化工原理(下冊(cè))復(fù)習(xí)

化工原理（下冊(cè)）總復(fù)習(xí)§1雙組分氣--液平衡１、相律、拉烏爾定律２、泡點(diǎn)、露點(diǎn)方程３、揮發(fā)度、相對(duì)揮發(fā)度、平衡線方程４、理想體系t-x、t-y、t-x-y、x-y

圖５、非理想體系t-x-y、t-x、t-y、x-y圖蒸餾聯(lián)系圖三個(gè)平衡1、相平衡

汽液相平衡相圖：t-p圖（圖1.1）；t-x-y圖(圖1.2)

y-x圖(圖1.3)

圖1.1

x(y)

圖1.2一、基本原理與概念

tPtxy圖1.3②汽液相平衡數(shù)據(jù)查有關(guān)手冊(cè)③二元理想體系汽液相平衡計(jì)算④非理想體系:有修正公式

飽和蒸氣壓法

定義與定律:

①相對(duì)揮發(fā)度α=

②平衡常數(shù)Ki=

yA=

③拉烏爾定律PA=P0AXA

④分壓定律PA=PyA

相對(duì)揮發(fā)度法:平衡常數(shù)法:y1=K1x1

二、精餾塔物料衡算方程三、最小回流比與板效率雙組分連續(xù)精餾計(jì)算１、理論板概念、意義２、恒摩爾流假定及前提３、全塔物料衡算及操作線方程①全塔物料衡算方程②操作線方程：精餾段方程及提餾段方程③進(jìn)料熱狀況：原料入塔狀況進(jìn)料板物、熱衡算ｑ值參數(shù)意義及討論④理論板數(shù)的求解：逐板計(jì)算法梯級(jí)圖解法進(jìn)料板位置的確定及依據(jù)⑤再沸器和分凝器的理論板問題吸收吸收塔的設(shè)計(jì)計(jì)算１、吸收塔的物料衡算與操作線方程①物料衡算：全塔衡算，任意塔段衡算與操作線方程②吸收劑用量的決定：最小液--氣比實(shí)際液--氣比確定的原則：經(jīng)濟(jì)性與技術(shù)性綜合考慮③關(guān)于并流吸收：操作線方程過程特點(diǎn)２、填料吸收塔高度計(jì)算方法之一①填料塔高度計(jì)算公式②傳質(zhì)單元數(shù)與傳質(zhì)單元高度③傳質(zhì)單元數(shù)的求?、瘢﹫D解積分法Ⅱ）解析法：解吸因子法、對(duì)數(shù)平均濃度法Ⅲ）直接圖解梯級(jí)法（Baker法）萃取三元體系液--液平衡相圖及萃取操作原理１、三元體系相圖表示法：圖形，濃度方向２、相平衡關(guān)系在相圖中的表示：

①幾種互溶狀態(tài)：完全互溶、部分互溶②平衡線（溶解曲線）和輔助（連結(jié)）線的求法--實(shí)驗(yàn)法③分配系數(shù)及分配曲線④溫度對(duì)溶解曲線的影響⑤杠桿規(guī)則３、萃取過程的相圖表示：Ⅰ）混合組成及量Ⅱ）萃取、萃余相量Ⅲ)適宜的萃?。ㄈ軇┯昧竣簦┮悦撊軇┗硎镜妮腿?、萃余相量Ⅴ）萃取操作的極限濃度４、萃取劑的選擇原則：選擇性，互溶度，萃取劑的回收難易性、物系影響。萃取過程計(jì)算１、單級(jí)萃取

①物料衡算②杠桿規(guī)則２、多級(jí)錯(cuò)流萃?、倭鞒挞谟?jì)算--座標(biāo)圖解法：三角等邊（等腰）座標(biāo)圖解及討論直角座標(biāo)圖解及討論解析法計(jì)算及討論干燥

１、濕空氣性質(zhì)①濕度：定義及計(jì)算公式②相對(duì)濕度③濕空氣的比容④濕空氣的比熱⑤濕空氣的焓⑥干、濕球濕度⑦絕熱飽和(冷卻）濕度⑧露點(diǎn)⑨干球、濕球、絕熱飽和濕度、露點(diǎn)之間的關(guān)系

干燥過程的物、熱衡算--干燥靜力學(xué)１、物料水份量表示法：濕、干基含水量２、物料衡算①新鮮干空氣用量②干燥產(chǎn)品流量３、熱量衡算①連續(xù)干燥系統(tǒng)的預(yù)熱器及干燥器熱量計(jì)算②干燥系統(tǒng)熱效率

干燥過程的平衡關(guān)系干燥速率計(jì)算--干燥動(dòng)力學(xué)

