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1、 . . 25/25化工原理的相关练习题 日期: HYPERLINK :/ HYPERLINK :/ 第一章蒸馏1. 汽液两相呈平衡状态时,汽液两相温度_,但汽相组成_液相组成。2. 汽液两相呈平衡状态时,若汽液两相组成一样,则汽相露点温度_ 液相泡点温度。A. 相等; B. 大于;C. 小于;D. 不确定。 3. 所谓理论板是指_,且_。4. 操作中的精馏塔,保持 、 、 、 不变,增加 ,则 _, _。A. 增加; B. 不变;C. 不确定;D.减小。5.某二元物系,相对挥发度 ,对 、 两层理论板,在全回流条件下,已知 ,则 _。6. 精馏塔中由塔顶向下的第 、 、 层塔板,其汽相组成关

2、系为_。A. ; B. ; C. ; D. 不确定。7. 某精馏塔的精馏段操作线方程为 ,则该精馏塔的操作回流比为_,馏出液组成为_。8. 操作中的精馏塔,保持 、 、 、 、 不变,减小 ,则有_。A. D增加,R减小;B. D不变,R增加;C. D减小,R增加;D. D减小,R不变。9. 在塔的精馏段测得 、 、=、=、;=分析:物系经全凝器从气态冷凝至液态,组成不会改变,但温度却从原来露点以上的温度降至泡点。415 某二元理想物系的相对挥发度为2.5,全回流操作时,已知塔某块理论板的气相组成为0.625,则下层塔板的气相组成为。答案:0.4分析:由相平衡关系知,而全回流时操作线斜率为1

3、,即,故416 连续精馏操作时,操作压力越大,对分离越,若进料气液比为(摩尔)时,则进料热状况参数为。答案:不利;0.2分析:若进料汽液比为1:4,则液相占总进量的比率为。值既是进料的液相分率,又是热状况参数。417 当二元理想溶液精馏时,在、不变的条件下,最小回流比随原料中液相分率的减小,塔釜热负荷随原料中液相分率的减小。答案:而增加;而降低418 理想溶液的特点是同分子间作用力异分子间作用力,形成的混合溶液中没有。答案:等于;容积效应和热效应419 精馏塔设计时,若工艺要求一定,减少需要的理论板数,回流比应,蒸馏釜中所需的加热蒸气消耗量应,所需塔径应,操作费和设备费的总投资将是的变化过程。

4、答案:增大;增大;增大;急速下降至一最低后又上升420 精馏操作时,若进料的组成、流量和气化率不变,增大回流比,则精馏段操作线方程的斜率,提馏段操作线方程的斜率_,塔顶组成 _,塔底组成_.答案:增加;减小;增加;降低 分析:当、和一定时,操作线斜率为,增加即增加,同时降低,故其斜率增大。 4-21总压为,100时苯与甲苯的饱和蒸气压分别是和,平衡时苯的气相组成为_,甲苯的液相组成为_,(以摩尔分数表示)。苯与甲苯的相对挥发度为_ 。答案:0.241;0.567;2.40;分析 ;由得4-22精馏塔结构不变,操作时若保持进料的组成 、流率、热状况与塔顶流率一定,只减少塔釜的热负荷,则塔顶_,塔

5、底_,提馏段操作线斜率_。答案:减少;增大;增大 分析:塔釜热负荷减少意味着蒸发量减少,当不变时,的减少导致减少,即回流比减小,故精馏段操作线斜率减小,提馏段操作线斜率增加。塔板数不变时,两段操作线斜率的改变只能使减小和增大。 4-23精馏塔设计时,若将塔釜由原来的间接蒸气热改为直接蒸气加热,同时保持、与不变,则_,提馏段操作线斜率_,理论板数_。 答案:增加;减小;不变;增加 分析:在、已定时,两种蒸气加热时的操作线位置一样,区别只是直接蒸气加热的提馏段操作线将原间接加热的提馏段操作线延长至的轴上,其交点为直接蒸气加热时的塔底组成,故梯级线也应同时跨越新的而略有增加,这是因为直接蒸气的稀释作

6、用,需稍增加塔板层数回收轻组分。由于恒定,故,当降低时,必然增加。 4-24全回流时,塔顶产品量为_,塔底产品量为_,进料量为 _,回流比_,理论板数为_,全回流适用的场合通常是_。答案:精馏生产开工或实验研究 4-25精馏塔的塔底温度总是_塔顶温度,其原因一是_,二是_。答案:高于;由于塔顶轻组分浓度高于塔底的,相应的泡点较低;由于塔压降使塔底压力高于塔顶,因而塔底的泡点较高 4-26某二元理想溶液中轻组分组成为0.4(摩尔分数),经平衡蒸馏后,闪蒸罐顶的气体量与罐底的液体量的比率为(摩尔),相对挥发度为2.5,闪蒸后气相中易挥发组成为 _, 液相中易挥发组成为 _.答案:0 .688;0.

