郑州轻工业学院化工原理下册试题Word文档格式.docx

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(7)x11a02003

已知湿空气的下列哪两个参数,利用H—I图可以查得其他未知参数?

⎽⎽⎽⎽⎽⎽

(A)(t,tw)(B)(td,H)(C)(P,H)(D)(I,tw)

(8)x11b02020

在某常压连续干燥器中采用废气循环操作,即由干燥器出来的一部分废气(tB,HB)和新鲜空气(t0,H0)相混合,混合气(tM,HM)经预热器加热到tN、HN状态后送入干燥器进行等焓干燥过程。

已知水分蒸发量为W,则根据对整个干燥系统的物料衡算可得绝干空气量L为______。

(A)L=W/(HB-HN);

(B)L=W/(HB-HM);

(C)L=W/(HB-H0);

(D)L=W/(HM–H0)。

(9)x12a02001

在B-S部分互溶物系中加入溶质A组分,将使B-S互溶度__________。

恰当降低操作温度,B-S互溶度__________。

(1)增大,

(2)减小,(3)不变,(4)不确定

(10)x12b02004

一般情况下,原溶剂B组分的分配系数kB值________。

(1)大于1;

(2)小于1;

(3)等于1;

(4)难以判断,都有可能。

[二]填空题

(1)t08a02070

对一定操作条件下的填料吸收塔,如将塔料层增高一些,则塔的HOG将_____,NOG将_____(增加,减少,不变)。

(2)t08b03013

①解吸时溶质由_____向_____传递;

②溶解度很大的气体,属于______控制;

③在逆流操作的填料塔中,当吸收因数A<1时,若填料层高H=∞,则气液两相将于

塔____达到平衡。

(3)t09a02081

简单蒸馏过程中,釜内易挥发组分浓度逐渐________,其沸点则逐渐_________。

(4)t09a03068

溶液的相对挥发度α的表达式为__________。

α>

1表示组分A和B_______

_______,α=1则表示组分A和B__________________________________。

(5)t10a03008

填料塔是连续接触式气液传质设备,塔内____为分散相,____为连续相,为保证操作过程中两相的良好接触,故填料吸收塔顶部要有良好的_________装置。

(6)t10a03009

任写出浮阀塔三种不正常操作情况:

(1)___________________(2)_________________(3)_______________。

(7)t11b03019

对于为水蒸气所饱和的空气,其干球温度t、湿球温度tw、绝热饱和温度tas及露点温度td间的大小关系是:

ttwtastd。

(8)t12a01001

萃取过程是指______________________________________________________的过程。

[三]计算题j08b20024

用填料塔从一混合气体中吸收苯。

进塔混合气体含苯5%(体积百分数),其余为惰性气体。

回收率为95%。

操作压强为104kPa,温度为25℃,进塔的混合气体量为1000m3/h。

吸收剂为不含苯的煤油,煤油的耗用量为最小用量的1.5倍,气液逆流流动。

已知该系统的平衡关系为Y=0.14X(式中Y、X均为摩尔比),气相总体积传质系数KYa=125kmol/(m3⋅h),煤油的平均分子量为170,塔径为0.6m。

试求:

(1)煤油的耗用量,kg/h;

(2)煤油的出塔浓度x1(摩尔分率);

(3)填料层高度;

(4)欲提高回收率,可采用那些措施?

(简单说明理由)

[四]计算题j09b20101

在常压连续精馏塔内分离苯和甲苯混合液,混合液的流量为1000kmol/h,其中含苯40%,要求塔顶馏出液中含苯90%,塔釜残液中含苯2%(均为摩尔分率)。

泡点进料,塔顶冷凝器为全凝器,塔釜间接蒸汽加热,取回流比为最小回流比的1.5倍。

全塔平均相对挥发度为2.5。

(1)塔顶与塔底产品量D、W;

(2)回流比R;

(3)精馏段操作线方程;

(4)从上往下数的塔内第二块理论板上升气体组成;

(5)若在塔操作中,将进料状态改为饱和蒸汽进料,而保持F、R、D、xF不变,此时能否完成分离任务?

简单分析为什么?

[五]计算题j11a10084

在一干燥器中干燥某湿物料,每小时处理湿物料1000kg,经干燥后物料的含水量由40%减至5%(均为湿基),干燥介质为373K的热空气,其中所含水汽的分压为1.0kN/m2,空气在313K及相对湿度70%下离开干燥器,试求:

(1)水分蒸发量;

(2)所需要的新鲜空气量。

水在313K时的饱和蒸汽压可取为7.4kN/m2,湿空气的总压为101.3kN/m2。

[六]计算题j12b10009

采用纯溶剂进行单级萃取。

已知料液组成xF=0.3(质量分率,下同),选择性系数为6,在萃余相中

,kA<

1。

(1)萃取液量与萃余液量的比值;

(2)溶剂比S/F是最小溶剂比(S/F)min多少倍?

