化工原理下册复习题.docx

化工原理下册复习题.docx

《化工原理下册复习题.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化工原理下册复习题.docx（11页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

化工原理下册复习题

《化工原理》章节复习题

第五章吸收

一、填空及选择

1.吸收操作的依据是（），以达到分离气体混合物的目的。

2.对低浓度的气液平衡系统，当温度增加时，其溶解度系数H将（）；而当系统液相总浓度增加时，其平衡常数m将（）；当总压降低时，亨利系数E将（），平衡常数m将（），溶解度系数H将（）。

3.亨利定律表达式P*=Ex，若某气体在水中的亨利系数E很小，说明该气体为（）气体。

4.含低浓度溶质的气液平衡系统中，溶质在气相中的摩尔组成与其在液相中的摩尔组成的差值（）。

A、负值；B、正值；C、零；D、不确定

5.吸收操作的作用是分离（）。

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

6.只要组分在气相中心的分压（）液相中该组分的平衡分压，吸收就会继续进行，直到达到一个新的平衡位置。

A、大于；B、小于；C、等于；D、不等于

7.对低浓度溶质的气液平衡系统A、B，在同样条件下，A系统中的溶质溶解度较B系统中的溶质溶解度高，则A系统的溶解度系数HA（）HB,相平衡常数mA（）mB

A、大于；B、等于；C、小于；D、不确定

8、在吸收过程中，KY和kY是以（）和（）为推动力的吸收系数。

9、在填料塔中用清水吸收混合气中的NH3，当水泵发生故障，水量减少时，吸收率（）

A．增加；B.减少；C.不变；D.无法判断；

10、含低浓度难溶气体的混合气体，在逆流填料吸收塔内进行吸收操作，传质阻力主要存在于（）中；若增大液相湍流程度，则总吸收系数KX值将（　）。

11、一般而言，两组分A、B的等摩尔相互扩散体现在（）单元操作中；而组分A在B中的单相扩散体现在（）单元操作中。

12、双膜理论是将整个相际传质过程简化为（）

13、水吸收氨-空气混合气中的氨，它是属于（）控制的吸收过程。

14、实验室用水吸收NH3的过程基本上属于（A.气膜控制；B.液膜控制；C.双膜控制）过程；其中气相中的浓度梯度液相中的浓度梯度（均已换算为相应的液相组成；A.>；B.<；C.＝）；气膜阻力液膜阻力（A.>；B.<；C.＝）。

15、在吸收操作中，若提高吸收剂的用量，当系统为气膜控制时，Ky值如何变化？

；当系统为液膜控制时，Ky值如何变化？

；

16、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、X*-X；B、X-X*；C、Xi-X；D、X-Xi

17、实验室用水吸收NH3的过程基本上属于（A.气膜控制；B.液膜控制；C.双膜控制）过程；其中气相中的浓度梯度液相中的浓度梯度（均已换算为相应的液相组成；A.>；B.<；C.＝）；气膜阻力液膜阻力（A.>；B.<；C.＝）。

18、在吸收操作中，吸收塔某一截面上的总推动力（以气相组成表示）为（　　）

19、在气体流量、气相进出口组成和液相进口组成不变时，若减小吸收剂用量，则传质推动力将（），操作线将（）平衡线。

20、由于吸收过程气相中的溶质分压总是（　　　　　　）液相中溶质的平衡分压，所以吸收操作线总是在平衡线的（　　　　）。

21、吸收因数A可表示为（），它在Y-X图上的几何意义是（）。

22、若S1、S2、S3分别为难溶、中等溶解度、易溶气体在吸收过程中的脱吸因数，吸收过程中操作条件相同，则应有S1（）S2（）S3。

（>,=,<）

23、当吸收剂的用量为最小时，则所需填料层高度将为（）。

24、对一定操作条件下的填料吸收塔，如将填料层增高一些，则该塔的HOG将（），NOG将（）。

25、在逆流吸收塔中用纯溶剂吸收混合气中的溶质。

在操作范围内，平衡关系符合亨利定律。

若入塔气体浓度y1上升，而其它入塔条件不变，则出塔气体浓度y2和吸收液的浓度X1的变化为。

A.y2上升，X1下降B.y2下降，X1不变

C.y2上升，X1上升D.y2上升，X1变化不确定。

26、在逆流吸收塔中用纯溶剂吸收混合气中的溶质，其液气比L/V为2.85，平衡关系可表示为Y=1.5X（X、Y为摩尔比），溶质的回收率为95%，则液气比与最小液气比之比值为（）。