7、312 分析:平衡蒸馏又称闪蒸,相当于精馏塔中一块理论板的作用,罐顶的气相与罐底的液相组成为平衡。由相平衡方程 与(b)式中的 联立(a)、(b)二式即可得解。4-27精馏塔设计时将参数、确定后,将塔顶原来的泡点回流改为过冷液体回流,若塔釜加热量做相应改变,则此时塔实际下降液体量_,塔实际上升蒸气量_,精馏塔液气比_,所需理论板数_.答案:增大;增大;增大;减少分析:由全塔物料衡算知,当、不变时,和为定值。回流液温度降低后入塔,将部分上升蒸气冷凝至泡点一同回流,即产生回流,使实际下降的液体量增加。而塔釜处的关系,不变,则随的增大而增大。当然,此时塔釜的耗能量也必然增加。回流比则随L的增大而增大

8、。故精馏段液气比也增加,此意味操作线远离平衡线,故所需理论板数减少。4-28 间歇精馏和平衡蒸馏的主要区别在于_;间歇精馏操作中,若保持回流比不变,则馏出液组成_ ;若保持馏出液组成不变,回流比需不断_ 。答案:前者是不稳态过程,后者为稳态过程;不断下降;增大4-29平衡常数的溶液能否用普通精馏的方法分离 _,的定义式为_。答案:能;分析:由可知,时,轻组分的挥发性优于重组分,故可分离。4-30 某精馏塔操作时,加料热状态由原来的饱和液体改为过冷液体,且保持进料流率与组成、回流比和提馏段上升蒸气量不变,此时塔顶流率_,塔顶组成_ ,塔底流率_ ,塔底组成_。答案:减少;增加;增加;不能确定分析

9、:当饱和液体进料时:当过冷液进料时:图41 430附图由于不变,q1有,又知R不变,故,结论即是D减少。由,当减少时,当然增加。 回流比不变,使精馏段操作线斜率不变,当进料热状况的改变使线与精馏段操作线的交点发生变化后,若仍保持精馏段理论板数不变,必增大,参见图41。的位置由于提馏段操作线斜率和塔板数均有改变,故无法确定。若由物料衡算式解,也因变量数多于方程数而无法确定。 4-31 某精馏操作时,加料由饱和液体改为过冷液体,且保持进料流率与组成、塔顶蒸气量和塔顶产品量不变,则此时塔顶组成,塔底组成,回流比,精馏段操作线斜率L/V 。 答案:增加;减少;不变;不变 分析:由于,当、不变时,也不变

10、,故液气比也不变。上题已分析,斜率不变时,若保持塔板数不因线数变化而变化,必然增加。又由常数,的增加只能导致的减少。 432 某精馏塔操作时,在进料流量与组成、进料热状况和塔顶流率不变的条件下,增加回流比,则此时塔顶产品组成,塔底产品组成,精馏段蒸气量,精馏段液气比。 答案:增加;减少;增加;增加 分析:前已分析,在进料组成、进料状态和分离要求一定的条件下,增大回流比,所需要的理论板数减少;若理论板数一定则可提高产品的分离程度,即增加,减少。应注意的是,增大回流比时,须相应增大再沸器热负荷,即增大,才能使塔底产品组成符合要求。433 某精馏塔操作时,若保持进料流率与组成、进料热状况和塔顶蒸气量

11、不变,增加回流比,则此时塔顶产品组成,塔底产品组成,塔顶产品流率,精馏段液气比。答案:增加;减少;减少;增加分析:由,当不变时,增加,必须减少。在理论板数不变时,回流比的增加必会使产品分离程度提高。当增加时,液气比必然也增大。434 某精馏塔的设计任务是:原料为、,分离要求为、。设计时若选定回流比不变,加料状况由原来的气液混合改为过冷液体加料,则所需的理论板数,精馏段和提馏段的气液相流量的变化趋势,。若加料热状况不变,将回流比增大。上述5个量的变化趋势:,。答案:减少;不变;不变;增加;增加;减少;增大;增大;增大;增大分析:在进料组成、流率、回流比和产品的分离要求一定时,进料的越大,平均传质

12、推动力越大,所需理论板数越少。由全塔物料平衡知,当、一定时,塔顶产品流率和塔底产品流率也一定。则由知不变,同理也不变。由知当、不变时,值越大,越大。而由可知,越大,也越大。 当进料组成、流率、产品分离要求和进料状况一定时,增大回流比的影响在4-32中已分析。某平衡蒸馏的流程以与原操作条件如图4-2所示,按下述两种情况判断4个操作参数的变化趋势。()维持、 和闪蒸塔的压强不变,使物料加热温度上升时,_,_,_,_。( 2 ) 维持、物料加热温度、闪蒸塔操作压强不变,使物料组成增加时,_, _, _, _。 答案: 1 下降;上升;下降;上升; 2 上升;下降;上升;上升; 分析:如图4-3,当、

