化工原理 考试题型.docx

一 填空题。1对流传质：对流传质通常指运动流体与固体壁面之间，或两个有限互溶的运动流体之间的质量传递，它是相际间传质的基础。2典型的传质设备有板式塔、填料塔。3气体吸收过程的概念与原理：概念：从气体混合物中分离其中一种或几种组分单元操作。吸收基本原理：是利用气体混合物中各组分在某一液体吸收剂中溶解度的不同，从而将其中溶解度最大的组分分离出来。4气体吸收在化工生产中的应用：1制取某种气体的液态产品；2回收混合气体中所需的某种组分；3净化或精制气体；4工业废气的治理。5气体吸收的分类：1物理吸收与化学吸收；2单组分吸收与多组分吸收；3低组成吸收与高组分吸收；4等温吸收与非等温吸收；5常规吸收与膜基吸收。6加压和降温有利于吸收操作，因为加压和降温可提高气体溶质的溶解度。反之，减压和升温则有利于解吸操作。7解吸方法工业上常用的解吸方法包括气提解析、减压解吸、加热解吸及加热-减压联合解吸等，液泛：气速增加很小便会引起压降的剧增现象。开始发生液泛现象时的气速称为泛点气速用uF表示，曲线上的点B称为泛点。8填料的类型：1散装填料（拉西环填料、鲍尔环填料、阶梯环填料、弧鞍填料、矩鞍填料、金属环矩鞍填料、球形填料）2规整填料（格栅填料、波纹填料、脉冲填料）。9填料的几何性能：1比面积；2空隙率；3填料因子。10填料塔的内件包括填料支撑装置、填料压紧装置、液体分布装置、液体收集及再分布装置等。11蒸馏操作方式：1单级蒸馏（平衡蒸馏、简单蒸馏）；2多级蒸馏（精馏、特殊精馏）12塔顶液相回流和塔底上升蒸气流是精馏得以连续稳定操作的必不可少的两个条件，“回流是精馏与普通蒸馏的本质区别。13理论板满足以下条件：离开这种板的气液相组成互成平衡，温度相等；塔板上各处的液相组成均匀一致。14精馏过程的节能：1提高分离因子；2降低向再沸器的供热量；3热泵精馏；4多效精馏；5热能的综合利用；6其他节能措施。15特殊精馏：膜蒸馏、催化精馏、吸附精馏、反应精馏、共沸精馏、萃取精馏、盐效应精馏。16塔板：类型（1泡罩塔板；2筛孔塔板；3浮阀塔板；4喷射型塔板）；结构：（1塔板的结构参数（鼓泡区、溢流区、安定区、无效区）；2塔板的溢流装置）17板式塔的流体力学性能：1塔板上气、液两相的接触状态；2塔板压力降；3液面落差18液-液萃取的概念：在液体混合物中加入一种与其基本不相混溶的液体作为溶剂，利用原料液中各组分在溶剂中溶解度的差异来分离液体混合物。19萃取相：将一定量溶剂和原料液同时加入萃取剂中，搅拌使二者充分混合，之后会分成二层一层以溶剂为主，并溶有较多的溶质，叫萃取相；另一层以原溶剂为主，且含有未被萃取完的溶质，称为萃余相。20萃取设备的主要类型：1混合澄清器；2萃取塔（喷洒塔、填料萃取塔、筛板萃取塔、脉冲萃取塔、往复筛板萃取塔、转盘萃取塔）；3离心萃取器。21萃取剂选用的原则：1和原溶液中的溶剂互不相溶；2对溶质的溶解度要远大于原溶剂；3易于挥发；4萃取剂不能与原溶液的溶质反应。 常见的萃取剂：苯，四氯化碳，酒精，煤油，直馏汽油，己烷，环己烷等。随着科学技术的发展，各种新型萃取分离技术，如双溶剂萃取、超临界萃取及液膜分离技术等相继问世。22萃取剂的选择性及选择性系数为了使两相在萃取器中能较快地分层，要求萃取剂与被分混合物有较大的密度差。23超临界萃取：超临界萃取分离过程的原理是利用超临界流体的溶解能力与其密度的关系，即利用压力和温度对超临界流体溶解能力的影响而进行的。在超临界状态下，将超临界流体与待分离的物质接触，使其有选择性地把极性大小、沸点高低和分子量大小的成分依次萃取出来。24机械除湿：如沉降、过滤、离心分离等利用重力或离心力除湿。吸附除湿:用干燥剂（如无水氯化钙、硅胶等）来吸附湿物料中的水分。