化工原理下冊(cè)5套試卷帶答案

1、2013 - 2014 學(xué)年1學(xué)期時(shí)間110分鐘化工原理 課程 40 學(xué)時(shí) 2.5學(xué)分 考試形式：閉 卷組合1組合2專業(yè)年級(jí)：化工、制藥、應(yīng)化11級(jí)總分100分，占總評(píng)成績(jī) %一、選擇填空題（共40分）1、（5 分） 在氣體流量，氣相進(jìn)出口組成和液相進(jìn)口組成不變時(shí)，若減少吸收劑用量，則傳質(zhì)推動(dòng) 力將減少，操作線將靠近平衡線，設(shè)備費(fèi)用將增加_。當(dāng)溫度增高時(shí)，溶質(zhì)在氣相中的分子擴(kuò)散系數(shù)將增加_,在液相中的分子擴(kuò)散系數(shù)將對(duì)一定操作條件下的填料吸收塔，如將塔料層增高一些，則塔的HOG將不變_,NOG將增加_（增加，減少，不變）。2、（1分）正常操作下的逆流吸收塔，若因某種原因使液體量減少以至液氣比小于

2、原定的最小液氣比時(shí)，下列哪些情況將發(fā)生?（A）出塔液體濃度增加，回收率增加（B）出塔氣體濃度增加，但出塔液體濃度不變（C）出塔氣體濃度與出塔液體濃度均增加（D）在塔下部將發(fā)生解吸現(xiàn)象3、（3分）若維持操作中精餾塔的F、xf、q,D不變，而減少塔釜蒸發(fā)量V。則U：xD_變小_,xw_變大_,L/V_變小_。組合1組合24、（6分）根據(jù)下圖所示的雙塔吸收流程，在下方示意繪出與其相應(yīng)的操作線（OE為平衡線），并用圖中所示濃度符號(hào)標(biāo)明各操作線端點(diǎn)坐標(biāo)。（將示意圖繪于答題紙?jiān)僮鞔鸹驅(qū)⒃瓐D剪貼于（變大，變小，不變，不確定）5、（1分）進(jìn)行萃取操作時(shí)應(yīng)使：（）A分配系數(shù)大于1B分配系數(shù)小于1C選擇性系數(shù)大于

3、1D選擇性系數(shù)小于16 .（1分）萃取劑加入量應(yīng)使原料和萃取劑的和點(diǎn)M位于（）。A溶解度曲線之上方區(qū)B溶解度曲線上xB = (0.2 )、x = (0.5)。)、混合后的組成：x = ( 0.39、(3分)在B-S部分互溶的萃取操作中，C溶解度曲線之下方區(qū)D座標(biāo)線上7 .(1分)萃取是利用各組分間的()差異來(lái)分離液體混合物的。A揮發(fā)度 B離散度 C溶解度 D密度8 .(3分)某液體組成為xA= 0.6、xB= 0.4,若在其中加入與原料液等量的萃取劑S,寫出若萃取相中含溶質(zhì)A為85kg,稀釋劑B為15kg, 溶劑 S 為 100kg，則萃取相中 yA/yB = (5.67)。85/1510、填

4、空(6分)以空氣作為濕物料的干燥介質(zhì)當(dāng)所用空氣的相對(duì)溫度較大時(shí)，濕物料的平衡水份相應(yīng)較大，自由水份相應(yīng)較小_。常壓下，空氣中水汽分壓為2 0mmHg時(shí)，其濕度H= 0.0168物料干燥時(shí)的臨界水份是指由恒速干燥轉(zhuǎn)到降速階段的臨界點(diǎn)時(shí)，物料中的含水率； 它比物料的結(jié)合水份大_。11、(6 分)物料的平衡水份一定是()(A).非結(jié)合水份(8).自由水份(C).結(jié)合水份(D).臨界水份 空氣溫度為to,濕度為Ho,相對(duì)濕度為o的濕空氣，經(jīng)一間接蒸汽加熱的預(yù)熱器后，空氣的溫度為t1,濕度為H1,相對(duì)濕度為1,則()(A).H1 H0 (B). 0 Q 1(C).H1 H0 (D). 0 tw td(C