１、濕物料中水份存在形式Ⅰ）分類原則

Ⅱ）平衡水份與自由水份

Ⅲ）結(jié)合水份與非結(jié)合水份

Ⅳ）四者之間互相關(guān)系

２、干燥時(shí)間計(jì)算①恒定干燥Ⅰ）干燥實(shí)驗(yàn)及曲線：X～τ,X～tⅡ）干燥速率曲線等速干燥、降速干燥，臨界含水量

Ⅲ）干燥時(shí)間②變動(dòng)干燥Ⅰ）與恒定干燥過程的比較一、選擇題

1.液相回流是保證（）過程連續(xù)穩(wěn)定操作的必不可少的條件之一。

A吸收B精餾C傳熱D過濾2.蒸餾是利用各組分的（）不同的特性實(shí)現(xiàn)分離的目的。

A溶解度B等規(guī)度C揮發(fā)度D調(diào)和度3.理論板是指（）這種板的氣液兩相相互成平衡，而且塔板上的液相組成也可視為均勻的。

A離開B進(jìn)入C混合D接觸

BCA4.吸收速率主要決定于通過雙膜的擴(kuò)散速度，要提高氣液兩流體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，提高吸收效果，則要（

）

A增加氣膜厚度和減少液膜厚度B減少氣膜和液膜厚度

C增加氣膜和液膜厚度D減少氣膜和增加液膜厚度5.對(duì)于逆流操作的吸收塔，其它條件不變，當(dāng)吸收劑用量趨于最小用量時(shí)，則（）。

A吸收推動(dòng)力最大B吸收率最高

C出塔氣濃度最低D吸收液濃度趨于最高6.某吸收過程，已知ky=410-1kmol/m2.s，kx=810-4kmol/m2.s，由此可知該過程為（）。

A液膜控制B氣膜控制

C判斷依據(jù)不足D液膜阻力和氣膜阻力相差不大7.物料含結(jié)合水與非結(jié)合水的分界是（）。

A等速干燥階段終點(diǎn)B降速干燥階段終點(diǎn)

C水分與純水的蒸汽壓相等D等速階段與降速階段的交點(diǎn)BDAC8.當(dāng)空氣的溫度一定時(shí)，不飽和濕空氣的濕球溫度總是低于干球溫度，那么空氣的干球溫度和濕球溫差越小，表明空氣（）

A越干燥B越潮濕

C焓值越高D焓值越低9.在干燥過程中，新鮮空氣在預(yù)熱器中所經(jīng)歷的狀態(tài)變化屬于()。

A等焓過程B等相對(duì)濕度過程

C絕熱過程D等濕過程10.萃取是利用各組分間的（）差異來分離液體混合物的。

A揮發(fā)度B離散度C溶解度D密度BDC11．精餾塔設(shè)計(jì)時(shí)，若F，xF，xD，xW，V均為定值，將進(jìn)料熱狀態(tài)從氣液混合物變?yōu)閝＞1，設(shè)計(jì)所需理論板數(shù)（）

A多B少C不變D判斷依據(jù)不足12.操作中連續(xù)精餾塔，如采用的回流比小于原回流比，則（）。

AxD，xW均增加ＢxD減小，xW增加ＣxD，xW均不變Ｄ不能正常操作13.根據(jù)雙膜理論，吸收質(zhì)從氣相主體轉(zhuǎn)移到液相主體整個(gè)過程的阻力可歸結(jié)為（）。A兩相界面存在的阻力B氣液兩相主體中的擴(kuò)散的阻力C氣液兩相滯流層中分子擴(kuò)散的阻力BBC14.影響恒速干燥速率的主要因素是（）。

A物料的性質(zhì)B物料的含水量C空氣的狀態(tài)15.在一定的干燥條件下，物料厚度增加，物料的臨界含水量XC（A），而干燥所需的時(shí)間（）。

A.增加；B.減少；C.不變16.對(duì)吸收操作影響較大的填料特性是（）。

A比表面積和自由體積B機(jī)械強(qiáng)度

C對(duì)氣體阻力要小17.在原料液組成xF及溶劑化（S/F）相同條件下，將單級(jí)萃取改為多級(jí)萃取，如下參數(shù)的變化趨勢(shì)是萃取率（）。

A.提高B.減小C.不變D.不確定CAAA18.某二元混合物，其中A為易揮發(fā)組分，液相組成x＝0.5相應(yīng)的泡點(diǎn)為ｔ1，與之相平衡的汽相組成y＝0.7，相應(yīng)的露點(diǎn)為ｔ2，則：（）

A.ｔ1＞ｔ2B.ｔ1＜ｔ2C.ｔ1＝ｔ2D.不能判斷19.在化工生產(chǎn)中，要提高吸收的效果，可以設(shè)法提高吸收總傳質(zhì)系數(shù)，必須采?。ǎ?/p>