A.3；B.2；C.1.8；D.1.5

27、有效膜理论的要点是：

（1）（）

（2）（）

28、气体吸收计算中，传质单元高度是表示（）的一个参量，而传质单元数是表示（）的参量。

二.计算题及简答题

1.用清水逆流吸收混合气体中的CO2，已知混合气体的流量为300标准m3/h，进塔气体中CO2含量为0.06（摩尔分数），操作液气比为最小液气比的1.6倍，传质单元高度为0.8m。

操作条件下物系的平衡关系为Y＊＝1200X。

要求CO2吸收率为95％，试求：

（1）吸收液组成及吸收剂流量；

（2）写出操作线方程；

（3）填料层高度。

2.在填料层高度为4m的常压逆流吸收塔内，用清水吸收空气中的氨。

已知入塔混合气体中含氨为5%（体积分率，下同），吸收剂进口浓度为0.001,实际液气比为0.98，此时出口气体中含氨为0.5%。

操作条件下气液平衡关系为Y*=mX（X、Y摩尔比浓度）。

且测得与含氨1.77%的混合气体充分接触后的水中氨的浓度为18.89/1000g水。

（1）求该填料塔的气相总传质单元高度

（2）现水温上升，其他操作条件不变，试分析气、液相出塔浓度如何变化？

3.在逆流填料吸收塔中，用清水吸收含NH35%（体积）的空气—氨混合气中的氨。

已知混合气流量为2826Nm3/h，气体空塔气速为1m/s（标准状况），平衡关系为Y=1.2X（摩尔比），以摩尔比为推动力计算的气相体积总传质系数KYa为180kmol/m3•h，吸收剂用量为最小用量的1.4倍，要求吸收率为98%。

试求：

⑴液相的出口浓度X1（摩尔比）；

⑵气相总传质单元高度HOG和气相总传质单元数NOG；

⑶若吸收剂改为含NH30.0015（摩尔比）的水溶液，问能否达到吸收率98%的要求？

第六章蒸馏

一、填空及选择

1.在精馏操作中，若降低操作压强，则溶液的相对挥发度（），塔顶温度（），塔釜温度（），从平衡的角度分析对该分离过程（）。

2.某二元混合物，其中A为易挥发组分，液相组成为xA=0.4，相应的泡点温度为t1，气相组成xA=0.4，相应的露点温度为t2，则t1t2。

（>、<、=）

3.两理想溶液的相对挥发度是指溶液中的（）的挥发度对（）的挥发度的比值，根据α的大小，可用来（），α=1表示（）。

4.气液两相成平衡时，气液两相温度（），液相组成（）气相组成。

5.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=（），xn=（），yn+1=（），xn+1=（）。

6.精馏塔精馏段内相邻两理论板，离开上板气相的温度为t1，液相温度为t2；离开下板气相温度为t3，液相温度为t4，试按从大到小顺序为（）。

7.精馏塔塔顶温度总是低于塔底温度，原因是

（1）（）；

（2）（）。

8.气液两相组成相同时，则气相露点温度（）液相泡点温度。

9.某精馏塔的精馏段操作线方程为y=0.72x+0.275，则该塔的操作回流比为（），馏出液组成为（）。

10.精馏塔的操作线为直线，其原因是（）

A、理论板假定；B、理想物系；C、塔顶泡点回流；D、恒摩尔流假定

11.所谓理论板是指该板的气液两相（），且塔板上（）。

12.精馏塔有（）进料热状态，其中（）进料q值最大，进料温度tF（）泡点

13.对于饱和蒸汽进料，则Ｌ’（）L，V’（）V。

14.操作中的精馏塔，若保持F、xF、q、R不变，减小W，则L/V（），L’（）。

15.用某精馏塔分离两组分溶液，规定产品组成xD、xW。

当进料组成为xF1时，相应的回流比为R1；当进料组成为xF2时，相应的回流比为R2。

若xF1〈xF2，进料热状况不变，则R1（）R2。

16.精馏塔的操作中，若F、xF、q、D、加料板位置、V不变,而使操作压力增加，则xD（），xW（）。

17.操作中的精馏塔，若保持F、q、xD、xW、V’不变，减小xF，则（）.