(用线段表示)

化工原理(下)试题二十一(答案)

(1)x08a02086(题分:

2)

ba

(2)x08b02029(题分:

(B)理由:

(3)x09a02069(题分:

A

(4)x09b02085(题分:

(1)

理由:

真空度减小,

,相平衡曲线靠近对角线。

每块理论塔板的分离能力减小,故塔顶分离程度下降,即xD变小,塔底的分离程度也下降,即xW变大。

(5)x10b02022(题分:

(4)

(6)x10b02101(题分:

(2)

(7)x11a02003(题分:

(A)

(8)x11b02020(题分:

C

(9)x12a02001(题分:

(1)

(2)

(10)x12b02004(题分:

(1)t08a02070(题分:

不变;

增加(1分)

(2)t08b03013(题分:

3)

①液相气相②气膜③塔底

(3)t09a02081(题分:

降低,升高

(4)t09a03068(题分:

,可以分离,不能用普通精馏方法加以分离。

(5)t10a03008(题分:

液体气体液体分布

(6)t10a03009(题分:

严重漏液、严重气泡夹带、降液管液泛、严重雾沫夹带、液相不足。

(7)t11b03019(题分:

=、=、=

(8)t12a01001(题分:

1)

在混合液中加入溶剂使溶质由原溶液转移到溶剂

[三]计算题j08b20024(题分:

20)

(1)

(2)

(3)

(4)欲提高回收率,可增大液相流率、增大塔高、提高操作压力等。

增大液相流率,可增大液相侧湍动程度、降低总传质阻力,从而提高传质速率和回收率。

增大塔高,可使气液传质面积增大,增大传质量,从而提高回收率。

提高操作压力,可使相平衡常数变小,从而增大传质推动力,提高传质速率和回收率。

[四]计算题j09b20101(题分:

解之得:

D=431.82kmol/h

W=568.18kmol/h

(2)泡点进料,

(3)精馏段操作线方程:

(4)F、R、D不变,而进料状态由饱和液体改为饱和蒸汽时,q↓,故

随q↓而↓,

,提馏段塔板分离能力↓,xW必↑,又由全塔物料衡算可知,xD↓。

可见不能完成分离任务。

[五]计算题j11a10084(题分:

10)

1.求W

W=Gc(x1-x2)

G1=1000kg/h=0.278kg/s

∴Gc=0.278(1-0.4)=0.167kg/s

x1=w1/(1-w1)=0.40/(1-0.40)=0.667kg/kg绝干料

x2=w2/(1-w2)=0.05/(1-0.05)=0.053kg/kg绝干料

∴W=Gc(x1-x2)=0.167(0.667-0.053)=0.1025kg/s

2.求H1

H1=0.622p/(P-p)=0.622×

1.0/(101.3-1.0)=0.0062kg/kg干空气

3.求H2

H2=0.622ψp/(P-ψp)=0.622×

0.7×

7.4/(101.3-0.7×

7.4)=0.0335kg/kg干空气

4.求L

L=W/(H2-H1)=0.1025/(0.0335-0.0062)=3.76kg干空气/s

进口的湿空气量=L(1+H1)=3.76(1+0.0062)=3.783kg/s

[六]计算题j12b10009(题分:

(2)如图所示,连SE0、SR0交溶解度曲线于E、R点,连R、E交FS于点M,又FS与溶解度曲线左交点为M'

化工原理(下)试题二十二

16

4

(1)x08a02023

只要组分在气相中的分压__________液相中该组分的平衡分压,吸收就会继续进行,直至达到一个新的平衡为止。

(A)大于(B)小于(C)等于(D)不等于

(2)x08a03091选择题:

(请按a.增加、b.减少、c.不变,填入括号内)

在常压下用水逆流吸空气中的CO2,若将用水量增加,则出口气体中的CO2含量将(),气相总传质系数Ky将(),出塔液体中CO2浓度将()。

(3)x09a02001

二元溶液连续精馏计算中,进料热状态的变化将引起以下线的变化______________。

(A)平衡线;

(B)操作线与q线;

(C)平衡线与操作线;

(D)平衡线与q线。

(4)x09b02070

连续稳定进料操作的精馏塔,其提馏段液汽比总是大于1和精馏段液汽比总是小于1。

___

(1)对;

