化工原理2課程綜合復習資料題庫及答案

《化工原理2》課程綜合復習資料

一、單選題

1.在總壓為101.33kPa、溫度為85c條件下，苯和甲苯的飽和蒸汽E分別為PAO=116.9kPa、

PB°=46kPa,則苯對甲苯的相對揮發(fā)度為（）。

A.0.39

B.2.67

C.2.54

D.1.86

答案：C

2.在總壓為101.33kPa,溫度為85℃條件下，苯和甲苯的飽和蒸汽壓分別為PAO=116.9kPa、

PB°=46kPa,則平衡時的液相組成為（）。

A.0.9

B.0.27

C.0.65

D.0.78

答案：D

3.用圖解法求理論塔板時，下列哪個參數(shù)與解無關？

A.相對揮發(fā)度a

B.進料組成XF

C.進料熱狀況參數(shù)q

D.進料量F

答案：D

4.在精偏塔設計中，若F、XF、XD、XW及R一定，進料由原來的飽和蒸汽改為飽和液體，

見精儲段的氣液兩相流量（）0

A.均增大

B.均減小

C.均不變

D.無法確定

答案：C

5.在精播塔設計中，若F,XF,XD.XW及R一定，進料由原來的飽和蒸汽改為飽和液體，

則提饋段的氣液兩相流量（）O

A,均增大

B.均減小

C.均不變

D,無法確定

答案：A

6.某二元混合物，若液相組成XA為0.45,相應的泡點溫度為U；氣相組成yA為0.45,

相應的露點溫度為t2,則（）。

A.ti<t2

B.tl=t2

C.tl>t2

D.無法確定

答案：A

7.在同樣空塔氣速和液體流量下，塔板開孔率增加，則（）。

A.漏液量增加，壓力降增加

B.漏液量減小，壓力降減少

C.漏液量增加，壓力降減少

D.漏液量減小，壓力降增加

答案：C

8.某二元混合物，進料量為100kmol/h,XF=0.6,要求塔頂XD不小于0.9,則塔頂最大產(chǎn)

量為（）o

A.60kmol/h

B.66.7kmol/h

C.90kmol/h

D.lOOkmol/h

答案：B

9.關于擴散通量式JA=-D（dCA/dZ）二-JB,下列說法正確的是（）。

A.只能用于稀溶液

B.只能用于理想氣體

C.只能用于液相

D.可以同時用于液相或氣相系統(tǒng)

答案：D

10.雙組分氣體(A、B)在進行穩(wěn)定分子擴散，JA及NA分別表示在傳質(zhì)方向上某截面處溶

質(zhì)A的分子擴散速率與傳質(zhì)速率，當整個系為單向擴散時，有。

A.|JA|=|JB|,|NA|>|NB|

B.|JA|>|JB|,|NA|=|NB|

C.|JA|<|JB|,|NA|>|NB|

D.|JA|=|JB|,|NA|=|NB|

答案：A

11.某吸收塔的操作壓強為UOkPa,溫度為25℃,處理焦爐氣1800m3/h。焦爐氣中含苯

156kg/h,其他為惰性組分，苯的摩爾質(zhì)量為78kg/Kmol,則焦爐氣中苯的摩爾分數(shù)為()。

A.0.1

B.O.15

C.0.2

D.0.25

答案：D

12.在總壓為101.33kPa和溫度為20℃,測得氨在水中的溶解度數(shù)據(jù)為：溶液上方氨平衡

分壓為().8kPa,氣體在液體中的溶解度為lg(NH3)/100g(H2。)，該溶液遵守亨利定律，

見亨利系數(shù)E為()kPao

A.7.63X105

B.7.63X104

C.76.3

D.7.63

答案：C

13.在吸收過程中，若保持操作條件不變，增大填料層高度，則吸收過程的HOG將()。

A.增大

B.減小

C.不變

D.不確定

答案：C

14.在逆流操作的填料吸收塔中，若吸收因子A=0.5,氣液相平衡關系為y=2x,塔底氣

框進料中yi=0.5,當填料層高h=oo,塔底液相濃度為()o

AO.15

B.O.18

C.0.2

D.O.25

答案：D

15.CO2的體積分數(shù)為30%的某種混合氣體與水充分接觸，系統(tǒng)溫度為30C,總壓為

10i.33kPao在操作范圍內(nèi)該溶液可適用于亨利定律，CO2在題目條件下的亨利系數(shù)為

1.88xlO5kPa,則液相中CO2的平衡組成為（），以摩爾分數(shù)表示。

A.1.62X104

B.3.76X104

C.0.81X104

D.1.88X10-4

答案：A

16.在萃取操作中，溶質(zhì)A的分配系數(shù)為kA=y“XA；若kA=l,則說明該溶液（）用萃取

方法分離。

A.不能

B.能

C.無法確定

答案：C

17.相對濕度（P值可以反映濕空氣吸收水汽能力的大小，當（p值大時，表示該濕空氣的

吸濕能力（）0

A.大

B.小

C.不變

D.不能判斷

答案：B

18.在萃取操作中恰當?shù)媒档蜏囟?，將使B與S的互溶度（）。

A.增加

B.降低

C不變

D.無法判斷

答案：B

19.B與S部分互溶進行多級逆流操作時，操作點位于三角形相圖的()o

A,左側(cè)

B.右側(cè)

C.中間

D.無法判斷

答案：D

20.雙組分理想氣體進行穩(wěn)態(tài)單向擴散，如維持氣相PA不變，總玉增加，氣相中的傳質(zhì)