13、不变时,的增加使,同时。xy101xF xD xD图4-3pF,xFTW,xwD,xDt0图 4-2如图,当、不变时,的增加使,同时。图中外文符号上的()表示改变条件后的状况。平衡蒸馏时的气液平衡关系与精馏塔1块理论板上气液平衡完全一样。 某精馏塔塔顶蒸气组成为,温度为,经分凝器部分冷凝到泡点后回流入塔,组成为。未冷凝的蒸气组成为,经全凝器后成为组成为的产品。试用、判断下列各量的相互关系:_,_,_,_,_,_。0 xw xF xw xF xD xD 1tt0t0 x图4-4答案:; ; ; ; ; 分析:由于分凝器相当于块理论板,故各量之间的关系在相平衡图上一目了然,见图4。 已测得精馏塔自

14、塔顶下数第层和第层塔板的两相组成为、,试判断对应值:为_,为_,为_,为_。 答案:; ; ; 分析:各板间的组成的相互关系如图。 -38 已知某精馏塔的进料组成为(摩尔分数),回流比为,进料为饱和液体,且知(摩尔分数)为,提馏段操作线方程截距为零。则馏出液为_,釜液为_, 精馏段操作线方程截距为,提馏段操作线方程的斜率为_。0 x(y) 1ty6y5y4x5x4x6图4-60 x(y) 1t1t1t0tDy1y0 x0 xDP=定值图4-5答案:; ; 分析:由于可,所以, 故。由,得。当q=1时,某精馏塔的设计任务,原料为、, 分离要求为和,设计时若确定塔釜产生的蒸气量恒定,当加料由原来的

15、过热蒸气加料改为过冷液体加料,则所需的理论板_,精馏段上升蒸气量_,精馏段下降液体量_,提馏段下降液体量_,精馏段液气比_。答案:增加;减少;减少;不变;降低分析:由物料衡算关系知,当、一定时,和也一定.则不变。而,当增大时,减小.由知,当不变时,随的减小而减少。由精馏段操作线截距知,当减少时,斜率减小,即减小。 440 将板式塔中泡罩塔、浮阀塔、筛板塔相比较,操作弹性最大的是_,造价最昂贵的是_, 单板压降最小的是_.。答案: 浮阀塔; 泡罩塔;筛板塔。441 板式塔塔板上气液两相接触状态有_种, 它们是_。板式塔不正常操作现象常见的有_,它们是_。答案:3种;鼓泡接触状态,泡沫接触状态,喷

16、射接触状态;3种;严重漏液、溢流液泛、严重雾沫夹带。4-42 评价塔板性能的标准主要是_条,它们是_。塔板负荷性能图中有_条线,分别是_。答案:5;(1)通过能力大,(2)塔板效率高,(3)塔板压降低,(4)操作弹性大,(5)结构简单,造价低;5;(1)液泛线,(2)雾沫夹带线,(3)漏液线,(4)液相上限线,(5)液相下限线4-43 板式塔中塔板上溢流堰的作用主要是_,填料塔中填料的作用是_。答案:保证塔板上有一定高度的液层,以便气液两相充分接触传质;让液体在表面上形成液膜并沿填料间空隙下流,同时让气体在填料空隙间上升并在润湿的填料表面上进行气液两相间的传质。4-44 常见的连续接触式的气液

17、传质设备是_塔,塔_为分散相,_为连续相,为保证操作过程中两相的接触良好,塔顶部应设装置,中部应设装置。答案:填料;液体;气体;液体分布装置;液体再分布装置445 板式塔中气、液两相发生与主体流动方向相反的流动,称现象,它们主要是:液沫夹带(雾沫夹带),产生的原因为,气泡夹带,产生的原因为。答案:返混现象;小液滴因其沉降速度小于气流速度被气流夹带至上层塔板和大滴液因板间距小于液滴的弹溅高度而被气流带至上层塔板;液体在降液管中停留时间过短,气泡来不与从液体中分离返回至板面而被液体卷入下层塔板。446 板式塔中板上液面差过大导致,造成液面落差的主要原因有。为减小液面落差,设计时可采用的措施常见的有

18、。答案:气流分布不均匀,影响汽液间传质;塔板结构,液相流量,液流长度(塔径);采用结构简单的筛板塔, 溢流 装置采用双溢流或多溢流。 447 板式塔中气体通过塔板的阻力主要有和两部分。塔板结构设计时,溢流堰长度应适当,过长则会,过短则会。溢流堰高度也应适当,过高会,过低会。 答案:干板降压;液层降压;降低塔板面积有效利用率;由于降液管截面过小导致流不畅,同时塔板上液流分布不均;使塔板压降增大并易发生雾沫夹带;由于液层高度太小,液体在堰上分布不均,影响传质效果。 448 板式塔的塔板有和两种,塔径较大的塔常采用塔板,以便。塔板面积可分为4个区域,它们分别是,各自的作用是。 答案:整块式;分块式;

