化工原理期末考试复习题.pdf

一、填空 1. 分配系数 kA 的物理含义是什么？答：从 v:shapes=“_x0000_i1064“ 的表达式可以看出， v:shapes=“_x0000_i1065“ 的物理含义是与塔内平均传质推动力的比 值。分离要求愈高（塔内浓度变化的范围愈大） ，塔内平均传质推动力愈小，所 需要的传质单元数愈多。 22、吸收剂的进塔条件有哪三个要素？操作中调节这三个要素，分别对于吸收结 果有何影响？答：三个要素为流量、含溶质组分的浓度、温度。 （1）适当增加流 量，可以增加吸收传质的推动力，可以使得吸收率提高。 （2）减小其所含溶质组 分的浓度， 可以增加吸收传质的推动力， 使得吸收率提高。 （3） 适当降低其温度， 可以使得平衡溶解度增加，平衡线下移，增加吸收传质的推动力，使得吸收率提 高。 液液萃取液液萃取液液萃取液液萃取 1、萃取的原理是什么？答：一般被萃取的溶质组分在萃取剂中的溶解度大于在 原溶剂（稀释剂）中的溶解度，从而溶质组分自原溶剂（稀释剂）中传递到萃取 剂中。当然，若使用纯萃取剂，即使溶质组分在萃取剂中的溶解度不大于在原溶 剂（稀释剂）中的溶解度，也可以使得溶质组分自原溶剂（稀释剂）中部分传递 到萃取剂中。 2、萃取溶剂的必要条件是什么？答：萃取溶剂不能与原溶剂（稀释剂）发生完 全互溶。 3、 萃取过程与吸收过程的主要差别有哪些？答： （1） 一般萃取溶剂与原溶剂 （稀 释剂）发生部分互溶，得到的萃取相和萃余相均是三元组分的混合物，则必须采 用三角形相图表示组成。吸收过程中的气相、液相中均可视为二元组分。（2） 萃取过程是在从一个液相到另一个液相之间的传质过程， 吸收过程是在从气相到 液相之间的传质过程。（3）吸收过程后的气相、液相很容易分离，萃取过程中， 既要使得两个液相达到一定程度的混合，又要考虑萃取传质过程之后，两个液相 的分离。（4）萃取过程中，要考虑表面张力对于液滴稳定性的影响，在设备构 造上考虑促使液滴发生凝聚和再分散，合理地选择分散相、连续相。吸收过程中 无需考虑该问题，气相是连续相，液相是分散相。 4、什么情况下选择萃取分离而不选择精馏分离？答：当混合物中要被分离的组 分挥发度无差异或差异很小时，无法采用精馏分离或者采用精馏分离很不经济 时，则考虑选择萃取分离。 5、什么是临界混溶点？答：其是否一定是在溶解度曲线的最高点？答：萃取相 与相共轭的萃余相在组成上无限接近于一点，该点为临界混溶点。其不一定是在 溶解度曲线的最高点，根据实验确定。 6、 何谓选择性系数？意味着什么？意味着什么？答： 溶质的分配 系数与稀释剂的分配系数之比称为选择性系数。意味着溶质与稀释剂在 萃取相中的浓度比与在萃余相中的浓度比相等，故萃取分离无意义。意味 着萃取剂 S 与稀释剂 B 完全不互溶，此时萃取分离操作最有效。 7、分配系数等于 1 能否进行萃取分离操作？答：若溶质、稀释剂的分配系数同 时均等于 1，则萃取剂的选择性系数等于 1，无法进行萃取分离操作。对于溶质、 稀释剂，只要其中某一个组分的分配系数不等于 1，则萃取剂的选择性系数不等 于 1，就能够进行萃取分离操作。 8、萃取液、萃余液各指什么？答：萃取相脱除萃取剂后即称为萃取液。萃余相 脱除萃取剂后即称为萃余液。 9、萃取操作温度选得高些好？还是低些好？答：萃取操作温度选得低些好，因 为在较低的温度时，物系的互溶度减小，萃取相脱除萃取剂后即的萃取液与萃余 相脱除萃取剂后的萃余液组成差异大，萃取分离程度大。 10、什么是萃取塔设备的特性速度、临界滞液量、液泛、两相极限速度？答：萃 取塔设备的特性速度 uk ， ，当物性一定时，uk完全 由设备特性所决定，故称为萃取塔设备的特性速度。萃取塔设备内，分散相的滞 液量增大所存在的一个临界值称为临界滞液量。此时，分散相的液滴发生合并， 或者部分液滴被带出，称为液泛。液泛时两相的空塔速度称为两相极限速度。 固体干燥固体干燥固体干燥固体干燥 1、通常物料除湿的方法有哪些？答：（1）对流干燥，（2）热传导干燥，（3） 热辐射干燥，（4）介电干燥。 2、对流干燥过程的特点是什么？