分離工程II復(fù)習(xí)題.答案

1、1 .簡述別離工程的定義別離工程是一門提供一定的原理及方法將混合物加以提純或別離的學(xué)科.2 .別離在工業(yè)過程中有什么作用？環(huán)境保護(hù),能源開發(fā)與利用,冶金行業(yè),食品工業(yè),核工業(yè),生化行業(yè)3 .什么是別離因子,其數(shù)學(xué)表達(dá)式是什么？影響別離因子的主要因素是什么？定義：任何一種別離過程中任意兩組分間能夠到達(dá)的別離程度稱為別離因子或別離因數(shù).sxi1xj1a；二數(shù)學(xué)表達(dá)式：xi2xj2影響因素：液體組成,傳遞速率,別離設(shè)備的結(jié)構(gòu)及流體流動的情況.4 .說出別離劑的種類并就每類別離劑列舉出3個以上的實(shí)例.能量別離劑：氫氧化鈉,醇胺類,液氮質(zhì)量別離劑：陽離子交換樹脂,水蒸氣,活性炭5 .什么是相平衡,從動力

2、學(xué)及熱力學(xué)來看,分別是什么狀態(tài)相平衡：由混合物或溶液形成假設(shè)干相,這些相保持物理平衡而共存狀態(tài).熱力學(xué)上看一物系的自由始最小動力學(xué)上看一相間表觀傳遞速率為零6 .理想系與完全理想系的區(qū)別氣相是理想氣體混合物、液相是理想溶液組成的體系稱為完全理想系；氣相是實(shí)際氣體,但可看作理想溶液,液相是理想溶液所組成的體系叫做理想系.7 .什么是逸度,如何求取逸度？定義：逸度就是校正過的壓力理想條件下：逸度等于組分分壓非理想情況下：逸度=分壓X逸度因子8 .什么是活度,如何求取活度？定義：活度就是校正過的摩爾分?jǐn)?shù)理想：活度等于組分摩爾分?jǐn)?shù)非理想：活度=摩爾分?jǐn)?shù)X活度因子9 .氣液相平衡的條件是什么？氣液相平衡

3、的條件是各相溫度、壓力及任意i組分的化學(xué)位均相等.10 .范德華方程的參數(shù)分別有什么意義？范德華對于內(nèi)壓力與b的導(dǎo)出都不盡完善,精確測定說明,a、b不但與氣體性質(zhì)有關(guān),也與溫度有關(guān).甚至與擬合導(dǎo)出的算法有關(guān)11 .維里方程的系數(shù)分別有什么意義？維里方程后來用統(tǒng)計(jì)的方法得到了證實(shí),成為具有一定理論意義的方程.反映了分子間的相互作用對氣體pVT關(guān)系的影響.因此,由宏觀pVT性質(zhì)測定擬合得出的維里系數(shù),可建立與微觀上分子間作用勢的聯(lián)系.12 .第一個能計(jì)算高密度區(qū)的狀態(tài)方程是哪一個？BWR(Benedict-Webb-Rubin)方程13 .什么是臨界溫度及臨界壓力；臨界溫度：氣體能通過等溫壓縮而被

4、液化的最高溫度；臨界壓力：氣體在臨界溫度時被液化的最低壓力14 .什么是混合規(guī)那么？計(jì)算混合物物性的重要途徑就是從純物質(zhì)出發(fā),經(jīng)過某種關(guān)系的組合達(dá)到關(guān)聯(lián)或推算的目的.我們把這些由純物質(zhì)出發(fā),經(jīng)過某種關(guān)系的組合的關(guān)聯(lián)式叫混合規(guī)那么.15 .精儲設(shè)計(jì)中兩個極限情況是什么？全回流,理論板無窮大.16 .什么是關(guān)鍵組分原料中規(guī)定別離要求的兩個組分成為關(guān)鍵組分17 .什么事分配組分由于關(guān)鍵組分同時在塔頂、塔底出現(xiàn),又稱分配組分18 .什么是清楚分割？如何進(jìn)行清楚分割輕非關(guān)鍵組分全部從塔頂分出,重非關(guān)鍵組分全部從塔底分出,且關(guān)鍵組分為相鄰關(guān)鍵組分,這種物料分配稱為特晰分割.當(dāng)一對關(guān)鍵組分之間沒有其他組分存