通量NA將()o

A.增大

B.減小

C.不變

D.不確定

答案：A

21.傳質(zhì)速率NA等于分子擴散速點JA的條件是()o

A.單向擴散

B.等分子反向擴散

C湍流流動

D.非穩(wěn)態(tài)過程

答案：B

22.當空氣的lw=t=td時，說明空氣的相對濕度()o

A,小于1

B.大于1

C等于1

D.不確定

答案：C

23.二元理想物系的連續(xù)精微塔，若采用全凝器，則第1塊板的溫度可由XD根據(jù)()方

程求得。

A.泡點

B.露點

C.物料平衡

D.過程速率

答案：B

24.當XF、XD>xw和q一定時，若減小回流比R,其他條件不變，則()。

A.精播段操作線的斜率不變

B.精鐳段操作線的斜率變大

C.兩操作線遠離平衡線

D.兩操作線靠近平衡線

答案：D

25.精儲塔結(jié)構(gòu)不變，操作時若保持進料的組成XF、流率F、熱狀況q及塔頂流率D—

定，只減少塔釜的熱負荷，則塔頂XD(),塔底xw()o

A.減小，增大

B增大，增大

C.減小，減小

D.增大，減小

答案：A

26.某低濃度逆流吸收塔在正常操作一段時間后，發(fā)現(xiàn)氣體出口含量yz增大，原因可能

是()。

A.氣體進口含量yi下降

B.吸收劑溫度降低

C.入塔的吸收劑量減少

D.其余三個原因都有

答案：C

27.在B-S部分互溶萃取過程中，若加入的純?nèi)軇┝吭黾佣渌麠l件不變，則萃取液的

濃度yA()o

A.增大

B.減小

C.不變

D.不能確定

答案：D

28.用純?nèi)軇㏒對A、B混合液進行單級理論萃取，當S用量增加時，保持進料量F和

組成XF不變，所獲得萃取液的組成應()o

A增大

B.減小

C.不變

D.不確定

答案：D

29.在填料塔中用清水吸收混合氣中的氨，當用水量減少時，氣相總傳質(zhì)單元數(shù)NOG將

（）。

A增大

B.減小

C不變

D.不確定

答案,A

30.單向擴散中漂流因子（）。

A.大于1

B.小于1

C.等于1

D,不確定

答案：A

31.在吸收操作中，吸收塔某一截面上的總推動力（以液相組成差表示）為（）。

AXe-X

B.X-Xe

C.Xi-X

D.X-Xi

答案：A

32.在逆流操作的填料吸收塔中，當吸收因子A小于1,且填料層為無限高時，則氣液相

平衡出現(xiàn)在。

A.塔頂

B.塔底

C.塔上部

D.塔下部

答案：C

33.若萃取相和萃余相在脫除溶劑后均與原料液的組成相同，則所用萃取劑的選擇性系數(shù)

()O

A.等于1

B.小于1

C.大于1

D.不確定

答案：A

二、判斷題

1.一精儲塔，當F、XF一定時，只要規(guī)定了分離程度XD和XW,則D和W也就被確定了。

答案：T

2.解吸是吸收的逆過程，以氣相組成表示的推動力可寫為Ye-Yo

答案：7

3.利用相平衡關系可判斷過程進行的方向。若氣相的實際組成Y小于與液相呈平衡的組

成Ye=mX,則為吸收過程。

答案：x

4.萃取操作時，B與S的互溶度越大越容易分離。

答案：x

5.萃取操作時，可以用選擇性系數(shù)0判斷萃取過程是否可行。

答案：T

6.干燥操作中，當相對濕度為100%時，表明濕空氣中水蒸汽含量已達到飽和狀態(tài)。

答案：7

7.非結(jié)合水分一定是自由水分。

答案：T

8.由A、B兩組分組成的理想溶液中，組分間的相對揮發(fā)度可以用同溫下的兩純組分的

飽和蒸氣壓的比值來表示。

答案：T

9.用水吸收空氣中微量氨的操作，在一定的溫度和壓強下，只要用水量足夠小，接觸時

間足夠長，就能得到很濃的氨水c

答案：x

10.萃取時分配系數(shù)k必須大于1,否則不能分離。

答案：X

11.兩相流體在萃取設備中，一般以逆流流動方式進行操作。

答案：7

12.B與S完全不互溶物系進行多級逆流操作，求解最小萃取劑用量時，可以借助于直角

坐標系作圖計算。

答案：7

13.所有的吸收過程均屬于單向擴散過程。

答案：x

14.只要塔板間距足夠高，就可以消除霧沫夾帶。

答案：x

15.平衡狀態(tài)的傳質(zhì)過程是一種動態(tài)的平衡,分離正逆過程保持傳質(zhì)速率相等,方向相反。

答案,T

16.對于精微塔的任何一層理論板來說，其上升蒸汽的溫度必然等于其下降液體的溫度。

答案：7

17.用圖解法繪制的直角梯級數(shù)，即為精儲塔實際所需的層板數(shù)。

答案：x

18.吸收塔的操作線是直線，主要是基于高濃度物理吸收。

答案：x

19.一般來說，增大吸收劑用量，降低入口溫度和組成，都可增大吸收推動力，從而提高

吸收率。

答案：'