5、).ttw tw =t d12、填空 (4分) 板式塔的類型有：泡罩塔、浮閥塔、和篩板塔等(至少列舉三種)。 篩板塔設(shè)計(jì)中，板間距HT設(shè)計(jì)偏大優(yōu)點(diǎn)是液沫夾帶少，不易造成降液管液泛缺點(diǎn)是增加全塔高度二、計(jì)算題(15分)某精餾塔用于分離苯一甲苯混合液，泡點(diǎn)進(jìn)料，進(jìn)料量30kmol/h,進(jìn)料中苯的摩爾分 率為0.5,塔頂、底產(chǎn)品中苯的摩爾分率分別為0.95和0.10,采用回流比為最小回流比的 1.5倍，操作條件下可取系統(tǒng)的平均相對(duì)揮發(fā)度a =2.40。求塔頂、底的產(chǎn)品量；若塔頂設(shè)全凝器，各塔板可視為理論板，求離開(kāi)第二塊板的蒸汽和液體組成。答文解：F=D+W FxF=Dxd+Wxw30=D+W30X0

6、.5=DX0.95+WX0.10D=14.1kmol/h W=15.9kmol/hxe=xF=0.5, ye=a xe/ 1+(a -1) x e=2.40X0.5/1+(2.40-1) X0.5=0.706Rmin=(xDye)/(yexe)=(0.95-0.706)/(0.706-0.5)=1.18R=1.5X1.18=1.77y=R/(R+1)x+ x D /(R+1) = 1.77/(1.77+1)x+0.95/(1.77+1)=0.639x+0.343y 1=x D = 0.95x1=y 1/ a y1 (a 1) =0.95/(2.40-0.95(2.40-1)=0.888y 2

7、= 0.639x1+0.343=0.639X0.888+0.343=0.910x 2 = 0.910/2.40-0.910(2.40-1)=0.808三、計(jì)算題(15分)采用常壓干燥器干燥濕物料。每小時(shí)處理濕物料1 0 0 0 kg,干燥操作使物料的 濕基含量由4 0%減至5%,干燥介質(zhì)是濕空氣，初溫為20,濕度Ho=0.009 kg水/kg絕干空氣，經(jīng)預(yù)熱器加熱至120后進(jìn)入干燥器中，離開(kāi)干燥器時(shí)廢氣 溫度為4 0,若在干燥器中空氣狀態(tài)沿等I線變化。試求：(1)水分蒸發(fā)量W kg/s；(2)絕干空氣消耗量L kg絕干氣/s；(3)干燥收率為95%時(shí)產(chǎn)品量 kg/s；(4)如鼓風(fēng)機(jī)裝在新鮮空氣

8、進(jìn)口處，風(fēng)機(jī)的風(fēng)量應(yīng)為多少m3/s?答文(1)W = Gc (x ix 2)x=0.4/(1-0.4)=0.667 1x=0.05/(10.05)=0.05262Gc= 1000 (1 0.4)=600 kg絕干料/hW= 600 (0.667 0.0526)= 3 6 8.6 4 kg/h = 0.1024 kg/s (2)L=W(H2H1)H1=Ho= 0.0 0 9 kg水/kg絕干氣 t =120,t2=40H2未知，可通過(guò)I 1=I2求算I 1=(1.01+1.88H1)t 1+2490H 1 = 1.01 t/(1.88 t 1+2490)H1I 2= (1.01+1.88H2)

9、t 2+2490H2=1.01 t2+(1.88 t 2+2490) H2AH2=(1.01X120+(1.88X120+2490)X0.009-1.01X40)/(1.88X40+2490)= 0.041 kg水/kg絕干氣，.L=0.1024/(0.041-0.009) = 3.1 9 7 4 kg絕干氣/s(3)G2=0.95G2 恂G2=0.95XGc (1+x )2=0.95X600/3600X(1+0.0526) =0.167 kg/s(4)V = LvH= 3.1974(0.772+1.244Ho)( t o+273)/273= 3.1974(0.772+1.244X0.009)