5、在,而且揮發(fā)度又較接近時,將這兩種物質(zhì)作為關(guān)鍵組分而進(jìn)行分割處理.19 .請寫出芬斯克公式(當(dāng)一('似)黑仔)WXBXBxBABl9(-)D/1)W“平均=變D"WFNm=lgs平均20 .請寫出恩德伍德公式,并說明其成立的前提條件條件：(i)塔內(nèi)汽相組成或液相組成均為恒分子流率;(ii)各組分的相對揮發(fā)度為常數(shù).出1=1_q如何影響?公式：XD,i«-6.：iXF,iI乙二.L21 .進(jìn)料狀態(tài)對理論板有無影響,有影響,增加原料的汽化程度可降低所需要的理論板數(shù)22.恒濃區(qū)的位置與什么有關(guān)？(1)所有組分均為分配組分時：包濃去在進(jìn)料板上下：(2)進(jìn)料中有一個或多種重組

6、分而非分配組分,且無輕組分時,上恒濃區(qū)在精儲段中間局部；(3)進(jìn)料中有一個或多種輕組分而非分配組分,且無重組分時,上恒濃區(qū)在提儲段中間局部；(4)塔頂、塔釜中均含有非分配組分,上、下包濃區(qū)就分別位于精儲段和提儲段的中部23 .當(dāng)泡點(diǎn)進(jìn)料時,如何確定進(jìn)料位置?,nW,xh、1gm=0.20616；f式中,n,m為精儲段、提儲段的理論板數(shù)24 .什么是設(shè)計(jì)型計(jì)算,什么是操作性計(jì)算,二者有何異同？設(shè)計(jì)型計(jì)算是指在給定進(jìn)料的情況下,為到達(dá)規(guī)定的別離要求,計(jì)算經(jīng)濟(jì)的回流比、所需的理論板數(shù)和最正確進(jìn)料位置.在計(jì)算前,必須從技術(shù)經(jīng)濟(jì)角度綜合考慮,確定精儲塔的操作壓力.操作型計(jì)算是指在給定操作壓力、進(jìn)料情況、

7、進(jìn)料位置、塔中具有的塔板數(shù)、回流比(或再沸器或冷凝器熱負(fù)荷)和一端產(chǎn)品量下,計(jì)算確定產(chǎn)品的組成、塔中各板的濃度和溫度,以及冷凝器或再沸器的熱負(fù)荷.異同點(diǎn)：這兩類計(jì)算依據(jù)的數(shù)學(xué)模型相同,不同之處在于二者量與待求量的差異.25 .簡述設(shè)計(jì)變量的指定原那么指定原那么：需要設(shè)定的獨(dú)立變量數(shù)必須等于由設(shè)備結(jié)構(gòu)(如塔的平衡級數(shù)、進(jìn)料股數(shù)、進(jìn)料位置、側(cè)線出料股數(shù)、側(cè)線出料位置等等)和由外部手段所能控制的(如系統(tǒng)溫度、壓力、進(jìn)料組成、進(jìn)料流率等等)給定變量數(shù)之和26 .判斷題：a.混合物中兩組分的別離因子越小,其越難別離(X)b.水的泡點(diǎn)是100oC(X)c逸度是對氣體壓力的修正,活度是對溶液濃度的修正(V)

8、d.才能進(jìn)行局部汽化和局部冷凝的計(jì)算的前提是TD<T<TB")e.在精儲操作時,增加原料的汽化程度可降低所需要的理論板數(shù).(“27 .恩德伍德法求最小回流比的前提是什么？(i)塔內(nèi)汽相組成或液相組成均為恒分子流率；(ii)各組分的相對揮發(fā)度為常數(shù).28 .逐板計(jì)算法的遞推公式是什么,如何進(jìn)行遞推計(jì)算？(1十AJA/%"十A/Ai,i)in+ijv.Vni二1Al,iAl,iA2,iA1,iA2,iA3,iA1,iAn,i多組分吸收的逐級計(jì)算公式是將各平衡級組分物料平衡關(guān)系式與相平衡關(guān)系式相結(jié)合,自下而上逐級關(guān)聯(lián)導(dǎo)出的29 .吸收的根本原理是什么？多組分精儲與多組

9、分吸收有什么區(qū)別？吸收：利用溶解度的差異來別離氣體混合物的操作區(qū)別：1.吸收塔是兩端進(jìn)料,兩端出料,而常規(guī)的精儲塔是從中間進(jìn)料,上下兩端出料,所以吸收液和尾氣的組成比常規(guī)多組分精儲的物料分配更難以預(yù)測.（2） .多組分吸收處理的物料沸點(diǎn)范圍很寬,相對揮發(fā)度相差大,在近似估算時有的重組分可視為不揮發(fā)液體,有的輕組分可視為不凝性氣體.多組分精微處理物系的沸點(diǎn)范圍相對較窄30 .什么是泡點(diǎn)法,什么是流率加合法？選用這兩種方法的依據(jù)是什么？泡點(diǎn)法：通過求泡點(diǎn)的方法確定新一輪各級溫度流率加合法：利用組分流率概念,將ME方程化成關(guān)于組分流率的方程形式依據(jù)：如果AtDB<55oC,選BP法較好,假設(shè)A