19、分块式;通过入孔装拆塔板;鼓泡区,设置筛孔、浮阀或泡罩的区域,为气液传质的有效区域。溢流区,为降液管和受液盘所占的区域。破沫区,又称安定区,位于鼓泡区和湍流区之间,分两条,入口侧防止漏液,出口侧使液体中夹带的泡沫进入降液管前可部分脱离液体。边缘区,又称无效区,是靠近塔壁的一圈边缘区,供支承塔板之用。三、选择题(一) 单项选择题4-73 精馏分离某二元混合物,规定分离要求为、。如进料分别为、 时,其相应的最小回流比分别为、。当 时,则 ( )。 A; B; C; D 的大小无法确定 答案:A 4-74 精馏的操作线为直线,主要是因为( )。理论板假定; C. 理想物系;塔顶泡点回流; D. 恒摩

20、尔流假定 答案:D 分析:由于作了恒摩尔流假定后,通过塔顶或塔底的物料衡算关系,才推导出直 线的操作线方程。 4-75 某二元混合物,其中A为易挥发组分。液相组成时相应的泡点为, 气相组成时相应的露点为, 则( ) A; B; C; D无法判断 答案:B 4-76 某二元混合物,其中A为易挥发组分。液相组成时泡点为,与之相平衡的气相组成时,相应的露点为,则 ( )。 A ; B ; C; D不能判断 答案: 77 操作中连续精馏塔,如采用的回流比小于原回流比,则( )。 A、均增加; 减小,增加; 、均不变; 不能正常操作 答案:分析:当回流比变小时,精馏段操作线斜率变小,同时提馏段操作线斜率

21、变大,若保持塔板数不变,必然是结果B。 478 某真空操作精馏塔,在真空度降低后,若保持、 、 、与加料位置不变,则塔顶产品组成 变化为( )。A.变小; B变大;C.不变; D不确定; 答案:A 分析:当压力增大后,组分间相对挥发度变小,故分离能力变低。 4-79 精馏操作时,若在、不变的条件下,将塔顶产品量增加,其结果是( ) A下降, 上升; B下降, 不变; C下降, 亦下降; D 无法判断; 答案:C 分析:当增加时, 必然减小,但因回流比不变,只有 和 同时增加,即和 同时增加,以为例,从提馏段操作线斜率看,当增大后, 变小,而不变,故有 减小。 4-80 精馏操作时,若其他操作条

22、作件均不变,只将塔顶的过冷液体回流改为泡点回流,则塔顶产品组成变化为( )。变小; B. 变大C不变; D. 不确切;答案:A分析:回流液热状况改变后,减少了塔实际物料循环量,降低了分离推动力,故减小。 4-81 二元溶液连续精馏计算中,进料热状况的变化将引起以下线的变化( )。提馏段操作线与线;平衡线;C平衡线与精馏段操作线; D.平衡线与 线;答案:A 4-82 分别用平衡蒸馏和简单蒸馏分离原料数量和组成一样的物系,用平衡蒸馏所得馏出物气相总组成为,用简单蒸馏所得馏出物气总组成为,若两种方法所得的气相量一样,则( )。 A; B ; C ; D无法判断 答案:A 分析:由于简单蒸馏的气相组

23、成多是与开始阶段较高的液相组成相平衡的,而平衡蒸馏的气相组成只能与最终的较低的液相组成成平衡。 4-83 流率为800 组成为0.4的二元理想溶液精馏分离,要求塔顶产品组成达到0.7,塔底残液组成不超过0.1,泡点进料,回流比为2.5。要使塔顶采出量达到500,应采取措施( )。A:增加塔板数; B:加大回流比; C改变进料热状况; D塔顶增加分凝器; E增加进料量 答案:E分析:由的物料衡算式知,。当、均确定后,只有改变才可改变。其他几种措施只能改变分离能力。不能引发降液管液泛这种不正常操作现象的原因是( )。 A塔板间距过小; B严重漏液; C过量雾沫夹带; D液、气负荷过大 答案:B 4

24、-85某精馏塔精馏段和提馏段的理论板数分别为和,若只增加提馏段理论板数,而精馏段理论板数不变,当、等条件不变时,则有( )。 A减小,增加; B减小,不变; C减小,减小; D减小,无法判断 答案:A 分析:由题中条件和知,不变,再由和提馏段板数增加导致加料板位置降低可知,必有增加,同时减小才可保证不变。 4-86精馏分离二元理想混合液,已知回流比,相对挥发度,塔顶组成,测得自上而下数第4层板的液相组成为,第3层板的液相组成为,则第4 层板的默弗里效率为( )。 A107; B44; C; D答案:B(二)多项选择题 4-87指出下列哪些参数不属于筛板精馏塔的设计参数:( )。A(塔径); B