A.降低氣膜和液膜厚度B.提高氣膜和液膜厚度C.減少流體流動(dòng)速度20.下列各項(xiàng)中屬于物性參數(shù)的是()

Ａ.氣膜吸收系數(shù)Ｂ.分子擴(kuò)散系數(shù)ＤＣ.渦流擴(kuò)散系數(shù)Ｄ.脫吸因數(shù)ScAB21.在分子傳質(zhì)過程中，若漂流因子P總/PBM＞1,則組分A的傳質(zhì)通量NA與組分A的擴(kuò)散通量JA的關(guān)系為（）

ANA=JABNA＜JA

CNA＞JAD不好判斷22.達(dá)到指定分離程度所需理論板層數(shù)為10（包括再沸器），若全塔效率ET=50%,則塔內(nèi)實(shí)際層數(shù)應(yīng)為（）

A20B18C16D不確定23.液液萃取中分配系數(shù)與下列因素?zé)o關(guān)的是（）

A溫度B物系種類

C壓力D組成CBC24.對(duì)于逆流操作的吸收塔，吸收過程為氣膜控制，若進(jìn)塔液體組成X2增大，其它條件不變，則氣相總傳質(zhì)單元高度將（）

A不變B不確定

C減少D增大25.填料塔的正常操作區(qū)域?yàn)椋ǎ?/p>

A載液區(qū)B液泛共

C恒持液量區(qū)D任何區(qū)域26.在恒定干燥條件下用熱空氣干燥某物料，當(dāng)干燥速率降為零時(shí)，物料中剩余的水分是（）。

A自由水分B結(jié)合水

C非結(jié)合水D平衡水分ACD27.用純?nèi)軇㏒對(duì)A、B混合液進(jìn)行單級(jí)萃取，F(xiàn)、xF不變，加大萃取劑量用量，通常所得萃取液組成將（）

A提高B降低C不變D不確定28.低濃度逆流吸收操作中，若其他入塔條件不變，僅增加入塔氣體濃度Y1，則：出塔氣體濃度Y2將().A增大；B減??；C不變；D不確定29.下述說法中錯(cuò)誤的是（）。

A理想溶液滿足拉烏爾定律，也滿足亨得定律；

B理想溶液滿足拉烏爾定律，但不滿足亨利定律；

C非理想稀溶液滿足亨利定律，但不滿足拉烏爾定律；

D服從亨利定律并不說明溶液的理想性，服從拉烏爾定律才表明溶液的理想性30.精餾的操作線為直線，主要是因?yàn)椋ǎ?/p>

A理論板假定；B塔頂泡點(diǎn)回流；

C.理想物系；D.恒摩爾流假定DABD二、判斷題

1.根據(jù)恒摩爾流假設(shè)，精餾塔內(nèi)氣、液兩相的摩爾流量一定相等。（）2.當(dāng)分離要求和回流比一定時(shí)，進(jìn)料的值越大，所需總理論板數(shù)越多。（）3．在吸收塔中，溶質(zhì)氣體在混合氣中的分壓，大于與吸收劑中溶質(zhì)濃度成平衡分壓時(shí)，則發(fā)生解吸。（）4．增加吸收劑用量，操作線的斜率增大，則操作線向遠(yuǎn)離平衡線的方向偏移，吸收過程推動(dòng)力變大。（）5.濕空氣通過預(yù)熱器預(yù)熱后，其濕度不變，熱焓增加，相對(duì)濕度減少。（)×××√√6.在精餾塔內(nèi)任意1塊理論板，其氣相露點(diǎn)溫度大于液相的泡點(diǎn)溫度。（）7.組分A和B的相對(duì)揮發(fā)度相等的混合溶液不能用普通精餾的方法分離。（）8.對(duì)一定操作條件下的填料塔，如將填料層增高一些，則塔的NOG將減少。（）9.若以過熱蒸氣狀態(tài)進(jìn)料時(shí)，q線方程的斜率大于零。（）10.二元溶液連續(xù)精餾計(jì)算中，進(jìn)料熱狀況的變化將引起平衡線與精餾段操作線的變化（）××√√×11.當(dāng)干燥液狀和漿狀物料時(shí)，可選用轉(zhuǎn)簡(jiǎn)干燥器。