10、tDB>55oC,且AtDB值越大,用SR法效果越好.31 .在三對角矩陣法中,牛頓-拉夫森法N-R與泡點(diǎn)法及流率加合法主要有什么區(qū)別？改良后的N-R法的優(yōu)點(diǎn)是什么？N-R法的優(yōu)點(diǎn)：當(dāng)初值接近于解時收斂速度很快,適用性廣,對精儲、吸收等過程均適用；缺點(diǎn)是計(jì)算工作量大改良后優(yōu)點(diǎn)：主要是在迭代過程中勿需每次計(jì)算雅可比矩陣,只要計(jì)算一次J中的偏導(dǎo)數(shù)即可.32 .松弛法與BP、SR和N-R法的最主要的區(qū)別是什么？上面討論的精儲計(jì)算法均屬描述穩(wěn)定狀態(tài)工況下根本方程的求解法,松弛法是以不穩(wěn)定狀態(tài)下的物料平衡為根底進(jìn)行精儲計(jì)算的方法之一.33 .松弛法能否計(jì)算穩(wěn)態(tài)過程中的濃度分布？能34 .什么是吸附

11、現(xiàn)象？吸附是一個外表傳遞過程,當(dāng)氣體或液體分子與多孔固體外表相接觸時,由于固體外表與氣體分子或液體分子之間作用力大于分子之間作用力時,氣體或液體分子會積聚在固體外表,這種現(xiàn)象稱為吸附35 .什么是吸附平衡？吸附過程進(jìn)行的速率和脫附過程進(jìn)行速率相等時,固體外表吸附質(zhì)的濃度不再隨時間而變化,這種狀態(tài)為吸附平衡狀態(tài).36 .什么是吸附劑、吸附質(zhì)？被吸附的物質(zhì)叫吸附質(zhì),用來吸附試劑的叫做吸附劑.37 .什么是吸附過程及脫附過程？吸附過程：固體外表吸附質(zhì)濃度隨時間增大而增加的過程脫附過程：固體外表吸附質(zhì)濃度隨時間增大而減小的過程.38 .什么是物理吸附,什么是化學(xué)吸附？它們之間的主要區(qū)別是什么？物理吸附

12、是靠分子間作用力而實(shí)現(xiàn)吸附的過程,而化學(xué)吸附那么是靠化學(xué)鍵作用而實(shí)現(xiàn)的吸附過程.區(qū)別：物理吸附和化學(xué)吸附的作用力不同,在吸附熱,吸附速率,吸附活化能、選擇性等方面表現(xiàn)出明顯的差異.39 .什么是吸附別離？吸附別離：利用混合物中各個組分在吸附劑固體外表吸附水平差異來進(jìn)行分離的操作.40 .吸附別離有幾種別離機(jī)理,分別是什么？吸附別離原理：A選擇性吸附B分子篩效應(yīng)C利用微孔擴(kuò)散性質(zhì)進(jìn)行別離D微孔中的凝聚41 .選擇吸附劑,主要考察什么指標(biāo)？多孔,比外表積大,對吸附質(zhì)有較高的吸附水平有高的選擇性能再生和使用次數(shù)多有足夠的機(jī)械強(qiáng)度化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定價(jià)格合理42 .工業(yè)中常用的吸附劑有哪些？活性炭,硅膠,活性

13、氧化鋁,沸石分子篩,碳分子篩,活性碳纖維,聚酰胺,大孔吸附樹脂43 .活性炭纖維與活性炭相比,有哪些優(yōu)點(diǎn)？(1) ACF具有微孔結(jié)構(gòu),比外表積大,孔徑分布狹窄而均勻,且孔呈多分散型分布.(2) ACF具有一定量的外表官能團(tuán),對各種無機(jī)和有機(jī)氣體、有機(jī)物及重金屬離子等具有較大的吸附量,且吸附、脫附快.(3)濾阻小,是GAC的1/3;(4)對低濃度吸附質(zhì)的吸附水平特別優(yōu)良,.(5)ACF可制成纖維束、布、氈等各種形狀.(6)ACF強(qiáng)度高,耐破損和撕裂,不會象GAC一樣在操作中形成溝槽和沉降.44 .在樹脂再生中,通?？梢圆捎媚男┪镔|(zhì)做洗脫劑？水、醇類、丙酮、乙酸乙酯等.45 .常用的吸附等溫線方程