10、 X (20+273)/273 =2.69 m3/s四、計(jì)算題(15分)用填料塔從一混合氣體中逆流吸收所含的苯?；旌蠚怏w中含苯5% (體積)，其余為空 氣，要求苯的回收率為90% (以摩爾比表示)，吸收塔為常壓操作，溫度為25,入塔混合 氣體為每小時(shí)9 4 0 標(biāo)準(zhǔn)m3,入塔吸收劑為純煤油，煤油的耗用量為最小耗用量的1 . 5 倍，已知該系統(tǒng)的平衡關(guān)系Y=0. 14X (其中Y、X為摩爾比)，已知?dú)庀囿w積傳質(zhì)系數(shù)KYa= 0.035Kmol/m3.s,純煤油的平均分子量Ms =17 0,塔徑D=0. 6 m。 試求：(1)吸收劑的耗用量為多少Kg/h?(2)溶液出塔濃度X1為多少？(3)填料層

11、高度Z為多少m?答文解：(1) n =90%,yb=0.05,進(jìn)口：Yb=yb/(1-yb)=0.05/(1-0.05)=0.05263 (mol 苯/mol 氣體)出口Ya=Yb(1-n )=0.005266(氣體十苯流量)V=940/22.4=41.96 kmol/h(氣體流量) VB =V(1-yb)=41.96(1-0.05)=39.87 kmol/h(L /VB )min =(Yb-Y )/(Yb/m)= (0.05263-0.00526)/(0.05263/0.14)=0.126Ls =1.5Ls min =1.5X 0.126X 39.87=7.536 kmol/h=7.536X

12、 170 Kg/h=1281Kg/h(2) Xb =(Yb-Ya)/ (1.5(Ls /VB )min )= (0.05263-0.00526)/(1.5X0.126)=0.251xb=Xb/(1+Xb)=0.2006(3)H0G =VB /(Ky aQ )= (39.87/3600)/(0.035X0.785X 0.6 2)=1.12 mN 0G =(Yb-Ya)/A Ym Yb=Yb-Yb*=0.05263-0.14X0.251=0.01749 Ya =丫丫/余度=0.005260=0.00526 Y =(0.01749-0.00526)/ln(0.01749/0.00526)=0.010

13、18 mN =(0.05263-0.00526)/0.01018=4.650GZ = H0GXN0G =1.12X4.65=5.2 m五、計(jì)算題(15分)在B-S部分互溶物系的單級(jí)萃取中，料液中溶質(zhì)A與稀釋劑B的質(zhì)量比為40:60。采用純 溶劑S=200kg,溶劑比S / F為1,脫出溶劑后萃余液R濃度%/=0.3 (質(zhì)量分率)，選擇性 系數(shù)P = 8。試求：萃取液量E為多少kg?y x y x解：P = -A A A yBlxByB UByAP x _8 X 0.31 + (P-A1)x , _ 1 + (8-1)x 0.30.774A、選擇題（共5題，每題2分，共10分）1 .對(duì)吸收操作有

14、利的條件是：（ D ）A.操作溫度高、壓強(qiáng)高；B.操作溫度高、壓強(qiáng)低；C.操作溫度低、壓強(qiáng)低；D.操作 溫度低、壓強(qiáng)高2 .精餾塔內(nèi)上層塔板液相輕組分濃度較下層塔板（A），液相溫度較下層塔板（）A.高，低；B.低，高；C.高，高；D.低，低3 .（ D ）是塔內(nèi)氣液兩相總體上呈逆流流動(dòng)，而在每塊塔板上呈均勻的錯(cuò)流流動(dòng)。A.板式塔的傳質(zhì)意圖；B.板式塔的設(shè)計(jì)過(guò)程；C.板式塔的恒摩爾流要求；D.板式塔 的設(shè)計(jì)意圖4 .恒定干燥條件是指濕空氣在干燥器內(nèi)的（ C ）及與物料的接觸方式都不 變。A.溫度、焓值、濕度；B.流速、壓強(qiáng)、濕度；C.流速、溫度、濕度；D.溫度、濕度、 壓強(qiáng)5 .對(duì)于濕物料的濕含

15、量，下面哪種說(shuō)法是正確的？ （ B ）A.平衡水一定是自由水；B.平衡水一定是結(jié)合水；C. 由水一定是非結(jié)合水6 .當(dāng)二組分液體混合物的相對(duì)揮發(fā)度為（C當(dāng)相對(duì)揮發(fā)度為（A ）時(shí)，可以采用精餾方法自由水一定是結(jié)合水；D.自）時(shí)，不能用普通精餾方法分離。A. 3.0； B.2.0； C.1.0； D.4.07 .下述說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（ B）。A .板式塔內(nèi)氣液逐級(jí)接觸，填料塔內(nèi)氣液連續(xù)接觸；8 .精餾用板式塔，吸收用填料塔；C.精餾既可以用板式塔，又可以用填料塔；D.填料塔可以避免液泛化工原理（下冊(cè)）期末試題F S 200kg, xF 40 /(40 + 60) 0.4Fx = E y + Rx 口