(2)错;

(3)不确定

(5)x11a05016

①湿物料的平衡水份一定是()

(A)非结合水份;

(B)自由水份;

(C)结合水份;

(D)临界水份

②空气温度为t0,湿度为H0,相对湿度为φ0的湿空气,经一间接蒸汽加热的预热器后,空气的温度为t1,湿度为H1,相对湿度为φ1,则有()

(A)H1>

H0;

(B)φ0>

φ1;

(C)H1<

H0;

(D)φ0<

φ1

③在恒定干燥条件下,将含水20%的湿物料进行干燥,开始时干燥速率恒定,当干燥至含水量为5%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0.05%,则物料的临界含水量为()

(A)5%;

(B)20%;

(C)0.05%;

(D)4.55%

④空气的干球温度为t,湿球温度为tw,露点为td,当空气的相对湿度φ=98%时,则()

(A)t=tW=td;

(B)t>

tw>

td;

(C)t<

tW<

td;

(D)t>

tW=td

(6)x12a02003

进行萃取操作时应使________

(1)分配系数大于1;

(2)分配系数小于1;

(3)选择性系数大于1;

(4)选择性系数小于1。

(1)t08a02040

在设计吸收塔时,增加吸收剂用量,将使操作线的斜率__________和吸收过程的推动力(Δym)________。

(2)t08a02905

通常所讨论的吸收操作中,当吸收剂用量趋于最小用量时,_______。

(A)回收率趋向最高(B)吸收推动力趋向最大

(C)操作最为经济(D)填料层高度趋向无穷大。

(3)t09a02096

全回流时,精馏段操作线方程为__________,提馏段操作线方程为________。

(4)t09b03100

精馏操作的依据是__________________________________________________。

实现精馏操作的必要条件包括____________________________________________

和___________________________________________。

(5)t10a05023

板式塔从总体上看汽液两相呈________接触,在板上汽液两相呈________接触。

板式塔不正常操作现象通常有______________________,________________________

和____________________________。

(6)t11a02031

恒定的干燥条件是指空气的_____________、____________、___________以及

______________都不变。

(7)t12a04003

萃取操作依据是___________________________________________。

选择萃取剂的主要原则有____________________________、____________________________

和_________________________________。

[三]判断题

(1)z10a02001

在同样空塔气速和液体流量下,塔板开孔率增加:

(1)其漏液量也增加;

(对,错)

(2)压力降必减少。

(2)z10b02003

只要塔板间距足够高,

(1)就可以消除雾沫夹带;

(2)但不一定避免降液管液泛。

[四]计算题j08b20005

某厂吸收塔填料层高4m,用水吸收尾气中的公害组分A。

在此情况下,测得的浓度如图所示。

已知平衡关系为y=1.5x,求:

(1)气相总传质单元高度;

(2)操作液气比为最小液气比的多少倍;

(3)由于法定排放浓度y2必须≤0.002,所以拟将填料层加高,若液气比不变,问填料层应加高多少;

(4)

画出加高前后,吸收操作线的示意图。

[五]计算题j09b20007

拟设计一常压连续精馏塔以分离某易挥发组分含量为40%(mol%下同)、流量为100kmol/h的料液,要求馏出液组成为92%,回收率为90%,料液为泡点进料,回流比为最小回流比的1.5倍,全塔效率E0为0.7。

操作条件下物系的平衡关系见附图。

试求:

⑴完成分离任务所需的实际塔板数及实际加料板的位置;

⑵若F、xF和E0不变,欲提高此系统易挥发组分的回收率,试定性说明可采用的措施有哪些?

[六]计算题j11a10082

在一连续干燥器中干燥盐类结晶,每小时处理湿物料为1000kg,经干燥物料的含水量由40%减至5%(均为湿基),以热空气为干燥介质,初始湿度H1为0.009kg水/kg绝干气,离开干燥器时湿度H为0.039kg水/kg绝干气,假定干燥过程中无物料损失,试求:

(1)水分蒸发量W(kg水/h);

(2)空气消耗量L(kg绝干气/h);

原湿空气消耗量L(kg原空气/h);

(3)干燥产品量G(kg/h)。

[七]计算题j12b10006

用纯溶剂S进行单级萃取,

=0.15(质量分率,下同),萃取相中A的浓度与萃余相中A的浓度相同,采用溶剂比S/F为1。

(1)选择性系数β;

(2)当溶剂用量为最少时,求萃取液浓度

(设所涉及范围内分配系数

均相同)

化工原理(下)试题二十二(答案)