25、(板间距); C(筛孔数); D(降液管面积);E(孔速); F(板上液层高度); G. (堰高);H(堰长); I(堰上液层高度);答案:E、F、I4-88 指出下列哪些参数属于筛板精馏塔的设计参数:( )。A(筛孔孔径); B. (降液管底高度); C. (塔板安定区宽度);D. (孔间径); E(塔板边缘区宽度)答案:ABCDE4 - 89 下列哪些判断正确( )。A减小,雾沫夹带线下移; B减小,雾沫夹带线上移;C下降,液相上限线左移; D下降,液相下限线左移;E下降,液泛线右上移; F下降,液泛线左下移;答案:ACDF4 90 下列哪些判断正确( )。上升气速过大引起漏液; B.上升

26、气速过大造成过量雾沫夹带;上升气速过大引起液泛; D. 上升气速过大造成大量气泡夹带;E.上升气速过大使板效率降低答案:BCE4 91 当气体量一定时,下列判断哪些正确( )。液体量过大引起漏液; C.液体量过大引起气泡夹带;液体量过大引起雾沫夹带; D. 液体量过大引起液泛;E.液体量过大使板效率降低答案:ACDE4-92 操作中的精馏塔,若保持和提馏段气相流量不变,减少塔项产品量,则变化结果有( )。A增加,增加; B减小,减小;C增加,减小; D减小,增加;答案:A 分析:由F知不变,故当减小时,由知回流比增大,当塔板数一定时,必有的增大。当减小时,增大,由知增大,故提馏段操作线方程斜率

27、变大导致增大。第二章吸收一、选择与填空 (30分) 1. 吸收操作的原理是_。 2. 对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统,当总压增大时,亨利系数将_,相平衡常数将_,溶解度系数将_。 A. 增大; B. 不变; C. 减小; D. 不确定。 3. 在吸收操作中,以液相浓度差表示的吸收塔某一截面上的总推动力为_。 A. ; B. ; C. ; D. 。 4. 等分子反方向扩散通常发生在_单元操作过程中;一组分通过另一停滞组分的扩散通常发生在_单元操作过程中。 5. 双膜模型、溶质渗透模型和表面更新模型的模型参数分别是_、_和_。 6. 增加吸收剂用量,操作线的斜率_,吸收推动力_。 7. 脱吸

28、因数的定义式为_,它表示_之比。 8. 在逆流吸收塔中,吸收过程为气膜控制,若进塔液体组成增大,其它条件不变,则气相总传质单元高度将_。 A. 不变; B. 不确定; C. 减小; D. 增大。 9. 推动力()与吸收系数_相对应。 A. ; B. ; C. ; D. 。1.(5分) 题号:7028 第7章 知识点:300 难度:容易 用清水吸收空气与A的混合气中的物系的溶质A,相平衡常数m=2,入塔气体浓度0.06,要求出塔气体浓度0.002(以上均为mol), 则最小液气比为_.*答案* 1.932.(2分) 题号:7076 第7章 知识点:200 难度:容易 某低浓度气体吸收过程,已知m

29、1,气膜体积传质分系数 kmol.,液膜体积传质分系。则该吸收过程为膜阻力控制。气膜阻力占总阻力的百分数为。*答案* 气; 99.95100二.选择题1.(2分) 题号:7119 第7章 知识点:400 难度:容易 对于逆流操作的吸收塔,其它条件不变,当吸收剂用量趋于最小用量时,则( )。 A. 吸收推动力最大; B. 吸收率最高; C. 出塔气浓度最低; D. 吸收液浓度趋于最高。*答案* D5-1在液相中,若温度提高1倍,粘度不变,则扩散系数_。答案: 增大1倍分析:由可知。 操作中的吸收塔,当生产任务一定,若吸收剂用量小于最小用量,则吸收效果 ; _.答案:达不到要求分析:所谓最小液气比

30、与最小吸收剂用量是针对一定的分离任务而言的,当实际液气比或吸收剂用量小于最小值时,则吸收效果达不到给定的分离要求。脱吸因数s的表达式为_, 在Y-X坐标系下的几何意义是_。答案:;平衡线斜率与操作线率之比 在气体流量、气相进出口组成和液相进口组成不变时,若减少吸收剂用量,则操作线将_平衡线,传质推动力将_, 若吸收剂用量减至最小吸收剂用量时,设备费用将_。答案:靠近;减小;无穷大5-5 对逆流操作的填料吸收塔,当脱吸因数s1时,若塔高为无穷大,则气液两相将于塔_达到平衡。答案:底分析:因平衡线的斜率大于操作线的斜率,故操作线无限延长(塔高无限大)时,将在高浓度端与平衡线相交,即两相在塔底达到平