A、D↑,R↓;B、D不变,R↑;C、D↓R↑;D、D↓R不变

18.精馏塔的操作中，若F、xF、q、D保持不变，增加回流比，则xD（），xW（），V（）,L/V（）。

19.某连续精馏塔，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（），操作线方程（　　）。

20.某两组份物系，相对挥发度α=3，在全回流条件下进行精馏操作，对第n、n+1两层理论板（从塔顶往下计），若已知yn=0.4，则yn+1=（）。

全回流操作通常适用于（）或（）。

21.在某精馏塔中，分离物系相对挥发度α=2.5的两组份溶液，操作回流比条件为3，若测得第2、3层塔板（从塔顶往下计）的液相组成x2=0.45，x3=0.4，馏出液组成xD=0.96，则第3层塔板的气相默弗里效率EMV3=（）.

22.若F、xF、q、xD、xW、R、D一定，而将饱和液体回流改为冷液回流，则冷凝器的负荷则（），再沸器的负荷则（）

23.在精馏塔的塔顶采用分凝器和全凝器。

塔顶上升蒸汽（组成为y1，易挥发组分的摩尔分数，下同）进入分凝器，在分凝器中部分冷凝，凝液（组成xL）于饱和温度下作为回流返回塔内，未冷凝的蒸汽（组成为yD）送入全凝器中全部冷凝。

凝液（组成xD）作为塔顶产品。

则y1与xL间满足（）关系，yD与xL间满足（）关系，yD与xD间满足（）关系。

A、平衡B、操作C、相等D、不确定

24.现设计一连续精馏塔，现保持塔顶组成和轻组分回收率不变，若采用较大的回流比，则理论塔板数将（），而加热蒸汽的消耗量将（）；若进料中组成变轻，则进料位置应（）使xD和轻组分的回收率不变；若将进料物料焓增大，则理论板数将（），塔底再沸器热负荷将（）.

25.雾沫夹带是指（）的现象。

正常操作的板式塔，雾沫夹带量应控制为（）kg液/kg干气。

影响雾沫夹带的主要因素是（）。

26.两组份的相对挥发度越小，则表示分离该物系越（）。

（难、易、不变）二元溶液连续精馏计算中，进料热状态的变化将引起平衡线、操作线与ｑ线中哪几条线的变化？

（）和（）。

二.计算题及简答题

1.操作中的精馏塔，将加料口由原来的最佳位置进料向下移动几块塔板，其余操作条件不变（包括F、xF、q、D、R），此时塔顶产品浓度xD、塔底产品浓度xw将如何变化？

2.如图为一塔板的负荷性能图，OP为操作线，P为操作点。

请指出：

（1）图中各条线的名称。

（2）在指定的回流比下，塔的操作上下限各有什么因素决定？

操作弹性？

（3）如果设计的操作点位于图中的P点，试说明产生这种情况的原因及改进此设计的方法

3.在一连续常压精馏塔中分离某混合液，要求xD=0.94，xW=0.04。

已知此塔进料q线方程为y=6x-1.5，采用回流比为最小回流比的1.2倍，混合液在本题条件下的相对挥发度为2。

求：

⑴精馏段操作线方程；

⑵若塔底产品量W=150kmol/h，求进料量F和塔顶产品量D；

⑶提馏段操作线方程。

4.在一两组分连续精馏塔中，进入精馏段中某层理论板n的气相组成yn+1为0.75，从该板流出的液相组成xn为0.65（均为摩尔分数），塔内气液比V/L=2，物系的相对挥发度α为2.5。

试求：

（1）从该板上升的蒸汽组成yn；

（2）流入该板的液相组成xn-1；

（3）回流比R.