(1)x08a02023(题分:

(2)x08a03091(题分:

bab

(3)x09a02001(题分:

B

(4)x09b02070(题分:

(5)x11a05016(题分:

5)

CBAB

(6)x12a02003(题分:

(3)

(1)t08a02040(题分:

变大,变大

(2)t08a02905(题分:

(D)

(3)t09a02096(题分:

(4)t09b03100(题分:

混合液中各组分挥发度的差异

由塔板或填料层所构成的若干个接触级、塔顶有液相回流、塔底有上升气流。

(5)t10a05023(题分:

①逆流②错流③过量液沫(雾沫)夹带④溢流液泛(或液泛)⑤严重漏液

(6)t11a02031(题分:

湿度、温度、速度、与物料接触的状况。

(7)t12a04003(题分:

4)

溶液中各组分在溶剂中溶解度有差异。

较强溶解能力、较高选择性、易于回收。

(1)z10a02001(题分:

(1)对;

(2)对

(2)z10b02003(题分:

(1)错;

(2)对

[四]计算题j08b20005(题分:

解:

(1)y1e=1.5×

x1=1.5×

0.008=0.012

Δy1=0.02-0.012=0.008,Δy2=0.004

Δym=(0.008-0.004)ln(0.008/0.004)=0.00577

NOG=(0.02-0.004)/0.00577=2.77

∴HOG=4/2.77=1.44m

(2)L/G=(0.02-0.004)/0.008=2(L/G)min=(0.02-0.004)/(0.02/1.5)=1.2

∴(L/G)/(L/G)min=2/1.2=1.67

(3)x1=(y1-y2)/(L/G)=(0.02-0.002)/2=0.009

y1e=1.5x=0.0135

Δy1=0.0065,Δy2=0.002

Δym=0.00382

NOG=4.71

H=HOG×

NOG=1.44×

4.71=6.80m

∴加高6.80-4=2.8m

(4)如图。

[五]计算题j09b20007(题分:

解:

1.D=ηFxF/xD=0.9×

100×

0.4/0.92=39.13kmol/h;

W=60.9kmol/h

xW=0.1FxF/W=0.1×

0.4/60.9=0.0656

∵q=1∴xe=xF=0.4查图得ye=0.61

Rmin=(xD-ye)/(ye-xe)=(0.92-0.61)/(0.61-0.4)=1.48

R=1.5×

1.48=2.2,yc=xD/(R+1)=0.92/3.2=0.29,

在y-x图中绘图得:

NT=15-1=14块(未包括釜),Ne=14/0.7=20块(不包括釜)

NT精馏=5块;

Ne精馏=5/0.7=7.14,取8块,∴第九块为实际加料板。

2.可用措施:

⑴加大回流比,xD↑,η↑;

⑵改为冷液进料,使进入精馏段气相中易挥发组分含量提高,从而使xD↑η↑;

(3)下移加料点,使精馏段塔板数增加,从而使xD↑η↑。

[六]计算题j11a10082(题分:

(1)水分蒸发量W

x1=w1/(1-w1)=0.40/(1-0.40)=0.667kg水/kg绝干料

x2==w2/(1-w2)=0.05/(1-0.05)=0.053kg水/kg绝干料

Gc=G1(1-w1)=1000(1-0.40)=600kg绝干料/h

∴W=Gc(x1-x2)=600×

(0.667-0.053)=368.4kg水/h

(2)L=W/(H2-H1)=368.4/(0.039-0.009)=12280kg绝干气/h

L’=L(1+H1)=12280(1+0.009)=12390.5kg原空气/h

(3)G2=G1-W=1000-368.4=631.6kg/h

[七]计算题j12b10006(题分:

(1)作图法求解:

连接xF、S两点,因为S/F=1,所以FS中点即为合点M。

,故过M作水平线RE即为连结线,连接SE、SR,并延长至

,由图上可读出

=0.54,

=0.1

(2)设FS线与平衡线左交点为M'

,过M'

作水平线M'

E'

,则M'

即为S用量最少时的连结线。

连结SE'

并延长至AB边上,得

=0.6

化工原理(下)试题二十四

24

(1)x08a04002

①在填料塔中用清水吸收混合气中NH3,当水泵发生故障水量减少时,气相总传质单元数NOG___________(A)增加;

(B)减少;

(C)不变。

②根据双膜理论,当被吸收组分在液体中溶解度很小时,以液相浓度表示的总传质系数___

(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。

③气体吸收计算中表示设备(填料)效能高低的一个量是________,而表示传质任务难易程度的一个量是____________。

(2)x09a0206

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