16、200x 0.4 E X 0.774 + R X 0.3F A A 即 F = E+ R200 = E+ R題號(hào)二三四五六總分得分一、填空選擇題（25分，每空1分）專業(yè) 化學(xué)工程與工藝 學(xué)號(hào) 姓名1、對(duì)一定操作條件下的填料吸收塔，如將填料層增高一些，則該塔帕0G將丕變，nog將增 大。2、在吸收塔的設(shè)計(jì)中，當(dāng)氣體流量、氣相進(jìn)出口組成和液相進(jìn)口組成不變時(shí)，若減小吸收劑用量，則傳質(zhì)推動(dòng)力將減小，設(shè)備費(fèi)用將增加3、某二元混合物，其中A為易揮發(fā)組分。液相組成xA=0.4,相應(yīng)的泡點(diǎn)為t1；汽 相組成y.= 0.4，相應(yīng)的露點(diǎn)為t,。則匕與t,大小關(guān)系為% Hj(B)(p0(p1；(C) H0H1；(D

17、)。二、問(wèn)答題 (15分，每小題5分)1、操作中的吸收塔，若吸收劑入塔濃度x2降低，其他操作條件不變，試定性分析氣體出塔濃度y2、液體出塔濃度x1的變化趨勢(shì)。(可畫圖說(shuō)明：NOG不變條件下，a只能變小)y - mx、L、G 不變一.Hy不變、Ny不變：又 m 不變，故 1/A 不變。由吸收因數(shù)法可知2-不變，由此可知y，。y2工J2至于X1的變化，則可用排除法判斷：假設(shè)x1不變或變大，可見(jiàn)均與N0G不變相矛盾。因此，x必變小。2、精餾塔在一定條件下操作，若回流液由飽和液體改為冷液時(shí)，其塔頂產(chǎn)品組成有何變化？ 為什么？從泡點(diǎn)回流改為冷液回流時(shí)，xD t。其原因是：冷液回流至塔頂時(shí)，冷凝一部分蒸氣

18、，放出 的潛熱把冷液加熱至塔頂?shù)谝话宓娘柡蜏囟?。冷凝部分中含難揮發(fā)組分較大，使氣相易揮發(fā) 組分增濃。同時(shí)，在塔頂回流比保持不變的條件下，增加了塔內(nèi)的內(nèi)回流，使得精餾段實(shí)際 回流比增大，操作線向平衡線靠近，所需NT減少，這也有利于分離。3、提高干燥時(shí)氣流速度而使恒速階段的干燥速率增大時(shí)；xc值將會(huì)變大還是變??？試從干燥 機(jī)理加以分析。、xc t因?yàn)樘岣吒稍飼r(shí)氣流速度可導(dǎo)致等速階段U0增加，隨著U0 t,內(nèi)部水分?jǐn)U散不及的現(xiàn)象就可能提前來(lái)臨，即xj。也就是:臨界含水量/隨恒速階段的干燥速率的增加而增大。aN = k (H H) = 一)；氣速增大n k和a增大n N恒Tw物料本性、氣固接觸方式均相

19、同條件下，NA恒Tn XT三、萃取計(jì)算題(10分)用純?nèi)軇㏒進(jìn)行單級(jí)萃取，xF =0.15 (質(zhì)量分率，下同)，萃取相中A的濃度與萃余相中A的濃 度相同，采用溶劑比S/F為1：試求：(1)選擇性系數(shù)P；(1)作圖法求解：連接xF、S兩點(diǎn)，因?yàn)?仆=1,所以尸5中點(diǎn)即為合點(diǎn)乂。區(qū)乙二T，故過(guò)M作水平線RE即為連結(jié)線，連接SE、SR，并延長(zhǎng)至E0、R0，由圖上可讀出： =0. 54，/0 =0.1y0 / / 0y (/ / 00.54/0.1/. p = = 10.56y0/0 (1-y )/(1 /(1-0.54)/(1 0.1) B BAAy / /y / /s -也可。=TA =AA =

