化工原理复习题-1.doc

一、填空、判断与选择题（40 分）1（2 分）某一操作中吸收塔，若吸收剂的温度突然升高，则 C 说法不正确。AY1，X2 不变； BY2 增大，X2 不变；CY2 增大，X1 不变； DY1 不变，X1 减小。2（4 分）在某吸收系统中，已知 ky3.8104 kmol/m2s，kx1.25102kmol/m2s，平衡关系 yx，则 Ky 3.69104 kmol/(m2s) ，此 气体是 易溶 气体，此过程属于 气膜 控制，欲强化此过程应 增加总压和增大气流速度 。3（6 分）如附图1 所示，在密闭容器内存在某种低浓度水溶液，容器内压强为 p0，溶液温度为t，溶质含量为c(x)，试问：(1)若将 N2 压入容器，则 E 不变 ，H 不变 ，m 变小 ，pe 不变 ；(2)若溶液温度 t 下降，则 E 变小 ，H 变小 ，m 变小 ，pe 变小 ；(3)注入溶质 A，则 E 不变 ，H 不变 ，m 不变 ，pe 变大 。4（4 分）某吸收塔中，物系的平衡线方程为y=2.0x，操作线方程为y=3.5x +0.001，当y1=0.06,y2 =0.002时,x1=1.686102，x2=2.857104，L/V =3.5，气相传质单元数 NOG=6.79。5（2分）对于低浓度气体吸收，部分吸收剂(L/2)从塔中部循环入塔，如附图2所示。设LV，则其操作线应为( b )。6（3 分）饱和液体的q= 1 ；饱和蒸汽的q = 0 ；蒸汽是液体2倍的混合进料液的q =1/3 。7（2 分）已知精馏段操作线方程为：y=0.75x+0.24，则该塔的操作回流比为( B )，塔顶产品浓度xD为( C )(A) 0.9 (B) 3 (C) 0.96 (D) 4 (E) 0.98 (F) 28（2 分）板式塔精馏操作，已知物系在操作条件下，相对挥发度为，操作方程为yaxb，设第 n 块板为一理论板，进出该板各物流如附图 3示，则 yn+1和 xnl的关系是( C )：9（2分）当大液气比操作时，宜采用( C )。(A)齿形堰； (B)低的堰长塔径比( LW/D )；(C)双溢流或高的( LW/D )； (D)圆形堰10（2分）塔板上布置安定区的目的是为了( B )。(A)防止雾沫夹带量过高； (B)防止越堰液体的气体夹带量过高(C)防止漏液量过大； (D)液体分布不均匀11（2分）一般情况下，溶质A的分配系数kA( D )。(A)大于1； (B)小于1； (C)等于1； (D)难以判断12（2分）在单级萃取过程中，若萃取剂用量减少，则萃取相 y A A ，萃余相xA A ，脱去溶剂后萃取液 D ，萃余液 A 。(A)变大； (B)变小； (C)不变； (D)不确定13（2分）干燥介质的温度和流速相同，在Ha、Hb两种湿度下测得干燥速率曲线如附图4所示，这表明Ha( B )Hb。(A)大于； (B)小于； (C)等于； (D)接近于14（3 分）在恒定干燥条件下，将含水35%（湿基）的湿物料进行干燥，开始时干燥速度恒定，当干燥至含水量为8%(干基)时，干燥速率开始下降，再继续干燥至物料恒重，并测得此时物料含水量为0.08%(干基)。则 物料的临界含水量为 8 %(干基)，平 衡含水量为 0.08 %(干基)，自由含水量为 53.77 % (干基)。15（2分）物料含结合水和非结合水的分界是( C )。(A)等速干燥阶段终点； (B)降速干燥阶段终点；(C)水分与纯水的蒸汽压相等； (D)第一和第二降速阶段的交点。二、分析与判断题（24 分）1（8 分）某吸收塔 H，气体流量G与组成y1和液相组成x2不变，试绘出以下两种情况下的操作线(平衡线如附图5所示)。(1)LGm；（ 2 分）(2) LGm；（ 2 分）(3) 试讨论在以上两种情况下，增加 LG 能否使气体出口含量y2 降低?（4 分）在第一种情况下，增加 LG不会降低y2(y2恒定不变)，只会无谓地降低x1，增大操作的负荷；在第二种情况下，增加 LG 对降低y2效果显著。2（8 分）连续精馏操作，原工况为泡点进料，现由于某种原因原料温度降低，使 q1，进料浓度xF，塔顶采出率DF及进料位置均保持不变。试判断：(1) （2 分）塔釜蒸汽量V保持不变，则塔釜加热量QR 不变 ，塔顶冷量QC 变小 ， 变小 ， 变大 ；(2)（2+4分）保持回流比R不变，则塔釜加热量QR 变大 ，塔顶冷量QC 不变 ， 变大 ， 变小 (变大，变小，不变，不确定)，并分别画图 6 所示意新旧工况的操作线变化。3（8分）如附图7所示，当采用部分废气循环，废气先混合、后预热流程和新鲜气先预热后混合流程，试分析比较两种方案耗热量的大小并说明理由。答：从图中可看出，由 焓差(IMI0)可求得所耗热量，无论先混合后预热流程还是先预热后混合流程，耗热应该一样，只不过先预热后混合，气体的出口温度高些，要能位较高的热源。从虚线框中可看出，进出物料的量和焓均相等，故提供给预热器的热量相等。三、计算题（36 分）1（10 分）在常压操作的逆流吸收塔内，用纯溶剂吸收混合气中的可溶组分A，入塔气体中A的摩尔分率为y1=0.03，要求吸收率=0.80。现已知操作条件下的S=mG/L=0.8(m=常数)，平衡条件y=mx，与入塔气体成平衡的液相浓度。试计算：操作液气比为最小液气比的倍数；（4 分）吸收液的出口浓度；（2 分）完成上述分离任务所需的气相传质单元数 NOG 。（4 分）2（10 分）某二组分混合液用精馏分离，其进料摩尔分率为0.5，泡点进料，系统的相对挥发度2，塔顶出料量是进料量的 60%(摩尔比)。如果所采用的精馏塔的理论塔板数为无穷多块，试计算：R0.8 时，塔顶与塔底的组成各为多少？ 3（6 分）某混合液含溶质 A 为 50，溶质 B 为 50，用纯溶剂进行单级萃取，物系的相平衡关系如附图所示，试求在多大溶剂比下操作所获得的萃取液浓度最高？此时溶质的萃余率为多少？并写出作图步骤。解：（1）根据xF 确定F的位置，连接 FS；（2）过 S 点作溶解度曲线的切线 SE，并延长至于 AB 线相交，得最大萃取液的组成；（3）过 E 点作 AB 的平行线与辅助曲线相交于点 H，再过H 点作 AS 线的平行线与溶解度曲线相交于点 R，连接 E、R 得最大萃取液组成下所对应的平衡联结线 ER。（4）联 S、R，并将 SR 线延伸至与 AB 边相交，