加热除湿：通过加热使湿物料中的水分汽化而被转移的方法。25干燥介质既是载热体又是载湿体，干燥过程是热、质同时传递的过程，传热的方向是由气相到固相，热空气与湿物料的温差是传热的推动力；传质的方向是由固相到气相，传质的推动力是物料表面的水汽分压与热空气中水汽分压之差。干燥操作的必要条件是物料表面的水汽分压必须大于干燥介质中的水汽分压，两者差别越大，干燥操作进行的越快。26湿球温度：水分温度会不断下降，直至空气传给水分的显热恰好等于水分汽化所需的潜热时，达到一个稳定或平衡的状态，湿球温度计上的温度不在变化，此时的温度称为该湿空气的湿球温度，用tW表示。27平衡水分及自由水分：若将某物料与恒温恒湿的空气接触，物料中的水分将不断被空气吸收，同时物料也吸收湿空气中的水分，直到物料表面所产生的水蒸气压与空气中的水气分压相等为止，此时物料中的水分与空气中的水分处于动平衡状态，即物料中的水分将不因与空气接触时间的延长而发生变化，这时物料中的水分称为该空气状态下的平衡水分。28结合水分与非结合水分：非结合水指物料与水分所形成的混合物中的水分，与上述的空隙水分一样，是残留在物料组织结构的小容积骨架中或细小颗粒之间的水分。排除这种水分只需克服流体流经物料骨架的流体阻力即可。非结合水是化学结合水、物理化学结合水、物理机械结合水中排除水分所需能量级别最低的水分。常用离心、过滤或加热干燥等方法排除物料中的非结合水。结合水与非结合水的基本区别是其表现的平衡蒸汽压不同。非结合水的性质与纯水相同，其表现的平衡蒸汽压即为同温度下纯水的饱和蒸汽压。结合水则不同，因化学和物理化学力的存在，所表现的蒸汽压低于同温度下的纯水的饱和蒸汽压。29干燥器的主要类型：厢式干燥器、转筒干燥器、气流干燥器、流化床干燥器、喷雾干燥器、真空冷冻干燥器。30干燥器选型时应考虑的因素：1被干燥物料的性质、2对干燥产品的要求。3处理量的大小、4物理干燥速率曲线与临界含水量、5回收问题、6干燥热源及能耗、7干燥器的占地面积、排放物及噪声是否环保。二 简答题1平衡分离与速率分离各有那些主要类型，他们的区别是什么？2双模模型、溶质渗透模型和表面更新模型的要点？3填料塔的流体力学性能包括那些方面，对填料塔的传质过程有何影响？4如何抑制板式塔中异常操作现象的发生？5评价塔板性能的指标有哪些方面？开发新塔板应考虑哪些问题？6如何提高板式塔传质速率和塔板效率？7对于一种液体混合物根据那些因素决定采用蒸馏还是萃取方法进行分离？8试分析恒速干燥阶段与降速干燥阶段中的干燥机理及影响干燥速率的因素。9什么是膜分离？常用的膜分离有哪几种？10简述渗析、反渗析、超滤和气体膜分离的基本原理。11什么是吸附现象？吸附分离的基本原理是什么？12工业上常用吸附剂有哪几种？各有什么特点？三 计算题1原料液流量为50 kmol/h， 94 y = 0.75x+0.238；q线方程为y = 2-3x。解：（1）操作回流比及馏出液组成 由题给条件，得及 解得 R = 3，xD = 0.952（2）进料热状况参数及原料液组成 由于及 解得 q = 0.75（气液混合进料），xF = 0.5（3）两操作线交点的坐标值xq及yq 联立操作线及q线两方程，即 解得 xq = 0.4699及yq = 0.5903（4）提馏段操作线方程 其一般表达式为 式中有关参数计算如下： kmol/h = 25.32 kmol/hkmol/h =111.54 kmol/hkmol/h = 86.22 kmol/h则 9在板式精馏塔中分离相对挥发度为2的两组分溶液，泡点进料。馏出液组成为0.95（易挥发组分的摩尔分数，下同），釜残液组成为0.05，原料液组成为0.6。已测得从塔釜上升的蒸气量为93 kmol/h，从塔