化工原理下冊(cè)陸美娟

1、一、選擇填空題(20分、每小題2分)1、依據(jù)揮發(fā)能力不同，采取多次同時(shí)進(jìn)行的部分氣化和部分冷凝手段來分離混合物的操作稱D。A、簡(jiǎn)單蒸餾B、平衡蒸餾C、閃蒸D、精餾ss2、精餾塔沿塔上行溫度和濃度的變化關(guān)系是B。A、溫度升高、輕組分濃度升高B、溫度降低、輕組分濃度升高C、溫度升高、輕組分濃度降低D、溫度降低、輕組分濃度降低TOC o 1-5 h z3、精餾過程的操作線為直線，主要基于C。A、塔頂泡點(diǎn)回流B、理想物系C、恒摩爾流假定D、理論板假定4、當(dāng)回流比逐漸減小時(shí)，精餾段操作線向平衡線靠近。為達(dá)到給定的分離要求，所需的理論板數(shù)J。A、逐漸減少B、逐漸增多C、不變D、不能確定5、全回流時(shí)，y-x

2、圖上精餾塔操作線的位置C。A、在對(duì)角線之上B、在對(duì)角線與平衡線之間C、與對(duì)角線重合D、在對(duì)角線之下6、在吸收傳質(zhì)過程中，它的方向和限度將取決于吸收質(zhì)的氣液兩相平衡關(guān)系。若要進(jìn)行吸收操作，則應(yīng)控制_。A.PP*B.PP*C.P=P*AAAAAA7、分子擴(kuò)散的推動(dòng)力是B。A、溫度差B、濃度差C、壓強(qiáng)差D、高度差8、對(duì)于同種氣體溶質(zhì)來說，溶解度隨溫度升高而BA、升高B、降低C、不變D、不能確定9、在YX圖上，吸收操作線與平衡線的關(guān)系是A。A、操作線總在平衡線的上方B、操作線總在平衡線的下方C、操作線先在平衡線的上方，然后越過平衡線10、吸收操作，當(dāng)液氣比增大時(shí)，則吸收推動(dòng)力L。A、減小B、增大C、不

3、變D、不能確定(1-5)DBCBC(6-10)ABBAB二、填空題(20分、每空1分)1、當(dāng)回流比一定時(shí)，5種進(jìn)料狀況中，冷液進(jìn)料q值最，進(jìn)料溫度最，加料位置，提餾段操作線與平衡線之間距離，所需理論塔板數(shù)。大、低、高、遠(yuǎn)、少2、精餾操作中，增大回流比，則使精餾段液氣比L/V，提餾段液氣比L1/V1。增大、減少3、全回流操作時(shí)，D=，W=，F(xiàn)=，回流比R=，操作線斜率=，所需理論塔板數(shù)N最。0、0、0、8、1、少4、對(duì)于同種氣體溶質(zhì)來說，溶解度隨溫度升高，因此升溫對(duì)吸收。降低、不利5、實(shí)驗(yàn)室用水逆流吸收空氣中的氨，當(dāng)水量和空氣量一定時(shí)，增加氨量，則入塔氣體濃度，尾氣濃度，吸收液濃度。5、升高、升

4、高、升高6、易溶氣體的吸收阻力主要集中在一側(cè)，稱膜控制。6、虛擬液膜（液膜）、液三、判斷題（10分，對(duì)打V,錯(cuò)打X）TOC o 1-5 h z1、完全氣化和完全冷凝可使混合物分離。（）2、最小回流比就是理論板數(shù)無窮小時(shí)的回流比。（）3、溶解度系數(shù)和亨利系數(shù)與液相總濃度無關(guān)。（）4、增加液氣比，吸收液中溶質(zhì)濃度降低，而回收率增加。（）5、吸收塔只能用填料塔，不能用板額式塔。（）XXXVX四、簡(jiǎn)題（10分、每小題2分）試說明精餾操作中“回流”的作用。答：回流是精餾的必要條件，有回流才能保證精餾塔的溫度梯度和濃度梯度，才能保證塔內(nèi)同時(shí)存在氣液兩相，才能傳質(zhì)傳熱使混合物有純度較高的分離。欲提高填料吸收

