/?0.024??0.0590.40.4

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