31、衡。5-6 根据双膜理论,两相间的传质阻力主要集中在_,增加气液两相主体的湍动程度,传质速率将_ 。答案:相界面两侧的液膜和气膜中;增大5-7是3种气体在吸收过程中的脱吸因数,已知,且吸收过程的操作条件一样,试将3种气体按溶解度大小排序如下_。答案:第3种最大,第2种次之,第1种最小分析:操作条件一样,一样,由可知当 有 而m值愈大,表明气体溶解度愈小。 5-8 压力_,温度_,将有利于吸收的进行。答案:增大;下降分析:由,说明m是温度和压力的函数。一般情况下,温度下降,则E值下降,故温度下降,压力增大,导致m值下降,溶解度增大,有利吸收。5-9 难溶气体属_控制,主要传质阻力集中于_側。答案

32、:液膜;液膜 5-10 双膜理论的基本假设是:(1)_; (2)_; (3)_。答案:气液界面两侧各存在一层静止的气膜和液膜;全部阻力集中于该两层静止膜中,膜中的传质是定态分子扩散;在相界面处,两相达平衡。5-11等分子反向扩散适合于描述 _ 过程中的传质速率关系。一组分通过另一停滞组分的扩散适合于描述过程中的传质速率关系。答案:精馏,吸收和脱吸.5-12欲得到一定浓度的溶液,对易溶气体所需的分压_,而对难溶气体所需的分压则_。答案:较低,很高分析:由亨利定律难溶气体的E值很大,故需要的分压高,而易溶气体的E值很小,故需要的分压低.5-13 在选择吸收剂时,应主要考虑的4个方面1_,2_,3_

33、,4_。答案:溶解度,选择性;挥发性;粘性漂流因数反映_,当漂流因数大于1时表明_。答案:总体流动对传质速率的影响;由于有总体流动而使传递速率较之单纯分子扩散速率要大一些。5-15物质在静止流体中的传递,主要是依靠流体_的无规则运动。物质在湍流的传递,主要是依据靠流体_的无规则运动.答案:分子;质点对流传质是指发生在运动着的流体与_之间的传质过程。答案:相界面3种具有代表性的传质理论是:1_, 2_ 3_-。答案:双膜理论;溶质渗透理论;表面更新理论。5-18 吸收操作时,塔任一横截面上,溶质在气相中的实际分压总是_与其接触的液相平衡分压,所以吸收操作线总是位于平衡线的_。反之,如果操作线位于

34、平衡线_,则应进行脱吸过程。答案:高于;上方,下方。5-19 当气体处理量与初、终浓度已被确定,若减少吸收剂用量,操作线的斜率将_,其结果是使出塔吸收液的浓度_,而吸收推动力相应_。答案:变小;变大;变小分析:由题意知V、已经确定,减少L用量意味着液气比减小,因低浓度端 已固定,故操作线斜率变小且向平衡线靠近,使传质推动力变小。又由物料衡算:常数 可知当一定时,L减小,必增大。5-20 一般情况下取吸收剂用量为最小用量的 _倍是比较适宜的. 答案 :1.1-2.05-21填料层高度的计算将要涉与_、 _与_这3种关系式的应用。答案:物料衡算;传质速率;相平衡 5-22传质单元数与反映 _。则与

35、设备的型式、设备中的操作条件有关, 表示_,是吸收设备性能高低的反映。 答案:分离任务的难易;完成一个传质元所需的填料层高度 5-23 在气液进口浓度给定的情况下,参数 值的大小反映.在气液进口 浓度与吸收率已知的条件下,参数S值的大小反映 答案:溶质吸收率的高低;吸收推动力的大小对于低浓度气体吸收操作,在求传质单元数时,解析法的适用条件是 , 对数平均推动力法的适用条件是 ,梯级图解法的适用条件是_,图解积 分法的适用条件是 。 答案:操作围平衡线为直线;操作围平衡线为直线;操作围平衡线弯 曲程度不大;各种情况总的来说,由于化学反应消耗了进入液相中的溶质,使溶质的有效溶解度 而平衡分压 ,使

36、吸收过程的推动力 。若溶质组分进入液相后立 即反应被消耗掉,则界面上的溶质分压为 ,吸收过程可按 膜控制的物 理吸收计算。答案:增大;降低;增大;零;气膜 5-26 克列姆塞尔方程的最简形式为 。答案:5-27 对常压下低浓度溶质的气液平衡系统,当液相总浓度增加时,其相平衡常数m将 答案:增大分析:由亨利定律 式中 溶质的浓度,; 溶液总浓度,;由题知,不变,增加,故必增大。5-28 当填料层高度等于传质单元高度时,则该段填料层的传质单元数= ,进出该填料段的气体摩分数之差等于 。答案:1;该段用气相摩分数表示的平均推动力5-29对逆流吸收系统,若脱吸收因数=1,则气相总传质单元数将 理论板数