20、10.56y J /B(1- yA -八)/(1-% -)(2)設(shè)尸5線與平衡線左交點(diǎn)為Ml過(guò)M，作水平線ME，則ME即為S用量最少時(shí)的連結(jié)線。連結(jié)SE并延長(zhǎng)至AB邊上，得y_=0. 6(虛線位置)四、干燥計(jì)算題(15分)在一常壓氣流干燥器中干燥某種濕物料，已知數(shù)據(jù)如下：空氣進(jìn)入預(yù)熱器的溫度為15濕含 量為0.0073Kg水/Kg絕干氣，焓為35KJ / Kg絕干空氣；空氣進(jìn)干燥器溫度為90,焓為 109KJ/Kg絕干氣；空氣出干燥器溫度為5 0；濕含量為0.023Kg水/Kg絕干氣；進(jìn)干燥器 物料含水量為0.15Kg水/Kg絕干料；出干燥器物料含水量為0.01Kg水/Kg絕干料；干燥器 生產(chǎn)

21、能力為237Kg/h (按干燥產(chǎn)品計(jì))。試求：(1)絕干空氣的消耗量(Kg絕干氣/h)；(2)進(jìn)預(yù)熱器前風(fēng)機(jī)的流量(m3/s)；(3)預(yù)熱器加入熱量(KW)(預(yù)熱器熱損失可忽略)。附：濕空氣比體積計(jì)算公式：vH= (2.83X10-3+4.56X10-3H)X(t+273)1 .求絕干空氣量V (考察X與w之間的關(guān)系)GC =G2 (1-w2 ) = G2 / (1+X2 )=237/(1+0.01)=234.7Kg絕干料/hW = GC (X1 -X2 )=234.7(0.15-0.01)=32.9Kg/hV=W/(H2-H1)=32.9/(0.023-0.0073)=2096Kg 絕干氣/

22、h2 .求風(fēng)機(jī)流量Lv上(2.83 X 10-3+4.56 X10-3Ho)X(to+273) H二(2.83X10-3+4.56X10-3x0.0073)X(15+273)=0.825m3濕空氣/Kg絕干氣L=VXvH =0.825x2096=1729.2m3/h=0.480 iWS3 .求預(yù)熱器加入熱量QPQP = V (I 1 1 0 )=2096(109-35)=155104KJ/h=43.08KW五、吸收計(jì)算題(15分)在填料塔中，用純吸收劑逆流吸收某氣體混合物中的可溶組分人，已知?dú)怏w混合物中溶質(zhì)人的 初始組成為0.05,通過(guò)吸收，氣體出口組成為3.02,溶液出口組成為0.098 (

23、均為摩爾分率), 操作條件下的氣液平衡關(guān)系為y = 0.5乂，并已知此吸收過(guò)程為氣膜控制，試求：(1)氣相總傳質(zhì)單元數(shù)nog；(2)當(dāng)液體流量增加一倍時(shí)，在氣量和氣液進(jìn)口組成不變的情況下，溶質(zhì)A被吸收的量變 為原來(lái)的多少倍？(1)屬低濃氣體吸收，x2=00.05 一 .02 二 0.3060.098 - 01/ A =NOG0.50.306=1.63；A = 0.612mG1 -LInr mG) y - m/ 1 -2L J y - m/G - L63)00! + L63 =4.6mG+L(2)L增大一倍時(shí)，因吸收過(guò)程為氣膜控制，故不變，H0G不變，所以N0G也不變.。而=mG =163 =

24、0.815； A = 1.224，則 A2 L24.6 =1 - - A(ln11 ) y , 1r + 一A) yA，2上 =2.5x 0.5 = 0.714 e 1 + G- 1)%1 + 1.5 x 0.511nG - 0.815)005 + 0.815yaRmin%d - y ye - %. y = 0.006062L增大一倍后，溶質(zhì)A被吸收的量=G（y 1 - y2）而原狀況下溶質(zhì)A被吸收的量=G（y 1 - y2）0.05 - 0.006060.05 0.02=1.46(倍)六、精餾計(jì)算題（20分）含苯0.5 （摩爾分率，下同）、流量為1000kmol/h的苯甲苯混合液在一常壓連續(xù)

