2009化工原理(下)-清考卷.doc

姓名：_ 大 连 理 工 大 学学号：_ 课程名称： 化工原理（下） 试卷 清考 考试形式：闭卷院系：_ 授课院（系）：化工学院 考试日期： 2009年5月 日 _ 级_ 班 一二三四五 总分标准分 30 25 20 1015 100得 分装订线 一、（30分）填空题1水蒸汽直接加热的蒸馏可用于分离由水和比水易挥发 的组分组成的混合物。（易挥发、难挥发）2在精馏的五种进料中， 过冷液体 进料的q值最大，其温度 泡点温度。（，）3在平衡蒸馏过程中，若基于易挥发组分表示组成，则离开塔顶的汽相组成y与离开塔底的液相组成x的关系为：yx。（，）4为保持板式塔正常操作，塔内的操作气速必须大于_漏液点气速。 （拦液点气速、载液点气速、液泛气速、漏液点气速）5设计精馏塔分离二元理想物系，其qnF、zF、xD、xW不变，则随原料中液相分率增加，其最小回流比不变，相同回流比下，总理论板数减少。（不变、增加、减少、减小、不确定）6某二元混合物的相对挥发度为3，全回流条件下进行精馏操作，对于相邻两块理论板，已知xn=0.3，yn-1= 0.762 。7间歇精馏操作，若回流比恒定，则随精馏时间增加，塔顶温度 _ _升高 _。（不变、升高、下降、不确定）8对于清晰分割，比轻关键组分 更轻的（非轻关键） 的组分不在塔底出现。9吸收操作中，若操作压力适当升高，其他条件不变，则吸收分离能力 增大 。（减小，增大，不变，变化不确定）10超临界流体具有近似气体的粘度和渗透能力，又具有近似 液体 的密度和溶解能力。（气体，液体，固体）11吸收操作中，如果以获得较大溶质回收率为目的，宜取吸收因子A 大于1 。 （大于1，小于1，等于1，任意取值）12膜分离操作物质透过膜的三种传递方式为被动传递、促进传递和主动传递， 其中 促进 传递方式具有很高的选择性。13干燥操作中，采用废气循环流程，将使进入干燥器的空气温度 增大 。 （增大、减小、不变）14吸收操作中，若操作温度升高，其他条件不变，则吸收操作分离能力 减小 。（减小，增大，不变，变化不确定）15一定状态的空气，仅升高空气温度，其湿球温度 增高，其露点温度 不变 。（增高，降低，不变，不确定）16液液萃取操作中，操作温度 降低 ，有利于分离。（降低，升高，保持恒定）。17多级逆流萃取操作，减少溶剂用量，完成规定的分离任务所需的理论级数 增大 。（增大、减小、不变）18采用同样操作条件完成同一分离任务，若采用填料A需要的填料层高度为8米，如果选用填料B，需要的填料层高度仅为6米。请问填料B的理论级当量高度是填料A的理论级当量高度的 0.75 倍。19 石棉纤维在空气中干燥。如果空气温度升高，其他条件不变，石棉纤维的平衡含水分量 减小 ，结合水分含量 不变 。（减小，增大，不变，变化不确定）20 恒定干燥条件下，恒速干燥阶段物料的表面温度为 空气湿球温度。（物料初始温度，空气干球温度，空气湿球温度）21已知湿空气总压为101.3kPa，温度为30，空气的湿度为0.016 kg/kg干空气,已查出30时水的饱和蒸气压为4.25 kPa，则空气的相对湿度等于 59% 。22易溶气体吸收过程，传质阻力主要在 气膜 内（气膜，相界面，液膜，气膜和液膜）。操作时若其他条件不变，入口气量增加，气相总传质单元高度HOG将 增大 ；出塔气体组成y2将 增大 。（增大、减小、不变、变化不确定）23请写出两种常用的解吸操作方法： 气提解吸法 和 减压再生（闪蒸）或加热（升 温）再生 。二（25分）用一精馏塔分离某二元理想混合物，进料量为200kmol/h，其中易挥发组分的摩尔分率为0.5，进料为饱和液体，塔顶采用全凝器且为泡点回流，塔釜用间接蒸汽加热。已知两组分间的平均相对挥发度为2.0，精馏段操作线方程为，塔底产品中易挥发组分的摩尔分率为0.05，试求：（1）操作回流比、塔顶产品中易挥发组分的摩尔分率（2分）；（2）塔顶产品的流量和塔顶产品中易挥发组分的回收率 (5分) ；（3）精馏段的气相负荷、提馏段的液相负荷（kmol/h）（2分）；（4）实际回流比是最小回流比的多少倍（4分）；（5）提馏段操作线方程和q线方程（4分）；（6）塔顶第2块理论板上升蒸汽的组成（4分）；（7）若塔顶第1块实际板的液相默弗里板效率为0.6，求塔顶第2块实际板上升蒸汽的组成（4分）。二、解：1、 R=, 2、 3、4、 5、6、 7、 三、（20分）现有一逆流操作的填料吸收塔，塔径为0.5m，用清水吸收烟道气中的SO2。已知烟道气处理量为316.5m3/h（标准状态），烟道气含SO2的浓度是0.03（摩尔分数，下同）。通过吸收操作，SO2的回收率是98%，出塔水溶液中SO2的浓度是其饱和浓度的75%。操作条件下的平衡关系为ye=34.9x，气相总体积传质系数Kya=0.028 kmol/(m3s)。试求：（1） 离开吸收塔的烟道气中SO2的含量（3分）；（2） 清水用量（kg/h）（3分）；（3） 实际操作液气比（qnL/qnV）是最小液气比（qnL/qnV）min的多少倍（4分）；（4） 填料层高度，m（3分）；（5） 该塔的填料层分离能力相当于20块理论板，试求该塔所选用填料的理论板当量高度HETP，m（4分）；（6） 填料塔运转时间较长，其效率下降，有可能是哪方面的原因？举例说明（3分）。四、（10分）用200 kg纯萃取剂S从300kgA、B均相混合液中单级萃取出A。操作条件下的平衡关系如图所示，已知萃取后得到萃取相250 kg，其中含A15%（质量分率，下同），试求：（1）A、B均相混合液的组成（4分）；（2）为使萃取液组成最大，所需的萃取剂用 量（3分）；（3）若操作温度升高，使两相区范围减小至图 中虚线所示，试定性分析此时达到萃取液组成最大所需萃取剂用量的变化趋势？（3分）解：0.20.4SBA0.60.80.20.40.60.8四题图1.01.000EMEMRFER（1） （2分）如图，找到E点，通过辅助线找到R点，因为F+S=E+R=M，所以M=200+300=500 kg由杠杆定律，M点为ER的中点，连接SM并延长至AB边，读得F组成为：含A 0.17，含B 0.83；（2） （2分）如图，过S做切线找到E点， 通过辅助线找到R点，交FS于M点，由杠杆定律，（3）（1分）如图，过S做切线找到E 、R、M点（红线），由此可见，M点更靠近S，所以萃取剂用量增加。五、（15分）采用常压干燥器干燥某种湿物料，每小时处理湿物料1000kg/h，物料的含水量从40干燥降至5(均为湿基含水量)；干燥介质为湿空气，初始温度为20，湿度为0.009kg/kg(干空气)，先经预热器加热至120后再进入干燥器，离开干燥器时废气温度为40，若干燥过程可视为理想干燥过程，试确定：（1） 水分气化量，kg/h（5分）；（2） 空气用量，kg(干空气)/h（4分）；（3） 新鲜空气的体积流量，m3/h（3分