20.多級錯流萃取時理論上每級萃取劑的用量相等時總用量最小。

答案：7

三、名詞解釋

1.理論萃取級

答案：是指對于一個萃取級，即無論進入該級的兩股液流（原料、溶劑或前一級的萃余

相和后一級的萃取相）的組成如何，經(jīng)過萃取后，從該級流出的萃取相和萃余相為互成

平衡的兩個相，這樣的萃取級稱為一個理論萃取級。

2.相平衡

答案：一定的條件下，當一個多相系統(tǒng)中各相的性質(zhì)和數(shù)量均不隨時間變化時，稱此系

統(tǒng)處于相平衡。此時，宏觀上，沒有物質(zhì)由一相向另一相的凈遷移。微觀上，不同相間

分子轉(zhuǎn)移并未停止，只是兩個方向的遷移速率相同而已。

3.理想溶液

答案：溶液中的任一組分在全部濃度范圍內(nèi)都符合拉烏爾定律的溶液稱為理想溶液。理

想溶液中各組分分子大小形狀及作用力彼此相似，即認為溶質(zhì)與溶劑混合成為溶液時，

既不放熱，也不吸熱，溶液體積恰為溶質(zhì)和溶劑的體積之和。

4.氣膜控制

答案：氣膜控制是傳質(zhì)阻力主要集中于氣相的吸收過程，如以水吸收NH3、HC1等易溶

氣體，傳質(zhì)阻力幾乎全集中于氣相中。

5.（萃?。┻x擇性系數(shù)6

答案：萃取過程兩相平衡時，萃取相E中A、B組成之比與萃余相R中A、B組成之比

的比值，稱為選擇性系數(shù)民

6.填料比表面積a和空隙率￡

答案：單位體積填料層的填料表面積稱為比表面積。單位體積填料層的空隙體積稱為空

隙率。

7.填料因子成3

答案：填料因子是指填料的比表面積與空隙率三次方的比值。填料因子分為干填料因子

與濕填料因子，填料未被液體潤濕時的R/稱為干填料因子，它反映填料的幾何特性;

填料被液體潤濕后，填料表面覆蓋了一層液膜，。和￡均發(fā)生相應的變化，此時的

稱為濕填料因子，它表示填料的流體力學性能f值越小，表明流動阻力越小。

8.（填料塔）持液量

答案：填料塔持液量是指單位體積填料層內(nèi)所積存的液體體積，以（nP液體）/（n?填

料）表不。

9.液膜控制

答案：液膜控制是傳質(zhì)阻力主要集中于液相的吸收過程，如以水吸收02、CO2等難溶氣

體，傳質(zhì)阻力幾乎全部集中在液相中。

10.相對濕度

答案：相對濕度是指一定的系統(tǒng)總壓和溫度下，空氣中水汽分壓外，與系統(tǒng)溫度壓力下

水汽可能達到的最大分壓之比。

11.（填料塔）傳質(zhì)單元高度

答案：傳質(zhì)單元高度是在逆流操作的微分接觸傳質(zhì)設備（填料塔）中，使?jié)舛茸兓_到

傳質(zhì)單元數(shù)為1所需的設備接觸傳質(zhì)段高度，即完成一個傳質(zhì)單元分離任務所需的填料

層高度，表示吸收塔傳質(zhì)性能的高低，與填料性能和氣、液兩相流動狀況有關。

12.自由水分

答案：物料含水量超出平衡水分的那部分水分稱為自由水分，自由水分是能被空氣干燥

的水分。

13.非結(jié)合水分

答案：是指物料中機械的附著于固體表面或顆粒堆層中大空隙中的水分，蒸汽壓等于同

溫度下純水的飽和蒸汽壓。如物料表面的附著水分，或物料表面大孔內(nèi)的水分。干燥過

程中非結(jié)合水分較易除去。

14.氣體吸收

答案：利用混合氣體中各組分在某種溶劑中溶解度差異，使某些易溶組分進入液相形成

溶液，不溶或難溶組分仍留在氣相，從而實現(xiàn)混合氣體分離的單元操作，稱為氣體的吸

收過程。

15.濕球溫度

答案：濕球溫度是指濕球溫度計在溫度為I,濕度為H的不飽和空氣流中，達到平衡或

穩(wěn)定時所顯示的溫度。

16.傳質(zhì)速率

答案：任一固定空間位置上，單位時間通過單位面積的物質(zhì)量。

17.泡點

答案：一定壓力下液體混合物出現(xiàn)第一個氣泡（開始沸騰）時的溫度。

18.理想氣體

答案：符合理想氣體狀態(tài)方程的稱為理想氣體。理想氣體是研究氣體性質(zhì)的一個物理模

型，即忽略氣體分子的自身體積和分子之間的作用力。

19.塔的操作彈性

答案：塔的最大處理量與最小處理量之比稱為塔的操作彈性。

四、問答題

1.總體流動是如何形成的？

答案：在分子擴散的同時經(jīng)常伴有流體的總體流動。如用液體吸收氣體混合物中溶質(zhì)組

分的過程。設由A、B組成的二元氣體混合物，其中A為溶質(zhì)，可溶解于液體中，而B

不能在液體中溶解。這樣，組分A可以通過氣液相界面進入液相，而組分B不能進入

液相。由于A分子不斷通過相界面進入液相，在相界面的氣相一側(cè)會留下“空穴”，根據(jù)

流體連續(xù)性原則，混合氣體便會自動地向界面遞補，這樣就發(fā)生了A、B兩種分子并行

向相界面遞補的運動，這種遞補運動就形成了混合物的總體流動。

2.萃取操作中分配系數(shù)Z及選擇性系數(shù)夕的定義是什么？k=\及芹1兩種情況下萃取操

作能否進行？

答：分配系數(shù)上一定溫度下，溶質(zhì)組分A在平衡的E相與R相中的組成之比，即:

kA=yA/xA；

選擇性系數(shù)人

萃取相中A的質(zhì)量分數(shù)

萃取相中B的質(zhì)量分數(shù)