25、操作的精餾塔 內(nèi)進(jìn)行分離。按工藝要求塔頂餾出液中苯含量不低于0.9,苯的回收為90%，泡點(diǎn)進(jìn)料和泡點(diǎn)回流，（1）（2）（3）（4） t B. t t C.t =t1212127 .在穩(wěn)定操作的吸收塔內(nèi)，任意截面上的傳質(zhì)速率Na。A.相等B.不等8 .推動(dòng)力（Y-Y*）與吸收系數(shù) 對(duì)應(yīng)。A.KGB.KYC.KXD. kG9 .填料塔的正常操作區(qū)域?yàn)椤?0 .二元溶液連續(xù)精餾計(jì)算中，進(jìn)料熱狀態(tài)的變化將引起以下線的變化A平衡線 B操作線與q線 C平衡線與操作線 D平衡線與q線11 .在板式塔設(shè)計(jì)中，加大板間距，負(fù)荷性能圖中有關(guān)曲線的變化趨勢(shì)是，霧沫夾 帶線（A ），液泛線（A）。A.上移 B.下移

26、C.不變12 .精餾中引入回流，下降的液相與上升的汽相發(fā)生傳質(zhì)使上升的汽相易揮發(fā)組分 濃度提高，最恰當(dāng)?shù)恼f(shuō)法是 。A液相中易揮發(fā)組分進(jìn)入汽相；B汽相中難揮發(fā)組分進(jìn)入液相；C液相中易揮發(fā)組分和難揮發(fā)組分同時(shí)進(jìn)入汽相，但其中易揮發(fā)組分較多；D液相中易揮發(fā)組分進(jìn)入汽相和汽相中難揮發(fā)組分進(jìn)入液相必定同時(shí)發(fā)生。13 .某含乙醇12.5% （質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的乙醇水溶液，其所含乙醇的摩爾比為。A.0.143 B .0.0559 C 0.0502D.0.052914 .在精餾塔中（理想物系）相鄰兩層塔板（從上往下數(shù)）上取三個(gè)樣品yn、y.、 xn試判斷如下兩種操作方式中哪個(gè)分析結(jié)果正確：全回流（B），部分回流 A

27、 ）。A. y） y+1xnB. y） y討=xnC. y）xj y討D. y/ y）xn15 .萃取劑的加入量應(yīng)使原料與萃取劑的和M位于。A.溶解度曲線上方區(qū)B.兩相區(qū)C.任何位置均可得分|評(píng)卷人三、計(jì)算題（40分）1.用通風(fēng)機(jī)將干球溫度t = 26oC、焓10 = 66kJ/kg絕干氣的新鮮空氣送入預(yù)熱器，預(yù)熱到t = 120oC后進(jìn)入連續(xù)逆流操作的理想干燥器內(nèi)，空氣離開(kāi)干燥器時(shí)相1對(duì)溫度為52。濕物料由含水量.廣0,015被干燥至含水量叱=0.002，每小時(shí)有9 200 kg濕物料加入干燥器內(nèi)。試求 （1）完成干燥任務(wù)所需的新鮮空氣量kg/h； （8分）（2）預(yù)熱器的加熱量（2分）解：（

28、1）新鮮空氣耗量X =1,5kg；kg 絕干料=0.01523kg：kg 絕干料1 1 - w 100 -1.5X = w- =0.2 kg； kg 絕干料=0.002 kg .kg 絕干料2 1 - w 100 - 0.22絕干物料流量G = G G - w ）= 9200（1 - 0.015）kg絕干料/h = 9062kg絕干料/hW = G（XI - X ）= 9062（0.01523 - 0.002kg水：h = 119.9kg水.h根據(jù) 10= 26 、/0= 66kJ/kg 絕干氣，求出H0 = 0.0157kg/kg 絕干氣根據(jù) t1= 120 、H 1= H0= 0.0157

29、，求出 11 = 163.8 kJ/kg 絕干氣理想干燥器，所以12 = 11= 163.8kJ/kg絕干氣I =（1.01 +1.88H ） + 2490H = 163.8kJ： kg絕干氣將溫度t2代入上式求濕度H = = 0.04326kg/kg絕干氣絕干空氣消耗量119.9.L =kg h = 4351 kg. h0.04326 - 0.0157新鮮空氣消耗量L = LG + H ）= 4351（1 + 0.0157hg新鮮空氣；h = 4419kg新鮮空氣;h 00（2）預(yù)熱器的加熱量Q = L（I -1 ）= 4351G63.8 - 66）kJ./h = 425528 kJ/h =