5.在连续精馏塔中分离两组分理想溶液，原料液流量为100kmol/h、组成为0.3（摩尔分数），其精馏段操作线和提馏段操作线方程分别为：

试求：

（1）塔顶馏出液流量和精馏段下降液体流量；

（2）进料热状况参数q

6.在常压连续提馏塔中，分离两组分理想溶液，该物系平均相对挥发度为2.0。

原料液流量为100kmol/h，进料热状况参数为0.8，馏出液流量为60kmol/h，釜残液组成为0.01（易挥发组分摩尔分率），试求：

（1）操作线方程

（2）由塔内最下一层理论板下降的液相组成x’N。

7.在一具有N块理论板的精馏塔中分离苯-甲苯混合液。

进料量F=100kmol/h，进料中苯的摩尔分率为0.45，泡点进料，加料板为第四块理论板（从上往下数），塔釜上升蒸汽量为140kmol/h，，回流比为2.11。

已测得塔顶馏出液中苯的摩尔分率为0.901。

试求：

（1）精馏段、提馏段的操作线方程；

（2）离开第1—4块理论板的苯的液相组成；

（3）此时加料位置是否合适？

（4）若位置进料向下移动一块理论板，其余操作条件不变，则塔顶产品浓度xD将如何变化？

（已知苯-甲苯体系的相对挥发度为2.47。

）

8.在一连续精馏塔内分离某两组分理想溶液。

已知进料组成为0.5（摩尔分数，下同），釜残液组成为0.05；塔顶采用全凝器，操作回流比为最小回流比的1.777倍；操作条件下物系的平均相对挥发度为2.303；精馏段操作线方程为y=o.72x+0.275。

试求：

（1）塔顶产品的馏出率；

（2）进料热状况参数q。

9.某制药厂用板式精馏塔回收含量为75%（摩尔分数，下同）的废丙酮液媒。

该精馏塔共有实际塔板数28层，塔顶采用全凝器，泡点回流；塔底采用再沸器间接加热。

因在常压下操作，该分离物可视为二元理想物系，其相对挥发度为1.8。

现场测得一组数据为如下：

馏出液中丙酮的含量96%釜残液中丙酮的含量5%，精馏段液相负荷40kmol/h精馏段气相负荷60kmol/h，提馏段液相负荷66kmol/h提馏段气相负荷60kmol/h

