化工原理蒸馏、干燥、吸收习题.doc

蒸发一、 填空题1单位加热蒸汽消耗量是指 蒸发1kg水分消耗的加热蒸汽量，kg/kg 2蒸发操作中的温度差损失的原因（1）因溶液蒸汽压下降而引起（2）液柱静压强而引起（3） 因流动阻力而引起 。 3溶液因蒸汽压下降而引起的沸点升高与温度差损失的数值 相等 4在单效蒸发操作中，加热蒸汽放出的热量消耗于：（1）蒸发W kg/h水分（2） 将F kg/h原料液从温度t0加热到蒸发操作的沸点t1 (3)损失于周围环境中 。5按溶液在加热室内循环方式而分类，蒸发器分为：循环型（非模式）和 非循环型（模式） 两大类。6蒸发器的生产能力是指 单位时间内从溶液中蒸发的水分 ，即蒸发量 。7蒸发器的生产强度是指 单位时间传热表面积上蒸出的水分量 ，其表达式为 U=W/S ，单位为 kg(m2h) 。8就蒸发同样任务而言，单效蒸发的经济效益不如多效的，单效蒸发的生产能力和多效的 相等 ，而单效的生产强度为的多效的 n 倍。9控制蒸发操作的总传热系数K0主要因素是 沸腾侧污垢热阻和沸腾传热系数 。冷凝传热系数0虽不是控制因素，但操作是应 及时放出不凝性气体 ，否则0会 急剧下降 。10多效蒸发系统的效数是有一定限制的，超过限制会出现 总温差损失等于或大于加热蒸汽温度与冷凝器温度之差 ，用式子表达应写成 （T-Tk） ，这时蒸发操作 无法进行 。11蒸发操作过程中使用真空泵的目的是 抽出由溶液带入的不凝性气体 ，以维持 蒸发器内真空度 。12在同条件下蒸发同样任务的溶液时，多效蒸发的总温度差损失 大于 单效的，这是因为 在多效系统中温度差损失n次，而单效只损失一次 。吸收一、 填空题1吸收操作的依据是 组分在溶剂中溶解度之差异 ，以达到分离气体混合物的目的。2亨利定律的表达式P*=Ex，若某气体在水中的亨利系数E值很大，说明该气体为 难溶 气体。3对接近常压的溶质浓度低的气液平衡系统，当总压增大时，亨利系数E 不变 ，相平衡系数m 减小 ，溶解度系数 不变 。4由于吸收过程中气相中溶质分压总是 大于 溶质的平衡分压，因此吸收操作线总是在平衡线的 上方 。5吸收过程中，Kx是以 X*-X 为推动力的总吸收系数，它的单位是 kmol/(m2s) 。6水吸收氨空气混合气中的氨，它是属于 气膜 控制的吸收过程。7在1atm、20下某低浓度气体混合物被清水吸收，若气膜吸收系数KG=0.1 kmol/(m2hatm),液膜吸收系数KL=0.25 kmol/(m2hatm),溶质的溶解度系H=150 kmol/(m3atm)，则该溶质为 易溶 气体，气相吸收总系数KY= 0.0997 kmol/(m2hY)。8若总吸收系数和分吸收系数间的关系可表示为1/KL=1/kL+H/kG,其中1/kL表示 液膜阻力 ，当 H/kG 项可以忽略时，表示该吸收过程为液膜控制。9在吸收过程中，若提高吸收剂用量，对气膜控制的物系，体积吸收总系数KY 几乎不变 ，对液膜控制的物系，体积吸收总系数Ky将 增大 。10双膜理论是将整个相际传质过程简化为 通过气、液两膜层的分子扩散过程 。11吸收操作中增加吸收剂用量，操作线的斜率 增大 ，吸收推动力 增加 。12当吸收剂用量为最小用量时，则所需填料层高度将为 无限高 。13在常压逆流操作的填料塔中，用纯溶剂吸收混合气中的溶质。已知进塔气相组成Y1为0.02（摩尔比），操作液气比为L/V=0.9,气液平衡关系为Y=1.0X,则溶质组分的回收率最大可达 90 。14脱吸因数可表示为 mV/L ,它在Y-X图上的意义是平衡线和操作线斜率之比 。15在填料塔操作时，影响液泛气速的因素有 填料的特性 、流体的物性 和 液气比 。16在填料塔设置中，空塔气速一般取 液泛 气速的5080若填料层较高，为了有效地润湿填料，塔内应设置 液体再分布 装置。二、 选择题1吸收操作的作用是分离（A）A.