萃余相中A的質(zhì)量分數(shù)一

萃余相中B的質(zhì)量分數(shù)

k=\時萃取操作可以進行，而時萃取操作不能進行。

3.有如下的板式塔負荷性能圖，請寫出各條線的名稱，說明0P，操作線和0P"操作線兩

種情況下塔的氣液流量上下限的控制因素分別是哪些，并說明哪種情況下塔的操作彈性

大。

答：1線：漏液線（氣相負荷下限線）；2線：過量液沫夾帶線（氣相負荷上限線）；3

線：液相負荷下限線；4線：液相負荷上限線；5線：液泛線（淹塔線）。0P，操作線所

對應的氣液流量控制因素為：上限受液泛條件控制，下限受漏液條件控制；0P”操作所

對應的氣液流量控制因素為：上限受氣泡夾帶（液相負荷上限線）條件控制，下限受漏

液條件控制；0P，操作線所對應情況下操作彈性大。

4.某電廠煙氣脫硫裝置采用堿液吸收煙氣中的SCh,該過程為一化學吸收過程，反應速

率遠遠大于擴散速率。請問：（1）該過程可看做氣膜控制過程還是液膜控制過程？為什

么？（2）如操作一段時間后發(fā)現(xiàn)脫硫效果變差，請?zhí)岢龈倪M方案。

答：（1）屬于氣膜控制過程。因反應在液相中進行，反應速率遠遠大于擴散速率，相當

于增加了液相推動力，提高了液相傳質(zhì)速率，則氣膜中的傳質(zhì)速率成為主要的傳質(zhì)阻力,

屬于氣膜控制。（2）增加堿液濃度、增加堿液流量、加壓等。

5.一操作中的精儲塔，由于進料加熱器出現(xiàn)問題，使得進料的熱狀態(tài)參數(shù)q變大，若保

持F、XF、D、R不變，試分析L、V、L\V，的變化趨勢，寫出分析過程。

答：L=RD,V=（R+1）D,L,V不變；L'=L+qF,U變大，V=V?（l?q）F變大。

6.下圖是某濕物料的干燥速率曲線。請在圖中標出臨界濕含量Xc、平衡濕含量X*,并

回答B(yǎng)C段的溫度、干燥兩個階段的劃分區(qū)域及名稱。

濕含量x

答：Xc、X*如下圖。BC段對應溫度為濕球溫度tw；AC段為恒速干燥段，CD段為降

速干燥段。

xxc濕含量X

7.某填料吸收塔，逆流操作，用清水吸收混合氣中A組分，若L、V、T、P均不變，進

口氣體的以增加，問NOG、加、和以如何變化，并說明理由。

答：吸收塔中進口氣體濃度增加，傳質(zhì)單元數(shù)不變、吸收液出口濃度增加，尾氣出口濃

度變大。

8.一連續(xù)精譙塔操作中，若進料組成XF有所降低，仍要求鐳出液流率D不變，維持原有

操作回流比R、進料量F和進料熱狀況q,試分析微出液組成XD和釜液組成xw的變化。

如仍要求維持錨出液組成XD不變，可采取哪些措施？

答：F、D不變，所以W不變；兩段操作線斜率均不變，通過作圖法和反證法可分析:

XD減小，xw減小?？刹扇〈胧涸龃蠡亓鞅萊,或降低進料位置，或減小進料熱焰使q

增大。

9.簡述漂流因子的含義。

答案：漂流因子反映了總體流動對傳質(zhì)速率的影響，其值為總體流動使傳質(zhì)速率較單純

分子擴散增大的倍數(shù)。漂流因子數(shù)值總是大于1,其值越大，表明總體流動作用越強。

10.精儲塔恒摩爾流假定的內(nèi)容及成立條件是什么？恒摩爾流假定給精儲塔理論板數(shù)計

算帶來的方便是什么？

答：恒摩爾流假定的內(nèi)容：恒摩爾汽化及恒摩爾溢流。成立條件：（1）組分間摩爾汽化

潛熱相等；（2）顯熱忽略不計；（3）散熱損失不計。帶來的方便：對精儲塔進行計算時，

不用考慮熱量衡算。

五、論述題

1.一連續(xù)精鐳塔用以分離乙苯?苯乙烯混合物，原料含乙苯45%（摩爾分率，下同），泡

點進料；要求乙苯在塔頂播出物的組成為0.95,乙苯在塔底產(chǎn)品中的組成為0.05；塔頂

有全凝器提供泡點回流；塔底有再沸器。全塔平均相對揮發(fā)度1.5o該物系符合恒摩爾

流假定。試求：①求乙苯在塔頂做出比D/F,苯乙烯在塔底的偏出比W/F；②回流比為

最小回流比的1.5倍，試確定操作回流比；③提儲段操作線方程,

答案:

(T)F=D+W

F■xp—D,x口+?xw

DxF-xw0.45-0.05?....

F-xD-xw-0.95-0.05-,

WD

-=1--=1-0.4444=0.5546

FF

(2)XF=XE=。45

axE1^^=0,5510

YE

l+(a-l)xE1+(1.5-1)x045

3^0.95-0.5510=07980

VR+1/minxD-xE0.95-0.45

R*=3.949

R=Rninxl.5=3.949xl.5=5.924

③L=RD=5.924xO.4444F=2.633F

V=(R+1)D=(5.924+1)x0.4444F=3.077F

泡點進料：V'=V=3.O77F

L=L+F=2.633F+F=3.633F

提懦段操作線方程:

LW3.633F，0.5556F

y=-rX---rXw-------xxO.O5

VV3.077F3.077F

=1.180x,-9.026xl0'3

2.在常壓填料吸收塔中，用清水吸收廢氣中氨氣，廢氣流量為2500m3/h（標準狀態(tài)下）,

其中氨氣濃度為0.02（摩爾分率），要求回收率不低于98%,若水用量為3.6m3/h,操作

條件下平衡關系為Y*=1.2X（式中X、Y為摩爾比），氣相總傳質(zhì)單元高度為0.7m。試

求：①塔低、塔頂推動力；全塔對數(shù)平均推動力；②氣相總傳質(zhì)單元數(shù)；③填料層高度。

答案：

①k=T黑二小人工-0W）-

V=^29X(1一%)=^22x(l-0.02)=109.38

22.4力22.4kmol/h

人也迺=200班?！?/p>

18V(Yl-Y2)=L(Xl-X2)

1AQIQ

x=y(y-y)=(0.0204-0.00041)=0.0109

ll2200

△X=Yl-niXl=0.0204-1.2x0.0109=0.00732

軌=打一mX2=Y2=0.00041

△y；-AY_0.00732-0.0(X)41

2=0.0024

△工=Ln^-00732

軌0.00041

Y,-Y_0.0204-0.00041

Ns2

②△%0.0024

③H=NOGxHOG=8.33x0.7=5.83/n

3.在一塔徑為1.2m,填料層高度為5m的逆流吸收塔中，用清水吸收焦爐氣中的氨，入

塔氣體體積流量為4070m3/h,其中氨的濃度為2%（體積），操作條件（T=20℃,P=latm）

下平衡關系為Ye=1.2X,吸收因數(shù)A=1.485,總體積傳質(zhì)系數(shù)KYa=200kmol/（m3.h）。試

求：（1）吸收用水量（kg/h）；（2）出塔氣體中氨的濃度（摩爾分率）。

答案：

1X4.07X103

=169?2七咻

(1)RT0.08206x293.15

kmol3

L=AmV=1.485xl.2xl69.2x0.98=295.5/h=5.32x10比%

y169.2x0.98

HOG=0.733/N

KYaQ.ZOOx^xl.22

(2)4

Y

uy=——?r=7.73xio-4

代入⑴中可解得：y"7.73xl()Ta1+匕

4.在填料高度為4m的常壓填料塔中，用清水吸收尾氣中的可溶組分。已測得如下數(shù)據(jù):

尾氣入塔組成丫/,（摩爾比，下同）為0.02,吸收液排出的濃度%為0.008（以上均為摩

爾比），吸收率為0.8,并已知此吸收過程為氣膜控制，氣液平衡關系為Y*=1.5X。試求:

（1）計算該塔的HOG和NOG;（2）操作液氣比為最小液氣比的倍數(shù)。

答案：

（1）低濃氣體吸收：4=（1-力4=（1-08）x0.02=0.004

LY-Y0.02-0.004。15

廠ba=2s=等與=0.75

NOG=—！―加|（1一S盧?叫+s］=—5—加［（1一0.75）-^1+。乃］=2.773

1-S化-叫1-0.75、0.004

<1a」-J

(2)

=L5xO.8=1.2

5.在常壓下逆流操作的填料吸收塔中，用純?nèi)軇┪栈旌蠚怏w中的溶質(zhì)組分。入塔惰性

氣體流量為47.5kmol/h,入塔氣體中溶質(zhì)的濃度為5%（體積），吸收率為90%,操作條

件下的氣液平衡關系為Y*=1.5X,液氣比L/V=3,傳質(zhì)單元高度HOG=0.9455m。試求:

①出塔液體濃度Xi；②所需填料層高度Z。

答案：

①X=——=0.0526K=K(l-n)=0.0526X0.1=0.00526

11-0.052-7

X2=0=上化-Y2)=-X(0.0526-0.00526)=0.01578

L3

②F；*=1.5x0.01578=0.02367K=0

zx-匕0.0526-0.00526o

°G-\Ym-_0_.0_5_2_6__-_0_._0_2_3_6_7-0.00526-,

?0.0526-0.02367

0.00526

Z=HOGNOG=0.9455X3.41=3.224m

《化工原理2》復習題

一、判斷題

1.傳質(zhì)單元高度與設備的型式、噪作條件有關，是吸收設備性能高低的反映。

A.對B.精

2.高溫、高壓有利于解吸。

A.對B.精

3.亨利系數(shù)E越大，物質(zhì)的溶解度越小。

A.對B.錯

4.解吸操作中，溶質(zhì)由液相轉(zhuǎn)入氣相，此時氣相中溶質(zhì)的摩爾分率小于液相中溶質(zhì)的摩爾分率。

A.對B.精

5.吸收過程所發(fā)生的是被吸收組分的等分子反向擴散。

A.對B.精

6.如氣膜傳質(zhì)速率小于液膜傳質(zhì)速率，則該相際傳質(zhì)過程為氣膜控制。

A.對B.精

7.已知4=一0.1,則進料中汽相量與總進料量的比為0。

A.對B.精

8.精儲過程中最小回流比是保證精儲操作所需板數(shù)最少的回流比。

A.對B.精

9.若精儲塔過熱蒸汽狀態(tài)進料，g線方程斜率大于零。

A.對B.精

10.板式塔容易實現(xiàn)側(cè)線進料和出料，而填料塔對側(cè)線進料和出料等狂雜情況不太適合。

A.對B.錯

11.填料的理論板當量高度戶以大為好，HETP越大、分離越完善。

A.對B.錯

12.板式塔中板上液面落差過大將導致氣流分布不均。為減小液面落差，設計時常采取的措施

是采用結(jié)構(gòu)簡單的篩板塔，溢流裝置采用雙溢流或多溢流。

A.對B.錯

13.精儲用板式塔，吸收用填料塔。

A.對B.精

14.板式塔內(nèi)氣液逐級接觸，填料塔內(nèi)氣液連續(xù)接觸。

A.對B.精

15.當增加塔板間距時，性能負荷圖中霧沫夾帶線向下移；當減少浮閥數(shù)時，漏液線向下移。

A.對B.精

二、單選題

1.在吸收塔設計中，當吸收劑用量趨于最小用量時。

A.回收率趨向最高B.吸收推動力趨向最大

C.操作最為經(jīng)濟D.填料層高度趨向無窮大

2.設計時，用純水逆流吸收有害氣體，平衡關系為y=2x,入塔y=0.1,〃G=L5,則出

塔氣體濃度最低可降至o

A.0B.0.05C.0.066D.0.025

3.在常壓下用水逆流吸收空氣中的CO2,若將用水量增加，則出塔氣體中的CO2含量將。

A.變大B,變小

C.不變D.不確定

4.常壓25℃下，氣相溶質(zhì)A的分壓為0.054atm的混合汽體與溶質(zhì)A濃度為0.00l8mol/l的水

溶液接觸，如果該條件下符合亨利定律，亨利系數(shù)七=0.15x10^^,0出。起lOOOkg/n?,問溶質(zhì)A

的傳質(zhì)方向是。

A.吸收B.平衡

C.解吸D.無法判斷

5.用水吸收二氧化碳可看作液膜控制的吸收過程。若「一=；+」-,則______o

K、hky

A.kyB.kxC.kJtnD.m/kx

6.正常操作下的逆流吸收塔，若因某種原因使液體量減少以致液氣比小于原定的最小液氣比時,

將使O

A.出塔氣體濃度與出塔液體濃度均增加

B.出塔氣體濃度增加，但出塔液體濃度不變

C.出塔液體濃度增加、回收四增加

D.在塔下部發(fā)生解吸現(xiàn)象

7.已知75℃時甲靜A、水B的飽和蒸汽壓為尺=149.6kPa、p；=38.5kPa：平衡的氣液兩相

濃度分別為y=0.729、x=0.4o則其相對揮發(fā)度之值為。

A.4.04B.3.89C,1.82D.1.5

8.精儲塔設計時，若尸、與、環(huán)、與、V為定值時，將進料熱狀態(tài)參數(shù)g=l改為

則所需理論板數(shù)o

A.增加B.減少

C.不變D.無窮大

9.已知夕=0.2,則加料中液體量與汽相量的比是。

A.1：4B.1：5C.4：1D.5：1

10.有關恒摩爾流的假定說法正確的是O

A.在精微塔內(nèi)，各板上下降液體的摩爾量相等

B.在精儲塔內(nèi)，各板上上升蒸汽的摩爾量相等

C.精儲塔內(nèi)，在沒有進料和出料的塔段中，各板上上升蒸汽的摩爾量相等，各板上下降液

體的摩爾量相等

D.精儲塔內(nèi)精饋段和提儲段下降液體（或上升蒸汽）摩爾流量相等

11.當原料組成、料液量、壓力和最終溫度都相同時，用簡單蒸儲和平衡蒸儲（閃蒸）的方法

對二元理想溶液進行分離，其結(jié)果是。

A，巧）,簡總＜巧＞,平衡、不匕簡碓平衡、。簡耿＞0平衡

x。,筒單＞x。.平衡、玉憶筒第＞%匕平衡、。簡單＜0平衡

C?％。.筒單＞x。.平衡、玉憶簡單二石匕平衡、°筒單平衡

D,巧）,簡總＞巧）,平衡、不匕簡碓＜Xv,平衡、°簡通=0平衡

12.操作中的連續(xù)精帽塔，如采用的回流比小于原回流比，則＜,

A.XD、Xw均增加B.XD、0均不變

C.%減小、%增加D.不能正常操作

13.操作中的精儲塔，保持進料量產(chǎn)、進料組成巧,、進料熱狀況參數(shù)與、塔釜加熱量。不變,

減少塔頂館出量。，則塔頂易揮發(fā)組分回收率"O

A.增大B.減小

C.不變D.不確定

14.如果某精儲塔的加料口原在第七塊板（自塔頂向下計數(shù)），現(xiàn)操作工人將料液改自第四塊板

加入，原因可能是：

A.生產(chǎn)任務加大，料液增加了

B.生產(chǎn)任務減小，料液減少了

C.料液由冷液態(tài)改為飽和液態(tài)了

D.料液由飽和液態(tài)改為冷液態(tài)了

15.精儲設計時，F(xiàn).xF.q、而、/,、R均已確定，若將原塔釜間接蒸汽加熱改為直接蒸

汽加熱，則O

A.所需理論板數(shù)增加、塔頂易揮發(fā)組分回收率不變

B.所需理論板數(shù)增加、塔頂易揮發(fā)組分回收率降低

C.所需理論板數(shù)不變、塔頂易揮發(fā)組分回收率減低

D.所需理論板數(shù)增加、塔頂易揮發(fā)組分回收率增大

16.對于一定干球溫度的空氣，當其相對濕度愈低時，其濕球溫度。

A.愈高B.愈低

C.不變D.不一定，尚與其它因素有關

17.在恒速干燥條件下，將含水20%的濕物料進行干燥，開始時干燥速率恒定，當干燥至含水

5%時，干燥速率開始下降，再繼續(xù)干燥至物料恒重，并測得此時物料含水量為0.05%,則物料的臨

界含水量為。

A.0.055%B.20%

C.5%D.4.55%

18.不僅與濕物料的性質(zhì)和干燥介質(zhì)的狀態(tài)有關，而且與濕物料同干燥介質(zhì)的接觸方式及相對

速度有關的是濕物料的。

A.臨界水分B.平衡水分

C.結(jié)合水分D.非結(jié)合水分

19.當空氣的相對濕度為100%時，其干球溫度八濕球溫度。及露點溫度"三者之間的關系為

A.t-B-f>tw=h

c.，==0D.