5、塔的回收率，你認(rèn)為應(yīng)從哪些方面著手？答：提高液氣比；升壓降溫；增加填料層高度；使用高效填料，增加湍動(dòng)程度；降低吸收劑入塔濃度。3、精餾塔頂產(chǎn)品輕組分濃度降低，如何操作才能恢復(fù)正常？答：增加回流比可提高XD，只增加回流比，餾出液量D會(huì)降低，如達(dá)不到要求的輕組分回收率時(shí)，可加大再沸器熱負(fù)荷，增大塔內(nèi)氣體量，同時(shí)提高冷凝器熱負(fù)荷，保證全部蒸汽被冷凝并達(dá)到要求溫度，通過以上操作可恢復(fù)正常。4、設(shè)計(jì)吸收塔時(shí)，吸收劑入塔濃度X2增大對(duì)填料層高度有何影響，為什么？答：吸收劑入塔濃度增加，所需填料層高度增加。因?yàn)槲談┤胨舛仍黾訒?huì)使傳質(zhì)推動(dòng)力下降，完成同樣傳質(zhì)任務(wù)所需傳質(zhì)面積增大，固所需填料層高度增加.5、

6、某逆流吸收塔，Y*=mX,Y和耳已知，X=0，S=1，如何確定平均傳質(zhì)推動(dòng)力。答：Y=Y-Y*=Y-Y*=Y=Y（1-n）m1122211五、圖解法求理論塔板數(shù)（8分已知a、R（RR）、X、X、X，露點(diǎn)進(jìn)料，塔釜使用再沸器間接加熱，塔頂使用全凝器泡minDWF點(diǎn)回流。寫出圖解法求理論塔板數(shù)的步驟并畫出示意圖。繪y-x圖和對(duì)角線根據(jù)y=ax1+(a1)x繪平衡曲線x根據(jù)XD和門D繪精線，根據(jù)XF和q繪q線，根據(jù)XW繪提線DRI1F丄丄W繪三角形梯級(jí)六、計(jì)算題（32分）1、某逆流吸收過程的相平衡關(guān)系Y*=X,Y=0.1,X2=0.01。試求：（1）當(dāng)吸收率為80%時(shí)，最小液氣比為多少？（2）若將吸

7、收率提高至85%，最小液氣比又為多少？由此得出什么結(jié)論？（8分）解：（1）當(dāng)吸收率為80%時(shí)Y2=Y1（1-n）=0.1*（1-0.8）=0.02L/V）.=（0.1-0.02）/（0.1-0.01）=0.889（4分）SBmin（2）若將吸收率提高至85%Y2=Y1（1-n）=0.1*（1-0.85）=0.015L/V）.=（0.1-0.015）/（0.1-0.01）=0.944SBmin要求的回收率越高最小液氣比越大，即保證總費(fèi)用最小原則下，分離要求越苛刻，所用吸收劑量越多。2、用清水逆流吸收混合氣體中的溶質(zhì)A?；旌蠚怏w的處理量為52.62kmol/h,其中A的摩爾分率為0.03，要求A的

8、吸收率為95%。操作條件下的平衡關(guān)系為：Y*=0.65X。若取溶劑用量為最小用量1.4倍，求：每小時(shí)送入吸收塔頂?shù)那逅縇s及吸收液濃度Xj寫出操作線方程（12分）解：y1=0.03;丫=0.03/（1-0.03）=0.0309;Y2=Y1（1-n）=0.0309*（1-0.95）=0.00155最小液氣比（L/V）=n.m=0.95*0.65=0.618（4分）SBmin1操作液氣比（L/V）=1.4*0.618=0.865SB惰性氣體量V=52.62*（1-0.03）=51.0kml/hB吸收劑實(shí)際用量LS=0.865*51.0=44.1kmol/h（4分）吸收液濃度X=51*（0.030

9、9-0.00155）/44.1=0.0339操作線方程：Y=0.865X+0.001583、在一連續(xù)精餾塔中分離二元理想混合物，已知原料處理量100kmo1/h,原料液組成xf=0.4（輕組分摩爾分率，下同），泡點(diǎn)進(jìn)料，塔頂使用全凝器，泡點(diǎn)回流，操作回流比R=1.5R.，mm相對(duì)揮發(fā)度a=2.0,餾出液中輕組分回收率nd=97%，釜?dú)堃航M成xw=0.02。求：（1）餾出液組成xD，餾出液量Dkmol/h；（2）操作回流比R；（3）離開塔頂?shù)诙K理論板（在精餾段內(nèi)）的液相組成；（4）精餾段上升蒸氣量Vkmol/h和提餾段下降液體量Lmol/h。（12分）解：（1）餾出液組成xD，餾出液量Dkmo

10、l/hDXd=0.97*100*0.4=38.8kmol/hW=(100*0.4-38.8)/0.02=60kmol/hD=100-60=40kmol/hXd=38.8/40=0.97操作回流比R相平衡方程：y=2x/(1+x)泡點(diǎn)進(jìn)料x=xF=0.4y=2*0.4/(1+0.4)=0.571最小回流比Rmin=(0.97-0.571)/(0.571-0.4)=2.33回流比R=1.5*2.33=3.50離開塔頂?shù)诙K理論板(在精餾段內(nèi))的液相組成操作線方程：人+1=0.77隨+0.216y1=xD=0.97X=0.97/(2-0.97)=0.941y2=0.778*0.941+0.261=0