答：热、质同时反方向传递，热量传递的速度 决定着质量传递（干燥）的速度。 3、对流干燥操作的费用主要在哪里？答：费用主要在热量消耗大。 4、湿空气的干球温度、湿球温度、露点温度的大小关系如何？何时三者相等？ 答：对于不饱和空气，对于饱和空气，。 5、结合水与非结合水的区别是什么？答：结合水的蒸汽压小于同温度下普通水 的蒸汽压。非结合水的蒸汽压等于同温度下普通水的蒸汽压。 6、何谓平衡含水量？何谓自由含水量？答：物料与一定条件的空气相接触传质， 传质过程达到平衡时，物料中所残余的水分称为平衡含水量。物料的含水量减平 衡含水量为自由含水量。 7、干燥速率对产品物料的性质会有什么影响？答：干燥速率太大，物料颗粒所 受到的内、外热应力大，容易发生颗粒碎裂。 8、何谓临界含水量？它受哪些因素的影响？答：当恒速干燥恰好转为降速干燥 时，物料中的含水量为临界含水量。影响临界含水量的主要因素：（1）物料颗 粒的大小，颗粒愈小，临界含水量愈小，（2）恒速干燥阶段的速率大小，恒速 干燥阶段的速率愈小，临界含水量愈小。影响恒速干燥阶段速率大小的主要因素 有空气的温度、湿度和流速。 9、连续干燥过程的热效率是如何定义的？答：在干燥过程中，预热器加入的热 量和干燥室加入的热量被应用在如下几方面： （1） 汽化水分耗热， （2） 物料升温耗热，（3）废气带出热量，（4）热损失。热效率的定义是汽 化水分耗热和物料升温耗热之和占预热器加入的热量和干燥室加入的 热量之和的百分比。 10、理想干燥过程有哪些假定条件？答：干燥室的热量平衡式为： 即 当时，则 ，或者是在， 物料无温升时，空气经过干燥室的过程恰好为等焓过程。 11、为提高干燥过程热效率可采取哪些措施？答： （1）采用部分废气循环， （2） 适当降低出口废气的温度，（3）适当提高空气的预热温度，（4）设备保温，减 少热损失。 12、评价干燥器技术性能的主要指标有哪些？答：（1）对被干燥物料的适应性 强，（2）生产能力要高，（3）热效率高。 三、计算 1.见教材见教材见教材见教材，蒸馏习题蒸馏习题蒸馏习题蒸馏习题 6 和和和和 7，吸收习题吸收习题吸收习题吸收习题 9 和和和和 14，干燥习题干燥习题干燥习题干燥习题 1 和和和和 5 2.某一常压连续精馏塔内对苯-甲苯的混合液进行分离。 原料液组成为0.65 （mol%, 下同） ， 原料液流量为 250kmol/h， 该物系的平均相对挥发度为 1.6,饱和蒸汽进料。 塔顶采出率为%50= F D ，精馏段操作线方程为52. 081. 0 1 += +nn xy，试求馏出液 组成、釜残液组成及提馏段操作线方程。 3. 在连续精馏塔中分离某理想二元混合物。已知原料液流量为88kmol/h，组成 为0.4（易挥发组分的摩尔分率，下同），饱和蒸汽进料，馏出液组成为0.92， 回流比为1.5。若要求易挥发组分回收率为98%，试计算： (1) 釜残液的摩尔流量； (2) 提馏段操作线方程。 4. 用清水吸收氨空气混合气中的氨。混合气进塔时氨的浓度为0.025（摩尔 比） ，吸收率97，气液平衡关系为Y1.7X。试求： （1）溶液最大出口浓度 * max X； （2）最小液气比； （3） 若吸收剂用量为最小吸收剂用量的1.9倍，传质单元数为多少(取整数)？ 5. 常压下，用煤油从苯蒸汽与空气混合物中吸收苯，吸收率为92。混合气量 为100kmol.h-1。入塔气中含苯5（体积） ，入塔煤油中含苯0.01（摩尔分率） 。 溶剂用量为最小用量的2.3倍。在操作温度30下，相平衡关系为y = 0.47x，总 传质系数Kya 0.023kmol.m-3.s-1。塔径为2.1米。试求所需填料层高度。 6. 将温度为25，湿度为0.04（kg水/kg绝干气）的湿空气预热后送入常压干 燥器。试求：将空气预热到95所需热量：将该空气预热到140（饱和蒸 汽压为361.47kPa）时相应的相对湿度值。 7. 今有一干燥器，湿物料处理量为1000kg/h。要求物料干燥后含水量由55%减 至6%（均为湿基） 。干燥介质为空气，初温20，湿度为0.009（kg水/kg绝干 空气）