37、。若脱吸因数,则将 。答案 :等于;小于分析 :由可知 5-30 生产中常见的脱吸方法有_,_和_。答案:通入惰性气体;通入水蒸气;降压5-31 用清水在填料塔中逆流吸收空气的氨,已知气体入塔浓度为(摩尔),平衡关系Y=0.75X,填料层高为无穷大。试问:低浓度难溶气体的逆流吸收操作系统,若仅增加液体量,而不改变其他条件,则此塔的气相总传质单元数将, 气体出口浓度将 。 答案:增大;下降分析:难浓气体的吸收过程为液膜阻力控制,主要阻力在液相,即当增加液体量,可增大液膜传质系数,有效降低液膜阻力,故总阻力下降。所以 将变小 而Z不变,故将增大。因随L的增加而下降。由S,关系可知将增加,故必下降。

38、5-34 化学吸收的历程为溶质 , , 4个步骤构成。答案:在气相中扩散到液面;溶解进入液相;在液相中扩散;在液相中反应。 在逆流操作的填料塔中,用纯溶剂吸收某气体混合物中的有害成分。已知平衡关系为Y=2X,操作液气比,入塔气中含0.007(摩尔分数,下同),出塔 液相浓度为0.003, 则气相总传质单元。若将填料塔改为板式塔,则理论板数=。 答案:; 分析:由物料衡算求。所以 由于可知平衡线与操作线相互平行,二线间垂直距离处处相等,故用对数平均推动力法求。=当时,有 二、单项题 536 气相压力一定,温度提高1倍,组分在气相中的扩散系数;若温度不变,压力增加1倍,则扩散系数增大1; C. 约

39、原来的倍;减少1倍; D. 不变;答案:C;B分析:由马克斯韦尔吉利兰公式有 537 操作中的吸收塔,当其他操作条件不变,仅降低吸收剂入塔浓度,则吸收率将;又当用清水作吸收剂时,其他操作条件不变,仅降低入塔气体浓度,则吸收率将 。增大: C. 不变;降低; D. 不确定;答案A:C 分析: 第一问因为吸收剂入塔浓度下降,使塔传质推动力增大,传质效果提高,从而使气体出塔浓度下降,吸收率增大.第二问因为Z、不变,可知也不变由=与不变 可知 不变 5-38对常压下操作的低浓度吸收系统,系统总压在较小围增加时,享利系数将_,相平衡常数将_,溶解度系数将_.增加; C. 不变;降低; D. 不确定 答案

40、:C;B;C 分析:因为低压下E仅是温度的涵数,与 m= H可是总压增加E、H不变,m下降。5-39 双组分气体(A、B)进行稳定分子扩散, 与分别表示在传质方向上某截面处溶质A的分子扩散速率与传质速率,当系统的漂流因数大于1时,_;_A:大于; B: 小于; C:等于; D不确定答案: C;A 分析:因为是双组分气体,所以系统中A和B的浓度梯度大小相等方向相反。由费克定律可知A和B的分子扩散速率也将大小相等方向相反。然而因漂流因数大于1,说明产出了主体流动,结果增大了A的传递速率。这里按习惯B为惰性组分。 5-40 低浓度逆流吸收操作中,若其他操作条件不变,仅增加入塔气量,则: 气相总传质单

41、元高度将_;气相总传质单元数将_;出塔气相组成将_; 出塔液相组成将_;溶质回收率将_;.增加;.减小;.不变;.不确定答案:;分析:由 可知随的增加而增大; 由 不变,可知下降。由 与、关系图,可知增加和下降均使下降,故必增大,使回收率减小。由,因为随V的增加而下降,可知将下降,从而使增加。又因为、s、之间的关系与、A、之间的关系规律完全一样,故可将、s、关系图用于、A、关系,所以当A下降,增大时,将增大,故必增加。5-41 低浓度逆流吸收操作中,若其他操作条件不变,仅降低入塔液体组成,则:气相总传质单元高度将_; 气相总传质单元数将_;气相出塔组成将_; 液相出塔组成将_.A 增加;B 减

42、小;C 不变;D不确定.答案:C;C;B;B分析:因为气液流量不变,所以不变,又因为Z不变,故不变。由 可知当、s不变时,也不变,因为YY,故必下降。 同理由,可知当A、不变时, 也不变,故当下降时必下降。 542 低浓度逆流吸收操作中,若其他入塔条件不变,仅增加入塔气体浓度,则: 出塔气体浓度将_; 出塔液体浓度_;A 增大; B 减小; C 不变; D 不确定 答案:A;A 分析:、s皆不变,故不变,所以当增大时必增大。同理,由A、不变,知不变,因为,故当增大时,必增大。从另一角度来看, 的增大使塔传质推动力增大,故增大。 5-43 低浓度逆流吸收操作,当气液进塔组成不变,而改变操作条件使

43、脱吸因数s增大,则: 气体出塔浓度将_; 液体出塔浓度将_.A 增大; B 减小; C 不变; D 不确定 答案:A;D 分析:,s的增大,意味着操作线将向平衡线靠近,使传质推动力减小,故必增大,而怎样改变和m与的具体变化有关,而此题并没有明确,故不能确定。 5-44 低浓度难溶气体的逆流吸收过程,若其他操作条件不变,仅入塔气量有所下降,则:液相总传质单元数将_; 液相总传质单元高度将_; 气相总传质单元数将_;气相总传质单元高度将_;操作线斜将_ . 增加;. 减小;. 基本不变;. 不确定;答案:;B分析:因液膜控制,故,可以为基本不受气 量的影响,所以与基本不变 由 s, s,可知当减小