气体混合物 B.液体均相混合物 C.气液混合物 D.部分互溶的液体混合物2在一符合亨利定律的气液平衡系统中，溶质在气相中的摩尔浓度与其在液相中的摩尔浓度的差值为（D）A.正值 B.负值 C.零 D.不确定3在吸收操作中，吸收塔某一截面上的总推动力（以液相组成差表示）为（A）A.X*-X B.X- X* C.Xi-X D.X-Xi注：X为液相中的溶质浓度，X*为与气相平衡的液相浓度，Xi为气液界面上的液相浓度。4某吸收过程，已知气膜吸收系数kY为410-4kmo/(m2s)，液膜吸收系数kx为810-4 kmo/(m2s)，由此可判断该过程为（C）A.气膜控制 B.液膜控制 C.判断依据不足 D.双膜控制5在逆流吸收塔中，用清水吸收混合气中溶质组分。其液气比L/V为2.7，平衡关系可表示为Y=1.5X(X为摩尔比)，溶质的回收率为90，则液气比与最小液气比之比值为（C）A.1.5 B.1.8 C.2 D.36根据双膜理论，当溶质在液体中溶解度很小时，以液相表示的总传质系数将（B）A.大于液相传质分系数 B.近似等于液相传质分系数C.小于气相传质分系数 D.近似等于气相传质分系数7.在填料塔中用清水吸收混合气中氨，当用水量减小时，气相总传质单元数NoG将（A）A.增加 B.减小 C.不变 D.不确定8逆流操作的填料塔，当脱吸因数S1时，且填料层为无限高时，气液两相平衡出现在（B）A.塔顶 B.塔底 C.塔上部 D.塔下部9在逆流吸收塔中，吸收过程为气膜控制，若进塔液体组成X2增大，其他条件不变，则气相总传质单元高度将为（C） A.增加 B.减小 C.不变 D.不确定10在逆流吸收塔中，用纯溶剂吸收混合气中溶质。平衡关系符合亨利定律。当进塔气相组成Y1增大，其他条件不变，则出塔气体组成Y2和吸收率的变化为（C）A.Y2增大，减小 B.Y2减小，增大 C.Y2增大，不变 D.Y2增大，不确定蒸馏一、 填空题1蒸馏是分离 均相液体混合物 的一种方法，蒸馏分离的依据是 挥发度差异 。2气液两相呈平衡状态时，气液两相温度 相同 ，但气相组成 大于 液相组成。3气液两相组成相同时，则气相露点温度 大于 液相泡点温度。4在精馏过程中，增大操作压强，则物系的相对挥发度 下降 ，塔顶温度 升高 塔釜温度 升高 ，对分离过程 不利 。5两组分溶液的相对挥发度是指溶液中 易挥发组分 的挥发度对难挥发组分 的挥发度的比值，=1表示 不能用普通蒸馏方法分离 。6所谓理论板是指该板的气液两相 互呈平衡 ，且塔板上 液相组成均匀一致 。7两组分物系，其相对挥发度=3，对第n、n-1两层理论板，在全回流条件下，已知xn=0.3，则yn-1= 0.794 。8某精馏塔的精馏段操作线方程为y=075x+0.24，则该精馏塔的操作回流比为 R=3 ，精馏液组成为 x D =0.96 。9精馏塔的塔顶温度总是低于塔底温度，其原因是 塔顶易挥发组分含量高 和 塔底压力高于塔顶 。10在总压为101.33kPa、温度为95下，苯与甲苯的饱和蒸气分别为pOA=155.7kPa、pOB=63.3kPa，则平衡时苯的液体组成为x= 0.411 ，气相组成为y= 0.632 ，相对挥发度= 2.46 。11精馏塔有 五种 进料热状态，其中 冷液 体进料q值最大，进料温度tF 小于 泡点tb。12在操作的精馏塔中，测得相邻两塔板的两相四个组成为0.62、0.70、0.75、0.82，则yn= 0.82 ，xn= 0.70 ，yn+1= 0.75 ，xn+1= 0.62 。13对于不同的进料热状态，x q、yq与xF的关系为（1）冷液进料， x q xF，yq xF ；（2）饱和液体进料， x q = xF，yq xF ；（3）气液混合物进料 x q xF，yq xF ；（4）饱和蒸气进料, x q xF，yq = xF ；（5）过热蒸气进料， x q xF，yq xF ；14某连续精馏塔中，若精馏段操作线方程的截距等于零，则：回流比等于 ，馏出液流量等于 0 ，操作线方程为 yn+1= xn 。