30、 118.2kW2.在連續(xù)操作的精餾塔中分離兩組分理想溶液。原料液流量為50kmol/h，要求 餾出液中易揮發(fā)組分的回收率為94 %。已知精餾段操作線方程為y =0.75x+0.238； q線方程為y = 2-3x,相對(duì)揮發(fā)度a = 2.0。試求：（1）操作回流比及餾出液組成（2）進(jìn)料熱狀況參數(shù)及原料的總組成（3） q ,q n, D n ,W（4）從塔頂往下數(shù)第二層理論板下降的液相組成。（16分）解：（1）操作回流比及餾出液組成由題給條件，得-R-= 0.75 及-D-: 0.238R +1R + 1解得 R = 3, xD= 0.952（2）進(jìn)料熱狀況參數(shù)及原料液組成由于旦=_3及上=2q

31、 11 q解得 q = 0.75 （氣液混合進(jìn)料），xF= 0.5（3）求：（1）水用量（5分）（2）吸收塔操作線方程（3分）（3）填料層高度（6分）.解：y = -r- = 0.032 = 0.03311 1 y 1 0.032y = y (1-)=0.0331x(1 0.98)= 0.000662=0. 03 3 193 4. 5“ q xq = A n 4 Fn，DxD0.94 x 50 x 0.5 kmol/h = 24.68kmol/h0.952q = q q =(50 24.68 )kmol/h = 25.32kmol/h（4）塔頂全凝器=xD = 0.952y1y + a (1

32、y )110.950.95 + 2 x 0.05=0.9048=0.75 x 0.905 + 0.238 = 0.9170.9170.917 + 2(1 0.917)=0.8473.在一直徑為0.8 m的填料塔內(nèi)，用清水吸收某工業(yè)廢氣中所含的二氧化硫氣體。 已知混合氣的流量為45 kmol/h,二氧化硫的摩爾分?jǐn)?shù)為）.032。操作條件下氣液 平衡關(guān)系為y = 34.5X，氣相總體積吸收系數(shù)為0.056 2 kmol/（m 3 s）。若吸 收液中二氧化硫的摩爾比為飽和摩爾比的76%，要求回收率為98%。X = 0.76X * = 0.76 x 9.594 x10-4 = 7.291x 10-4惰

33、性氣體的流量為q = 45 x G 0,032)kmol/h = 43.56 kmol/h水的用量為q (y y ) 43.56 x(0.0331 0.000662)1q = n,v 1=kmol- h = 1.938 x 103 kmol hn ,LX X7. 291 x 10 - 4 012q= 1.938 x 103 x 18kg. h = 3.488 x 104 kg hm ,L求填料層高度HOG43.56/36000.0562 x 0.785 x 0.82m = 0.429mA y = y y * = 0.0331 34.5 x 7.291 x 10-4 = 0.00795 111a

34、 y = y y* = 0.00066234.5 x 0 = 0.000662NOGa y a y11 a y 2 ln rA y2Z = NOG H OG0.00795 0.0006621 0.00795ln0.0006620.0331 0.0006620.00293=0.00293=11.07=11.07 x 0.429m = 4.749m化工原理（下）試卷1得分卷入OO復(fù)查總分（本題30分）一、填空題題號(hào)-二三四五六七八九十總分核分人得分考試方式：閉卷本試卷考試分?jǐn)?shù)占學(xué)生總評(píng)成績(jī)的總復(fù)查人1 .某二元混合物，其中A為易揮發(fā)組分，液相組成xj0.6,相應(yīng)的泡點(diǎn)為t1，與之相平衡的汽相組成y

35、A=0.7,相應(yīng)的露點(diǎn)為t2，則ti t2。A.等于; B.小于； C.大于2 .在填料塔中用清水吸收混合氣中NH3,當(dāng)水泵發(fā)生故障上水量減少時(shí)，氣相總傳質(zhì)單 元數(shù)N0G A ，吸收推動(dòng)力BA.增加； B.減少；C.不變3 .氣體在液體中的溶解度與溫度有關(guān)，溫度升高時(shí)，溶解度B；溶解度系數(shù)B；亨利系數(shù)AA.增大； B.減?。籆.不變；D.不確定4 .精餾設(shè)計(jì)中，當(dāng)回流比增大時(shí)所需理論板數(shù)B，同時(shí)蒸餾釜中所需加熱蒸汽消耗量A_，塔頂冷凝器中冷卻介質(zhì)消耗量AA.增加； B.減少； C.不變； D.不確定5 .逆流操作的吸收塔，當(dāng)吸收因素A1,則理論板數(shù)。A減??；B不變；C增加；D不確定18 .在常