11、.948x2=0.948/(2-0.948)=0.901精餾段上升蒸氣量Vkmol/h和提餾段下降液體量L1kmol/hV=(R+1)D=4.5*40=180kmol/hL=RD=3.5*40=140kmol/hL1=L+F=140+100=240kmol/h填空題(20分)1、蒸餾是根據(jù)揮發(fā)能力不物的操作。2、全回流時(shí)精餾塔離任務(wù)所需理論板為耳心。3、精餾塔氣液混合物進(jìn)料時(shí)，狀態(tài)參數(shù)q值為4、理論板指相等。5、理想溶液的相對(duì)揮發(fā)度為程度。6、吸收操作中吸收劑用量大，則吸收推動(dòng)力_度。7、系統(tǒng)壓力，溫度8、氣膜控制的吸收過程，吸收阻力主要集中在劑中的溶解能力9、吸收劑入塔濃度低，吸H10、吸收

12、操作時(shí)，易溶氣體的E值壓，溶解度系二、簡(jiǎn)答：(20分)1、精餾塔中自上而下相鄰的三塊塔板，比較下列各值大小。yn+1與yn；Tn+1與tn；最少，有利吸收。（3分）（3分）（3分）（3分分離均相混合.此時(shí)完成分，進(jìn)料方程線的斜率，且,反映該溶液，出塔溶液濃，吸收質(zhì)在溶_0.增大，所需傳質(zhì)面積。，吸收質(zhì)在氣相平衡分tn-1與Tn；yn與；Tn與t.2、精餾塔中壓強(qiáng)增大，其他條件不變，產(chǎn)品如何變化?3、吸收操作線與相平衡線間垂直距離與水平距離反映了什么？4、吸收操作時(shí)塔中吸收質(zhì)擴(kuò)散方式？三、計(jì)算題：（10分、30分、20分）1、分離苯和甲苯的精餾塔，常壓操作，塔頂溫度下苯和甲苯的飽和蒸汽壓分別為1

13、16.9kPa和46kPa，塔底溫度下苯和甲苯的飽和蒸汽壓各為204.2kPa和86kPa，求塔頂和塔底汽液相組成？塔中a2、某輕組分含量為0.4的理想液以飽和液體相入塔分離，餾出液與釜?dú)堃狠p組分含量為0.95和0.04（以上均為摩爾分率），操作回流比是最小回流比的1.3倍，塔中平均相對(duì)揮發(fā)度2.5,試求精餾段和提餾段操作線方程，塔中第二塊板上升的氣相組成，在yx圖上畫出操作線。3、流量為1.26kg/s的空氣含氨0.02（摩爾比，下同），擬用塔徑為1m的吸收塔回收其中90%的氨，塔頂淋入摩爾比為4X10-4的稀氨水，操作液汽比是最小液汽比的1.5倍，操作條件下Y*=1.2X，體積吸收系數(shù)Ky

14、a為0.052kmol/m3s，求填料層高度。、填空（每空2分）1、揮發(fā)度、部分汽化、部分冷凝2、無窮大、13、露點(diǎn)、泡點(diǎn)4、增大、有利5、氣膜、氣膜6、傳質(zhì)、傳熱7、越強(qiáng)、絕干空氣8、有關(guān)、無關(guān)9、QD=0QL=0I1=I2二、簡(jiǎn)答（每題7分）1、作圖略2、直角梯級(jí)與相平衡線交點(diǎn)表示離開同一塊理論板的氣液相組成關(guān)系；與操作線交點(diǎn)表示兩塊板間相遇的上升蒸汽與下降液體組成關(guān)系。3、作圖略。三計(jì)算】、Y1=0.02y1=0.0196(1分)y2=yi(i-n)=0.002（2分）L一(s)=12=1.10VminX*X HYPERLINK l bookmark42 B12 HYPERLINK l bookmark44 “1.26(1-0.0196)V=0.0426kmol/sB（3分）29（2分）HOGVb=1.044mKa0Y（2分）N=OG1Y-mXln(1-s)ia+s=5.311-s-mX22（4分）Z=HOGXNOG=5*54m2、F=D+w（1分）FXF=DXD+WXW得：D=61.11kmol/h;W=38.89kmol/hyn+1=0.714x+0.271ny,m+1=L-x-Wx=1.147x