15板式塔的流体力学性能包括 塔板压降 、 液泛 、 雾沫夹带 、漏夜 、 液面落差 。16塔板负荷性能图由 雾沫夹带线 、 泛液线 、 液相符合上限线 、漏夜线 、 液相负荷下限线 五条线组成，五条线围成的区域为 适宜操作区 ，操作点应在 适宜操作区内 。17加大板间距，则液泛线 上移 减少踏板开孔率，则漏夜线下移增加降液管面积，则液相负荷上限线 右移 。18塔板的操作弹性是指 操作线与负荷性能图上曲线的两个交点所对应的气体流量的上限与下限的比值 。二、选择题1精馏操作时，增大回流比，其他操作条件不变，则精馏段液气比L/V=（A），馏出液组成x D（A），釜残液组成x W（D）A.增加 B.不变 C.不确定 D.减小2精馏塔的设计中，若进料热状态由原来的饱和蒸气进料改为饱和液体进料，其他条件维持不变，则所需理论板数N（A），L（B），V（B）L/（C），V/（C）。A. 减小 B. 不变 C. 增加 D. 不确定3对于饱和蒸气进料，则L/（A）L，V/（B）V。 A. 等于 B. 小于 C. 大于 D. 不确定4某减压操作的精馏塔，若真空度加大，而其他条件不变，则塔釜残液组成x W（A），馏出液组成x D（C）。A. 减小 B. 不变 C. 增加 D. 不确定5操作中的精馏塔，F、q、x D、x W 、V/不变，减小xF，则有（C）。A .D增大，R减小 B. D不变，R增大C. D减小，R增大 D. D减小，R增大6操作中的精馏塔，保持F、xF、 q、R不变，增加W，则L/V（C），V/（D）。A. 不确定 B. 增加 C. 不变 D. 减小7精馏操作时，若F、xF、 q、R均不变，而将塔顶产品量D增加，则L/（A），V/（A）。A. 增加 B. 不变 C. 减少 D. 不确定8用某精馏塔分离二元混合物，规定产品组成x D、x W。当进料为xF1时，相应的回流比为R1；进料为xF2时，相应的回流比为R2。若xF1 xF2，进料热状态不变，则（C）。A. R1R2 B. R1=R2 C. R1R2 D. 无法确定9精馏塔设计中，增大操作压强，则相对挥发度（C），塔顶温度（A），塔釜温度（A）。A. 增大 B. 不变 C. 减少 D. 不确定10精馏塔中由塔顶向下的第n-1、n、n+1层塔板，其气相组成关系为（C）。A.yn+1ynyn-1 B. yn+1=yn=yn-1 C. yn+1ynyn-1 D.不确定11某二元混合物，其中A为易挥发组分，液相组成xA=0.4，相应的泡点温度为t1，气相组成yA=0.4，相应的露点温度为t2，则（A）。A . t1t2 B. t1=t2 C. t1t2 D.不能确定12分离某二元混合物，进料量为100kmol/h，xF=0.6，要求馏出液组成x D不小于0.9，则塔顶最大产量为（B）。A. 60 kmol/h B. 66.7 kmol/h C. 90 kmol/h D.不能确定13下列塔板属于错流塔板的有（A、C）。A. 浮阀塔板 B. 穿流塔板 C. 泡罩塔板 D. 淋降栅板14精馏塔设计中，增加塔板开孔率，可使漏夜线（A）。A. 上移 B. 不动 C. 下移 D. 无法确定 15完成某分离任务需理论板数为N=7（包括再沸器），若ET=50%,则塔内需实际板数为（C）。A. 14层 B. 10层 C. 12层 D. 无法确定干燥一、填空题1在101.33kPa的总压下，在间壁式换热器中将温度为293K、相对湿度为80%的湿空气加热，则该空气下列状态参数变化的趋势是：湿度H 不变 ，相对湿度 降低 ，湿球温度tw 增高 ，露点td 不变 。