44、进, 将减小 由,可知当减小时,将增加显然,减小使下降 5-45 某逆流吸收过程,已知系统满足亨利定律,吸收因数,当塔高为无穷大时,(1)塔底气相组成将_; 塔顶气相组成将_(2)若其他操作条件不变,仅将系统压力减小了,则此时塔底相组成将_ . 大于 . 小于; . 等于;答案:(1)A、C (2)C分析: (1)由,知操作线的斜率大于平衡线的斜率。所以当塔高为无穷大时,两线将 于低浓度端相交,即两相将于塔顶达平衡,故, (2)因为,由题意知 故 说明平衡线与操作将重合,故 546 对同一温度和液相浓度的稀溶液,如果总压减小1倍,则与之平衡的气相浓度(或分压)_ A.y增大倍; B.p增大倍;

45、C.y减小倍;D.p减小倍;答案:A分析:稀溶液系统服从亨利定律,则有:或 由题意知总压p减小倍,即,且,均不变,则:5-47 下述分离过程中哪一种不属于传质分离_.A.萃取分离; B:吸收分离; C:结晶分离; D:离心分离答案:D5-48 在常压塔中用水吸收二氧化碳,和分别为气相和液相传质分系数,为气相总传质系数,m为相平衡常数,则_ A.为气膜控制,且 B.为液膜控制,且 C.为气膜控制,且 D.为液膜控制,且答案: C分析: 由 与 (难溶气体吸收)_得 5-49 下述说法中错误的是_.溶解度系数H值很大,为易溶气体; C. 享利系数E值很大,为难溶气体;亨利系数E值很大,为易溶气体;

46、 D. 平衡常数m值很大,为难溶气体;答案:B5-50 下述说法中错误的是_。液体中的扩散系数与压力成正比,与粘度成反比;气体中的扩散系数与压力成反比,与温度的次方成正比;液体中的扩散系数与温度成正比,与粘度成反比;发生在静止或滞流流体中的扩散属于分子扩散答案:A5-51 下述说法中错误的是_。理想溶液满足拉乌尔定律,也满足亨得定律;理想溶液满足拉乌尔定律,但不满足亨利定律;非理想稀溶液满足亨利定律,但不满足拉乌尔定律;服从亨利定律并不说明溶液的理想性,服从拉乌尔定律才表明溶液的理想性答案:B5-52 下述说法中正确的是_。气相中的扩散系数大于液相中的扩散系数,故物质在气相中的扩散通量大于在液

47、相中的扩散通量;气相中的扩散系数小于液相中的扩散系数,故物质在气相中的扩散通量小于在液相中的扩散通量;气相中的扩散系数与液相中的扩散系数在数量级上接近,故气液两相中可达到一样的扩散通量;D. 气相中的扩散系数大于液相中的扩散系数,但在一定条件下,气液两相中仍可达到一样的扩散通量。答案:D分析:物质在气相中的扩散系数较在液相中的扩散系数约大10倍。但是,液体的密度往往比气体大得多,因而液相中的物质浓度以与浓度梯度便可远远高于气相中的物质浓度与浓度梯度,所以在一定条件下,气液两相中仍可达到一样地扩散通量。下述说法中正确的是_。气膜控制时有:, ;气膜控制时有:, ;液膜控制时有:, ;液膜控制时有

48、:,;答案:B下述说法中错误的是_。板式塔气液逐级接触,填料塔气液连续接触;精馏用板式塔,吸收用填料塔;精馏既可以用板式塔,也可以用填料塔;吸收既可以用板式塔,也可以用填料塔。答案:B5 55 下述说法中正确的是_。用水吸收氨属难溶气体的吸收,为液膜阻力控制;常压下用水吸收二氧化碳属难溶气体的吸收,为气膜阻力控制;用水吸收氧属难溶气体的吸收,为气膜阻力控制;用水吸收二氧化硫为具有中等溶解度的气体吸收,气膜阻力和液阻力忽略。答案:-6 下列各项中属于物性参数的是 _。.气膜吸收系数; .分子扩散系数;.涡流扩散系数; .脱吸因数。答案:第三章 蒸馏和吸收塔设备一、填空题1板式塔是_接触式气液传质设备,操作时为_连续相;填料塔是_接触式气液传质设备,操作时为_连续相。2塔板的主要类型有_、_、_、_等。3气体通过塔板的总压降包括_、_和_。4塔板上的异常操作现象包括_、_、_。4 塔板的负荷性能图由五条线构成,它们是_、_、_、_、_,塔板适宜的操作区是_区域,而实际操作时应尽可能将操作点

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