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文档简介
1、中国石油大学(北京)远程教育学院期末考试 化工原理二学习中心:_姓名:_ _学号:_ _ 一、填空题(36分,每空2分)1. 在1 atm, 0条件下,CO2在空气中的扩散系数为×10-5 m2/s。若保持压力条件不变,温度增加到25,则扩散系数变为 ×10-9 m2/s;若保持温度为0,压力增大到2 atm,则扩散系数变为 ×10-9 m2/s。2. 30下CO2水溶液的亨利系数×105kPa,该温度下CO2分压为15kPa的混合气与含m3的水溶液接触,CO2的传质方向为 吸收 。3. 利用精馏塔分离二元理想混合物,进料量为100 kmol/h,进料摩
2、尔分数为,要求塔顶轻组分的摩尔分数不小于,则塔顶产品量的最大值为 kmol/h。4. 用纯溶剂吸收某二元混合气中的溶质。在操作范围内,体系的相平衡关系满足亨利定律,气液两相逆流操作。当入塔气体的浓度下降时,而其它入塔条件不变,则气体的出塔浓度 上升 ,溶质的吸收率 提高,吸收液的出塔浓度 降低 。5. 当精馏塔进料为汽液混合物且汽液比为32时,进料热状况参数为 。6. 某连续精馏塔中,若精馏段操作线方程的截距为零,则精馏段操作线的斜率等于 1 ,回流比等于 0 。7. 精馏过程设计时,降低操作压力,则相对挥发度 增加 ,塔顶温度 降低 ,塔底温度 降低 。8. 湿度为H0、相对湿度为0、干球温
3、度为t0的湿空气,经过一个间接蒸汽加热的预热器后,空气的湿度为H1、相对湿度为1、干球温度为t1,则H0 H1,0 = 1,t0 t1。9. 在恒定干燥条件下,已知:10%,30%,结合水为15%(均为干基)。今有湿料100kg,含水40%(湿基)与热空气长时间充分接触至平衡,则干燥过程除去非结合水 44 kg,降速阶段除去结合水 12 kg。LV二、简答题(10分)负荷性能图是重要的塔板分析技术,其示意图如下。1. 简单说明各线的意义;答:(1)检验设计点是否理想;(2)用于实际操作,作为实际操作的依据。2. 如操作点为,试分析其操作状态,并给出合理的建议。答:操作点位于操作区的适中位置,可
4、以获得稳定良好的操作效果三、计算题(54分)1.(20分)用板式精馏塔在常压下分离苯甲苯溶液,塔顶为全凝器,塔底间接蒸汽加热,平均相对挥发度为。进料量为150kmol/h,组成为(摩尔分率)的饱和蒸汽。回流比为4。塔顶馏出液中苯的回收率为,塔底残液中甲苯的回收率为。求: 塔顶馏出液及塔底残液的组成; 精馏段及提馏段操作线方程; 回流比与最小回流比的比值; 塔顶第二块板上升的汽相组成。解:(1)D×XD =×F×xFW×(1- XW)=F×(1- xF)×D+W=F=150D×XD+W×XW =F×xF =
5、150×=60W=hD= kmol/hXD =%XW =%(2)精馏段操作方程Y(n+1)=Xn×R/(R+1)+Xn/(R+1)=+提馏段操作线方程为y(n+1),=L,×Xn,/V,- Xw/V,q=0,V,=(R+1)D-F,L,=DRy(n+1),=X n,×R×D/(R+1)D-F-W×XW/(R+1)D-F= X n,(3)q=0,yc=xF=,y=×x/1+(-1)xxc=Rmin=( xn-yc)/(yc-xc)=全回流时y2=xl,y1=xD=Emvl=/(1+ y2)-y2= y2=%(mol%)y2=7
6、8×78×+=%(质量%)2.(18分)某填料吸收塔中用纯溶剂逆流吸收某二元混合气中的组分A,已知填料层高4m,入塔气体的浓度为(摩尔分率,下同),溶剂对A组分的吸收率为80%,出塔液相的组成为,操作条件下的气液相平衡关系为。求: 气相总传质单元数; 操作液气比为最小液气比的多少倍; 若气、液相的量和进口组成保持不变,将该塔串联一个同样的塔,那么气相出口浓度是多少 如果该混合气经吸收后,出塔浓度仍然达不到环保要求,请问可以采取哪些措施提高溶剂对A组分的回收率3.(16分)以空气为干燥介质干燥某种湿物料,原空气的体积流量为1800m3/h,温度为30,湿度为kg。空气先经间壁式加热器预热至100后再进入干燥器;湿物料处理量为400kg/h ,要求从含水率10%干燥至%(均为湿基),若干燥过程可视为等焓过程,试确定: 水分汽化量; 空气离开干燥器时的温度和湿度; 加热器对空气提供的热量。解:(1)G1=400kg/h,GC=400×=360 kg/hX1=10/90=,X2=W=GC(X1-X2)= kg/h(2)已知新鲜空气的流量为1800m3/h,则根据新鲜空气的质量体积VH,可得绝干气的消耗量。VH=(1/29+H/18)××(273+t)/273××105/P=kgL=1800/=2169kg
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