14、有哪些？(1)朗繆爾(Langmuir)方程弗羅因彳惠利希(Freundlich)方程BET方程46 .吸附過程包括哪些步驟？通常的限制步驟是什么？(1)外擴(kuò)散(2)內(nèi)擴(kuò)散吸附脫附(5)內(nèi)反擴(kuò)散(6)外反擴(kuò)散一般影響吸附速率的是外擴(kuò)散速率與內(nèi)擴(kuò)散速率.47 .吸附別離從設(shè)備上分可以分為哪幾類？從機(jī)理上分為幾類？設(shè)備上：固定床吸附別離,流化床吸附別離,移動床吸附別離,模擬移動床吸附別離,色譜吸附別離機(jī)理上：兩類,變壓吸附和變溫吸附48 .常用的解吸方法有哪幾種？升溫解吸,降壓解吸,通氣吹掃,置換脫附49 .變壓吸附的優(yōu)點(diǎn)是什么？該方法可以應(yīng)用在那些過程中？優(yōu)點(diǎn)：低能耗,產(chǎn)品純度高且可靈活調(diào)節(jié),工

15、藝流程簡單,裝置調(diào)節(jié)水平強(qiáng),操作彈性大,投資小,操作費(fèi)用低,吸附劑使用周期長,機(jī)組小,環(huán)境效益好.應(yīng)用：從各種含氫氣源中提純氫氣；從各種富含二氧化碳的氣源中生產(chǎn)各種等級的氣體或液體二氧化碳；從富含一氧化碳的氣源中提純CO;合成氨變換氣脫除二氧化碳；天然氣的凈化脫除C2及以上組份；空氣別離制富氧；空氣別離制富氮；從煤礦瓦斯氣中濃縮甲烷；濃縮和提純乙烯.50 .變溫吸附的特點(diǎn)是什么？該方法可以應(yīng)用在那些過程中？應(yīng)用：氣體枯燥,有機(jī)溶劑脫水,溶劑回收,廢氣廢液處理特點(diǎn)：變溫吸附循環(huán)操作不象變壓吸附那樣需要較多的吸附床.通常在兩個平行的固定床吸附器中進(jìn)行,一個在環(huán)境溫度下吸附,另一個在較高溫度下解吸,

16、使吸附床層得到再生.51 .什么是膜別離過程？利用膜的對于某些組分的選擇透過性而實(shí)現(xiàn)組分的別離過程.52 .膜別離過程主要有哪幾種推動力？推動力：電位差,濃度差,壓力差,溫度差53 .那些膜別離方法是受壓力梯度限制？反滲透,納濾,超濾,微濾,氣體別離54 .那些膜別離方法是受濃度梯度限制？滲析,限制釋放,滲透蒸發(fā),液膜55 .按膜結(jié)構(gòu)分類,有哪幾種膜？平板膜,卷式膜,管式膜,中空纖維膜56 .常用的膜別離方法有哪幾種？反滲透,納濾,超濾,微濾,一般過濾57 .膜別離技術(shù)的特點(diǎn)是什么？你認(rèn)為制約膜別離技術(shù)推廣的主要因素有哪些？無相變,低能耗,常溫操作,無需其他添加劑,環(huán)境友好影響因素：58 .常

17、用的膜組件有哪幾種？各自的優(yōu)點(diǎn)及缺點(diǎn)是什么？59 .氣體膜別離的機(jī)理是什么？溶解一擴(kuò)散一解吸60 .什么是無機(jī)膜？與有機(jī)膜相比,有哪些優(yōu)點(diǎn)及缺點(diǎn)？定義：膜元件有無機(jī)材料制作的膜.優(yōu)點(diǎn)：多孔膜-孔徑分布窄,別離系數(shù)高耐高溫(1001000C)化學(xué)穩(wěn)定性好,可在惡劣環(huán)境下使用機(jī)械強(qiáng)度大,可高壓使用或反沖、反洗經(jīng)久耐用,使用壽命長.缺點(diǎn)：造價(jià)高,取材范圍窄,膜組件裝填密度小.61 .結(jié)合課程學(xué)習(xí),可以采用哪些方法別離提純氫氣？變壓吸附,變溫吸附62 .結(jié)合課程學(xué)習(xí),可以采用哪些方法別離提純或脫除二氧化碳？堿液吸收,變壓吸附63 .結(jié)合課程學(xué)習(xí),可以采用哪些方法別離或脫除芳爛揮發(fā)氣？變壓吸附,膜別離64 .結(jié)合課程學(xué)習(xí),可以采用哪些方法進(jìn)行海水淡化？反滲透,海水凍結(jié)法,電滲析法,蒸儲法65 .什么是超臨界流體？處于臨界壓力和臨界溫度以上的流體66 .超臨界流體有哪些特性？特征：密度類似液體,壓力的細(xì)微變化可導(dǎo)致其密度的顯著變動粘度接近氣體擴(kuò)散系數(shù)比氣體小,但比液體高一個數(shù)量級壓力或溫度的改變均可導(dǎo)致相變.6