（）12.通常，物系的溫度越高，稀釋劑與萃取劑的互溶度大，越不利于萃取操作（）13.在一定溫度下，物料中的結(jié)合水分與非結(jié)合水分的劃分只與物料本身性質(zhì)有關(guān)，而與空氣狀態(tài)無關(guān)。（）14.空氣的濕度愈低，氣速愈大，則降速干燥階段的干燥速率愈快。（）15．在吸收塔中，溶質(zhì)氣體在混合氣中的分壓，大于與吸收劑中溶質(zhì)濃度成平衡的分壓時(shí)，則發(fā)生吸收。（）×√√√√16.理論板是指離開這種板的氣液兩相相互成平衡，而且塔板上的液相組成也可視為均勻的。（）17.隨著溫度的增加，氣體的溶解度減少，亨利系數(shù)將會(huì)升高。（）18.判斷濕空氣能否作為干燥介質(zhì)的依據(jù)是它的濕度。()19.在精餾塔內(nèi)任意1塊理論板，其氣相露點(diǎn)溫度大于液相的泡點(diǎn)溫度。（

）20.壓力增大，溫度下降，將有利于吸收的進(jìn)行。（）√√√××例1在一常壓連續(xù)精餾塔中分離二元理想混合物。塔頂上升的蒸氣通過分凝器后，3/5的蒸氣冷凝成液體作為回流液，其濃度為0.86。其余未凝的蒸氣經(jīng)全凝器后全部冷凝為塔頂產(chǎn)品，其濃度為0.9（以上均為輕組分A的摩爾分?jǐn)?shù)）。若已知回流比為最小回流比的1.2倍，當(dāng)泡點(diǎn)進(jìn)料時(shí)，試求：（1）第1塊板下降的液體組成；（2）料液的組成。

分析：抓住分凝器中氣液相組成為平衡關(guān)系，而回流液組成與第1塊板上升蒸氣為物料平衡（即精餾段操作線）關(guān)系，此題可順利求解。解：（1）第1塊板下降的液體組成由出分凝器的氣液流量比求回流比

再由相平衡關(guān)系

解得由精餾段操作線方程得

再由相平衡方程

解得

（2）

料液的組成

由

解得

當(dāng)泡點(diǎn)進(jìn)料時(shí)

即

依

及平衡關(guān)系

（b）（a）聯(lián)立解（a）及（b）得方程

取

故料液組成

例2一連續(xù)精餾塔分離二元理想混合溶液，已知某塔板的氣、液相組成分別為0.83和0.70，相鄰上層塔板的液相組成為0.77，而相鄰下層塔板的氣相組成為0.78（以上均為輕組分A的摩爾分?jǐn)?shù)，下同）。塔頂為泡點(diǎn)回流。進(jìn)料為飽和液體，其組成為0.46。若已知塔頂與塔底產(chǎn)量比為2/3，試求：（1）精餾段操作線方程；（2）提餾段操作線方程。分析：將精餾段操作線方程中的回流比R和塔頂產(chǎn)品組成xD確定后，方程的形成就一定。而這兩個(gè)參數(shù)可由題中所給出的相鄰3層板的氣液相組成建立的兩個(gè)操作線方程聯(lián)立解出。同理，將提餾段操作線方程中的參數(shù)由題中已給的條件變換代入，方程即可建立。解：精餾段操作線方程依精餾段操作線方程

將該板和上層板的氣液相組成代入有

再將該板和下層板的氣液相組成代入有

(b)(a)聯(lián)立（a）、（b）解得

則精餾段操作線方程為

（2）提餾段操作線方程

提餾段操作線方程的通式為

將

(泡點(diǎn)進(jìn)料)代入上式則有

轉(zhuǎn)化上式為

根據(jù)

即

解得

將有關(guān)數(shù)據(jù)代入（c），則提餾段操作線方程為

即

（C）例3

在直徑為1m的填料吸收塔內(nèi)，用清水作溶劑，入塔混合氣流量為100kmol/h,其中溶質(zhì)含量為6%（體），要求溶質(zhì)回收率為95%，取實(shí)際液氣比為最小液氣比的1.5倍，已知在操作條件下的平衡關(guān)系為，總體積傳質(zhì)系數(shù)，試求：（1）出塔液體組成；（2）所需填料層高；（3）若其他條件不變（如G、L、、等不變）將填料層在原有基礎(chǔ)上，加高，吸收率可增加到多少？

注：本題可視為低濃度氣體的吸收，逆流操作。

解：（1）利用液氣比與組成的關(guān)系可求出塔液體組成

填料層高可由傳質(zhì)單元數(shù)法計(jì)算

(3)其他條件不變僅增加填料層高度實(shí)際就是不改變傳質(zhì)單元高度而增加傳質(zhì)單元數(shù)。故可通過傳質(zhì)單元數(shù)與組成的關(guān)系計(jì)算出塔高增加后的出塔氣相組成，進(jìn)而求出吸收率。N==

例4在填料塔內(nèi)用清水吸收空氣中的丙酮蒸氣，丙酮初始含量為3％（體），若在該塔中將其吸收掉