20.對濕度一定的空氣，以下各參數(shù)中_______與空氣的溫度無關。

A.相對濕度B.露點溫度

C.濕球溫度D.絕熱飽和溫度

21.如需將空氣減濕，應使氣溫

A.高于濕球溫度B.低于濕球溫度

C.高于露點D.低于露點

22.當空氣的相對濕度為80%時，其干球溫度人濕球溫度。及露點溫度勿三者之間的關系為

A-t<tw<tdB.1>tw=td

D.

C.f=fw=篤

23.同一物料，如恒速階段的干燥速率增加，則臨界含水量

A.減小B.不變

C.增大D.不一定

24.物料的平衡水分一定是.

A.非結(jié)合水分B.自由水分

C.結(jié)合水分D.臨界水分

三、多選題

1.對于氣體吸收塔來說，如果塔高不受限制，可能達到的最大吸收率〃nwx與

________有關。

A.液氣比B.相平衡常數(shù)

C,吸收塔型式D,液體入塔濃度

2.評價吸收劑的指標包括o

A.對混合氣中被分離組分有較大溶解度，而對其它組分的溶解度要小，即選擇性要高

B.混合氣中被分離組分在溶劑中的溶解度應對溫度的變化比較敏感

C.溶劑的蒸汽壓、黏度要低，化學穩(wěn)定性要好，此外還要滿足價廉、易得、無毒、不易燃

等經(jīng)濟和安全條件

3.用水吸收空氣中少量的氨?？倸饬縂、氣溫f及氣體進出口組成%、%均不變，而進塔水

溫升高后，將增大。

A.最小液氣比（〃丫*nB.相平衡常數(shù)加

C.總傳質(zhì)單元數(shù)NRD.總傳質(zhì)單元高度”O(jiān)G

4.減壓操作精播塔內(nèi)自上而下真空度及氣相露點溫度的變化規(guī)律是。

A.真空度提高B,真空度降低

C.露點溫度提高D.露點溫度降低

5.下列設備中能起到一塊理論板的分離作用的是。

A.再沸器B.冷凝器

C.分凝器D.汽化器

6.某連續(xù)操作的常規(guī)精儲塔，在保持進料的流量、組成和熱狀態(tài)一定，以及塔釜加熱蒸汽量和

塔頂冷凝器冷卻水量一定的條件下，若加大回流比，將使O

A.塔頂產(chǎn)品濃度/將提高B.%將降低

C.塔頂產(chǎn)品量O將提高D.塔底產(chǎn)品量W將提高

7.某梢福塔的設計任務是：原料為/、與?,要求塔頂?shù)漠a(chǎn)品組成為X。，塔底的產(chǎn)品組成為與o

設計時若選定的回流比R不變,加料熱狀態(tài)由原來的飽和汽相進料改為飽和液體進料,則o

A.精福段上升蒸汽量V不變

B.精懦段下降液體量L增加

C.提儲段上升蒸汽量V'不變

D.提儲段下降液體量V增加

E.理論板數(shù)減少

8.填料塔的主要內(nèi)部構(gòu)件包括。

A.降液管B.液體分布器

C.支撐板D.浮閥

9.篩板塔內(nèi)氣液兩相的非理想流動中的空間上的不均勻流動，是指液體或氣體流速的不均勻分

布，主要包括O

A.液沫夾帶B,氣體沿塔板的不均勻流動

C.氣泡夾帶D.液體沿塔板的不均勻流動

10.下面有關理論板概念中正確的是。

A.理論板就是實際板

B.理論板是理想化的塔板，即不論進入該板的氣、液相組成如何，而離開該板的氣、液相

在傳質(zhì)、傳熱兩方面都達到平衡

C.在精儲計算中，一般首先求得理論板數(shù)，再用塔效率予以修正，即可得實際板數(shù)

D.理論板是一個氣液兩相都充分混合而且傳質(zhì)與傳熱過程的阻力皆為零的理想化塔板

11.塔設備的操作彈性與有關。

A.塔的結(jié)構(gòu)

B.物料性質(zhì)

C.負荷的液氣比

12.下列說法中正確的是o

A.液體中的擴散系數(shù)與壓力成正比，與黏度成反比

B.氣體中的擴散系數(shù)與壓力成反比，與溫度成正比

C.液體中的擴散系數(shù)與溫度成正比，與黏度成反比

D.發(fā)生在靜止或滯流流體中的擴散屬于分子擴散

13.下列判斷正確的是°

A,濕度是濕空氣的溫度

B.濕空氣中所含水汽的質(zhì)量與絕對干空氣的質(zhì)量之比稱為濕度

C.干燥過程中濕度是不變的

D.濕空氣經(jīng)預熱器前后的濕度不變

14.提高干燥器的熱效率可以o

A.通過提高干燥介質(zhì)入口濕度來實現(xiàn)

B.通過降低干燥介質(zhì)入口濕度來實現(xiàn)

C.通過強化干燥過程的傳熱傳質(zhì)，達到降低干燥介質(zhì)出口溫度的效果，從而實現(xiàn)干燥效率

的提高

15.理想干燥過程滿足的條件為。

A.干燥器無熱量補充

B.干燥器熱損失可忽略不計

C.物料進出干燥器的焙相等

四、計算題

1.流率為0.015kmol/（s-m2）的空氣混合氣中含氨體積分數(shù)為2%,擬用逆流吸收以回收其中92%

的氨。塔頂淋入摩爾分數(shù)為0.0003的稀氨水溶液，設計采用的液氣比為最小液氣比的1.6倍，操作

范圍內(nèi)物系服從亨利定律y=L3x,所用埴料的總傳質(zhì)系數(shù)K,。=0.03kmol/（，m3）.試求：

（1）液體在塔底的摩爾分數(shù)為;

（2）全塔的平均推動力△心；

（3）所需塔高H.