试根据以上数据核算：

（1）丙酮的回收率；

（2）操作回流比与最小回流比的比值；（3）该板式塔的理论塔板数。

提示：

吉利兰图中的曲线可用下式表示：

Y=0.5458-0.5914X+0.0027/X其中：

X=（R-Rmin）/（R+1）,Y=（N-Nmin）/（N+2）

10.在一连续常压精馏塔中分离某混合液，要求xD=0.94，xW=0.04。

已知此塔进料q线方程为

y=6x-1.5，采用回流比为最小回流比的1.2倍，混合液在本题条件下的相对挥发度为2。

求：

⑴精馏段操作线方程；

⑵若塔底产品量W=150kmol/h，求进料量F和塔顶产品量D；

⑶提馏段操作线方程。

11.在连续操作的板式精馏塔中分离两组分理想溶液。

在全回流下测得塔中相邻两层塔板下降液相组成分别为0.36和0.25（均为摩尔分率）。

试求其中下一层塔板的单板效率（以气相表示）。

在本题条件下，气液平衡方程为：

12.用一连续精馏塔分离苯—甲苯混合液。

进料为含苯0.4（质量分率，下同）的饱和液体，质量流率为1000kg/h。

要求苯在塔顶产品中轻组分的回收率为98%，塔底产品中含苯不超过0.02。

若塔顶采用全凝器，饱和液体回流，回流比取为最小回流比的1.25倍，塔底采用再沸器。

全塔操作条件下，苯对甲苯的平均相对挥发度为2.46，塔板的液相莫弗里（Murphree）板效率为70%,并假设塔内恒摩尔溢流和恒摩尔汽化成立。

试求：

（1）从塔顶数起第二块板上汽、液相的摩尔流率各为多少？

（2）从塔顶数起第二块实际板上升气相的组成为多少？

13.在连续操作的精馏塔中分离苯—甲苯溶液。

塔釜采用间接蒸汽加热，塔顶为全凝器，泡点回流。

饱和蒸汽进料，其中含苯0.35（摩尔分率，下同），流量为100kmol/h。

塔顶馏出液量为40kmol/h.系统的相对挥发度为2.5,且知精馏段操作线方程为y=0.8x+0.16。

试求：

（1）提馏段操作线方程；

（2）若塔顶第一块板下降的液体中含苯0.70,求该板以气相组成表示的板效率EMV；

14．用一连续精馏塔分离某二元混合物。

进料组成xF=0.5000（轻组分的摩尔分数，下同），进料为饱和液体。

塔顶产品的组成为xD=0.9500，塔顶产品量为D=50kmol/h，要求塔顶产品量中轻组分的回收率为Φ=96%。

塔顶采用一分凝器和一全凝器，分凝器中的饱和液体作回流用。

已知回流液体的组成为x0=0.88，离开第一块塔板向下流动液体组成为x1=0.79，。

塔底采用间接加热方式，塔内皆为理论板。

全塔相对挥发度为常数。

试求：

（1）进料量F、塔底产品量W和塔底产品组成xW各为多少？

（2）操作回流比是最小回流比的多少倍?

（3）精馏段和提馏段的气相流量各是多少？

第七章固体干燥

一、填空及选择

1、干燥过程是（）相结合的过程。

2、在实际的干燥操作中，常用（）来测量空气的温度。

3、测量空气中水汽分压的实验方法是测量（）。

4、不饱和空气的中水蒸气分压越高，其湿度越（）。

5、在一定湿度下，不饱和空气的温度越低，其相对湿度越（）。

6、在测量湿球温度时，空气速度需大于5m/s，这是为了（）。

7、当湿空气的总压一定时，相对湿度φ与（）及（）有关。

8、空气的绝热饱和温度tas与湿球温度tw具有本质区别：

tas是（）的温度，而tw是（）的温度，但空气—水系统两温度是相等的，是因为（）；

9、湿空气的干球温度、湿球温度、露点在（）情况下相等。

10、对为水蒸气所饱和的空气，则干球温度t、湿球温度tw、绝热饱和温度tas、露点温度td间的关系是ttwtastd

11、在101.3kPa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，则该空气的下列状态参数变化趋势是：

湿度H（），相对湿度φ（），湿球温度tw（），露点td（）。

12、在101.3kPa的总压下，将饱和空气的温度从t1降至t2，则该空气的下列状态参数变化趋势是：

相对湿度φ（），湿度H（），湿球温度tw（），露点td（）

13、对湿度一定的空气，以下各参数中（）与空气的温度无关。

A.相对湿度B.湿球温度C.露点温度D.绝热饱和温度

14、空气的饱和湿度Hs是湿空气的如下参数的函数（）。

A.总压及干球温度B.总压及湿球温度C.总压及露点D.湿球温度及焓

15、当湿度和温度相同时，相对湿度与总压的关系（）。

A.成正比B.成反比C.无关D.不一定，还与其他因素有关

16、对于一定干球温度的空气，当其相对湿度愈低时，其湿球温度（）。

A.愈高B.愈低C.不变D.不一定，还与其他因素有关

17、已知湿空气的如下两个参数，便可确定其他参数（）。

A.H、PvB.H、tdC.H、tD.I、tas

18、当空气的相对湿度φ=60%时，则其干球温度t、湿球温度tw、绝热饱和温度tas、露点温度td间的关系是之间的关系为：

（）

A.t=tw=tas=tdB.t>tw=tas>tdC.ttw=tas=td

19、湿空气在预热的过程中不变化的参数是（）。

A、焓；B、相对湿度；C、露点温度；D、湿球温度

20、理想干燥器是指（），干燥介质进入和离开干燥器的焓值（）。

21、恒定的干燥条件是指空气的（）、（）、（）均不变的干燥过程。

222、在一定的温度和总压强下，以湿空气作干燥介质，当所用空气的相对湿度较大时，则湿物料的平衡水分相应（），其自由水分相应（）。

23、恒速干燥阶段又称（）控制阶段，影响该阶段的干燥速率的主要因素是（　　）；降速干燥阶段又称（）控制阶段，影响该阶段的干燥速率的主要因素是（　　　　　　　　）。