2在101.33kPa的总压下，将饱和空气的温度从t1降至t2，则该空气下列状态参数变化的趋势是：相对湿度 100%不变 ，湿度H 降低 ，湿球温度tw 降低 ，露点td 降低 。3在实际的干燥操场作中，常用 干湿球温度计 来测量空气的湿度。4测定空气中水气分压的实验方法是测量 露点 。5对流干燥操场的必要条件是 湿物料表面的水汽分压大于干燥介质中的水汽分压, 存在传热传质推动力 ；干燥过程是 热量传递与质量传递相结合的过程 。6在101.33kPa的总压下，已知湿空气的温度为40，其相对湿度60%，且40下水的饱和蒸气压为7.38KPa,则该空气的湿度H为 0.02843 Kg/Kg绝干气，其焓I为 113.3 kJ/Kg绝干气。7在一定的温度和总压强下，以湿空气作干燥介质，当所有空气的相对湿度减小时，则湿物料的平衡水分相应 减小 ，其自由水分 相应 增大 。8恒定的干燥条件是指空气 温度 、 湿度 、 流速 均不变的干燥过程。9恒速干燥阶段又称 表面气化 控制阶段，影响该阶段干燥速率的主要因素是 干燥介质的状况 、 流速 及 其与物料的接触方式 ；降速干燥阶段又称 内部迁移 控制阶段，影响该阶段干燥速率的主要因素是 物料结构 、 尺寸 及其 与干燥介质的接触方式 、 物料本身的温度 。10在恒速干燥阶段，湿物料表面的温度近似等于 热空气的湿球温度 。11在常压和40下，测得湿物料的干基含水量X与空气的相对湿度之间的平衡关系为：当=100%时，平衡水量X=026kg/kg绝干料，当=40%时，平衡含水量X=0.04kg/kg绝干料.已知该物料的初始含水量X=0.43kg/kg绝干料，现让该物料在40下与=40%的空气充分接触，非结合含水量为 0.17 kg/kg绝干料，自由含水量为 0.39 kg/kg绝干料。12干燥速率的一般表达式为 。在表面汽化控制阶段，则可将干燥速率表达为 。13在恒定干燥条件下测得湿物料的干燥速率曲线如本题附图所示。其恒速阶段的干燥速率为 4.0 kg水/（m2h），在临界含水量为 0.20 kg/kg绝干料，平衡含水量为 0.04 kg/kg绝干料。14理想干燥器或等焓干燥过程是指 干燥器不补充热量QD=0 、 忽略干燥器的热损失QL=0 、忽略加热物料所消耗的热量 ，干燥介质进入和离开干燥器的焓值 相等 。15写出三种对流干燥器的名称 厢式干燥器 、 气流干燥器 、流化床干燥器 。16固体颗粒在气流干燥器中经历 加速运动 和 恒速运动 两个运动阶段，其中 加速运动段 是最有效的干燥区域。二、选择题1已知湿空气的如下两个参数，便可确定其他参数（C）。A. H,p B. H, td C. H, t D. I,tas2当空气的相对湿度=60时，则其三个温度t（干球温度）、tw(湿球温度)、td（露点）之间的关系为（B）。A.t=tw=td B.ttwtd C.ttwtd D.ttw=td3湿空气在预热过程中不变化的参数是（D）。A.焓 B.相对湿度 C.湿球温度 D.露点4物料的平衡水分一定是（A）。A.结合水分 B.非结合水分 C.临界水分 D.自由水分5在恒定条件下将含水量为0.2（干基，下同）的湿物料进行干燥。当干燥至含水量为0.05时干燥速率开始下降，再继续干燥至恒重，测得此时含水量为0.004，则物料的临界含水量为（A）。A.0.05 B.0.20 C.0.004 D.0.1966同一物料，如恒速阶段的干燥速率加快，则该物料的临界含水量为（C）。A.不变 B.减少 C.增大 D.不一定7已知物料的临界含水量为0.18（干基，下同），现将该物料从初始含水量0.45干燥至0.12，则干燥终了时物料表面积温度为为（A）。A.tw B.=tw C.=td D.=t8利用空气作介质干燥热敏性物料，且干燥处于降速阶段，欲缩短干燥时间，则可采取的最有效措施是（B）。A.提高干燥介质的温度 B.增大干燥面积、减小薄物料厚度C