36、壓下苯的沸點(diǎn)為80.1,環(huán)己烷的沸點(diǎn)為80.73,為使這兩組分的混合液能 得到分離，可采用下列那種分離方法。A.間歇蒸餾；B.普通精餾； C.萃取蒸餾；D.水蒸汽蒸餾（本題6分）二、計(jì)算題在總壓為101.3kPa、溫度為30的條件下，含502為0.098（摩爾分率，下同）的混合空 氣與含S02為0.0025的水溶液接觸，試求以Ay表示的傳質(zhì)推動(dòng)力，并判斷S02的傳遞方 向。已知操作條件下的氣液相平衡關(guān)系為y=0.46 %。y * = 0.46 % = 0.46 x 0.0025 = 0.00115解：Ay = y y * = 0.098 0.00115 = 0.09690所以，so2溶解（本題

37、14分）三、計(jì)算題已知濕空氣的總壓Pt=101.3kPa,相對(duì)濕度=0.6,干球溫度t=30。試求：濕度H；將上述狀況的空氣在預(yù)熱器中加熱至100c所需的熱量。已知空氣質(zhì)量流量 為100kg （以絕干空氣計(jì)）/h；送入預(yù)熱器的濕空氣體積流量，m3/h。（已知t=30時(shí)水的 飽和蒸氣壓p =4.25kPa） s解：濕度H可由式7-4求得：H = 0. 622 9P s = 0. 622 x -0。6 . 4.25 = 0. 016 kg/kgp -9P101.3 0.6x4.25Q =100x （1.01+1.88x0.016） （100-30）二7280kJ/h = 2.02kW送入預(yù)熱器的濕

38、空氣體積流量有一填料吸收塔，在28及101.3kPa,用清水吸收200m3/h氨-空氣混合氣中的氨，使其含 量由5%降低至U 0.04% （均為摩爾）。填料塔直徑為0.8m,填料層體積為3 m3,平衡關(guān)系為 Y=1.4乂，已知KYa=38.5kmol/h。問(wèn)（1）出塔氨水濃度為出口最大濃度的80%時(shí)，該塔能否使 用？ （2）若在上述操作條件下，將吸收劑用量增大10%,該塔能否使用？（注：在此條件下不會(huì)發(fā)生液泛）解：(1) Y = 0.05 = 0.05263 1 1 - 0.05200 273惰性氣體流量V =x 一 x (1 - 0.05) = 7.69kmol / h22.4 301X *

39、 =工=0.05263 = 0.0376 X = 0.80X * = 0.03011 m 1.4117.69 x (0.05263 - 0.0004)0.0301 - 0=13.34kmol /hA Y1 = Y1 - mX1 = 0.05263 -1.4 x 0.0301 = 0.01046A Y2 = Y2 = 0.0004=0.00308,V(Y - Y.)7.69 x (0.05263 - 0.0004)/,h =12 = 6.74 m0 KYaQAYm38.5 x 0.785 x 0.82 x 0.00308該塔現(xiàn)有填料層高度h = 0 785 0 82 = 6m因?yàn)閔0h ,所以該

40、塔不適合。（2）吸收劑用量增大10%時(shí)L = 1.1x13.34 = 14.67kmol / hL，= V(Y1- Y2)X1-X 2X1 = 0.02747.69 x (0.05263 - 00004)X；- 0=14.67 kmol / hA Y = Y1 - mX1 = 0.05263 -1.4 x 0.0274 = 0.01424A Y2 = Y2 = 0.0004A Ym =0.01424 二 0.0004 = 0.00387 0.01424in0.00047,V(Y - Y.)7.69 x (0.05263 - 0.0004)h =12- = 5 36m0KYaQAYm38.5 x 0.785 x 0.82 x 0.00387,因?yàn)閔 h 0所以該塔適合。(本題