2４、在恒速干燥阶段，湿物料表面的温度近似等于（　　　）。

25、物料的平衡水分一定是（）水分。

26、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φ之间的平衡关系为:

当φ=100%时，平衡含水量X*=0.16kg/kg干料；当φ=40%时，平衡含水量X*=0.4kg/kg干料。

已知该物料的初始含水量X1=0.23kg/kg干料，现让该物料在40℃下与φ=40%的空气充分接触，则非结合水含量为（）kg/kg干料，自由水含量为（）kg/kg干料。

27等速干燥阶段，在给定的空气干燥条件下，对于干燥速率的正确判断是（）。

A、干燥速率随物料种类、质量不同而有差异；B、干燥速率随质量不同而有变化，与物料种类无关；

C、对于不同质量、种类的物料，干燥速率实质是相同的。

D、以上都不对

28、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温度θ为（）。

A.θ>tw;B.θ=tw;C.θ>td;D.θ>t

29、在恒定干燥条件下，测得湿物料的干燥速率曲线如附图所示。

气恒速阶段的干燥速率为（）kg水/（m2.h）,临界含水量为（）kg/kg干料，平衡含水量为（）kg/kg干料。

二、计算题

1.对常压下温度为30℃、湿度为0.01kg水汽/kg干气的空气，试求：

（1）空气的相对湿度及饱和湿度；

（2）若保持温度不变，加入绝干空气使总压上升为303.9kPa（绝对），该空气的相对湿度及饱和湿度有何变化？

（3）若保持温度不变，将常压空气压缩至303.9kPa（绝对），则在压缩过程中每千克干空气析出多少水？

已知30℃时水的饱和蒸汽压为4242Pa。

2.常压下拟用温度为20℃、湿度为0.008kg水/kg干气的空气干燥某种湿物料。

空气在预热器中被加热到90℃后送入干燥室，离开时的湿度为0.022kg水/kg干气。

现要求每小时将1200kg的湿物料由含水率3%（湿基）干燥至0.2%（湿基）。

干燥过程为等焓过程。

试求：

（1）绝干空气用量，kg/h；湿空气用量，kg/h。

（2）预热器的加热量QP，kW；

（3）热效率。

（4）空气的出口温度t2

3.在逆流绝热干燥装置中用空气将湿物料中所含水分由0.18降低至0.005。

湿空气进入预热器前的温度为25℃，湿度为0.00755kg/kg干气，进入干燥器的焓为125kJ/kg干气，离开干燥器的温度为50℃。

试求：

（1）空气经预热后的温度t1;

（2）新鲜空气的消耗量；（3）若加热装置的总热量为900kW,则干燥产品量为多少kg/h?

4.采用如图所示的带有废气循环系统的干燥流程干燥某种物料。

温度25℃、湿度为0.01kg/kg干气的新鲜空气与温度为50℃,湿度为0.04kg/kg干气的废气混合后进入预热器。

若新鲜空气中的绝干空气量与废气中绝干空气量的质量比为1：

2，假若为绝热干燥过程，预热器的热损失忽略不计，系统的操作压强为101.3kPa。

试求：

（1）在H－Ｉ图上示意画出空气在整个干燥过程中的状态变化；

（2）空气进入预热器的湿度Hm及焓Im,空气进入干燥器的温度t1;

5．在常压绝热干燥器内干燥某物料。

每小时将500kg的湿物料从最初含水量为20%降至2%（均为湿基），t0=20℃,H0=0.01kg水/kg绝干气的空气经预热器升温至100℃后进入干燥器，废气温度为60℃。

试求：

（1）完成上述干燥任务的所需的新鲜空气量；

（2）空气经预热获得的热量；

（３）在恒定干燥条件下测得该物料的干燥速率曲线如图所示。

已知恒速干燥阶段所用时间为１ｈ，计算降速段所需时间。