2.某吸收塔用25mmx25mm的瓷環(huán)作填料，充填高度5m,塔徑1m,用清水逆流吸收流量為

2250m3/h的混合氣?；旌蠚庵泻斜w積分數(shù)為5%,塔頂逸出廢氣含丙酮體積分數(shù)降為0.26%,

塔底液體中每千克水帶有60g丙酮。操作在101.3kPa、25℃下進行，物系的平衡關系為y=2%。試

求：

（1）該塔的傳質(zhì)單元高度及容積傳質(zhì)系數(shù)Kva.

（2）每小時回收的丙酮量，kg/h,

3.在一逆流操作的填料吸收塔中用清水吸收空氣中某組分A,已知操作條件下平衡關系為

y=2.2x,入塔氣體中A的含量為6%（體積），吸收率為96%,取吸收劑用量為最小用量的1.2倍，

試求：

（1）出塔水溶液的濃度：

（2）若氣相總傳質(zhì)單元高度為0.8m,現(xiàn)有一填料層高度為8m的塔，問是否能用？

4.用一連續(xù)精儲塔分離某二元理想溶液，進料量為100kmol/h,進料組成為0.4（摩爾分率，下

同），露點進料，儲出液組成為0.9,塔底殘液組成為0.1,相對揮發(fā)度為2.5,塔頂冷凝器為全凝器，

操作回流比為最小回流比的1.5倍。試求：

（1）塔底、塔頂產(chǎn)物的摩爾流量；

（2）塔底再沸器產(chǎn)生的汽相流量；

（3）從塔頂向下數(shù)的第二塊理論板上升的蒸汽組成。

5.欲設計一連續(xù)精譙塔用以分離含苯0.5、流率為150kmol/h的苯一甲苯料液，要求饋出液中含

苯0.96,殘液中含苯不高于0.05（以上均為摩爾分數(shù)）。泡點進料，選用的回流比是最小回流比的

1.2倍，物系的相對揮發(fā)度為2.5。塔頂采用全凝器。試求：

（1）塔頂、塔底的產(chǎn)品量；

（2）回流比；

（3）由塔頂向下數(shù)第二塊理論板的上升氣相組成。

6.用板式精儲塔在常壓下分離第一甲苯溶液，塔頂為全凝器，塔底間接蒸汽加熱，平均相對揮

發(fā)度為2.47。進料量為150kmol/h,組成為0.4（摩爾分率）的飽和蒸汽?；亓鞅葹?。塔頂窗出液

中含苯0.95,塔底殘液中含苯0.05。求：

（1）塔頂儲出液及塔底殘液的量；

（2）精儲段及提儲段操作線方程；

（3）回流比與最小回流比的比值。

7.在一常壓連續(xù)干燥器中，濕物料處理量為0.8kg/s,物料含水量由5%干燥到I%（均為濕基）。

空氣初始溫度為20℃、濕度為0.005kg/kg干空氣，新鮮空氣預熱到90℃進入干燥器進行干燥，空

氣離開干燥器時的溫度為55°C。假設干燥過程為理想干燥過程。試求：

（1）空氣離開干燥器時的濕度,kg/kg絕干氣：

（2）所需的絕干空氣量、預熱器的耗熱量，kWo

8.在常壓下將干球溫度65℃、濕球溫度40℃的空氣冷卻至25℃,計算：

（1）1kg干空氣中凝結(jié)出多少水分？

（2）1kg干空氣放出多少熱量？

（已知：25c水的飽和蒸汽壓為3.1684kPa；40℃水的飽和蒸汽壓為7.3766kPa、

汽化潛熱為2401.1kJ/kg）

9.在常壓干燥器內(nèi)干燥某濕物料，將500kg/h濕物料從最初含水量20%降至2%（均為濕基）。

/0=20℃,Ho=O.O1kg/kg（絕干氣）的空氣經(jīng)預熱器升溫至100'C后進入干燥器，廢氣溫度為

忽略熱損失。試計算：

（1）完成上述干燥任務所需的濕空氣量；

（2）空氣經(jīng)預熱器獲得的熱量。

參考答案

一，判斷題

l.A2.B3.A4.B5.B6.B7.B8.B

9.A10.A11.B12.A13.B14.A15.B

二、單選題

l.D2.D3.B4.A5.C6.A7.A8.B

9.A10.C11.D12.C13.B14.D15.B16.B

17.C18.A19.C20.B21.D22.D23.C24.C

三、多選題

l.ABD2.ABC3.ABC4.BC5.AC

6.AD7.ADE8.BC9.BD10.BCD

11.ABC12.BCD13.BD14.AC15.ABC

四、計算題

1.解：（1）y2=y,(l-77)=0.02x(l-0.92)=0.0016

二y「),2二y—),2二°.。2-0.0016二］?20

G/min-x2Itn-x20.02/1.3-0.0003

品L6

=1.6x1.220=1.952

)min

根據(jù)全塔物料衡算，得:

Xy=x2+—(^-y2)=0.0003+x(0.02-0.0016)=0.00943

L1.952

-3

(2)Ay=y—叫=0.02-1.3x0.00943=7.75x10

3

Ay2=y2-/nr2=0.0016-1.3x0.0003=1.21xl0-

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