化工原理下册复习题.docx

1、化工原理下册复习题六、蒸馏习题： 蒸馏是分离 的一种方法，其分离依据是混合物中各组分的 ，分离的条件是 。答案： 均相液体混合物 挥发性差异 造成气液两相系统习题： 在t-x-y图中的气液共存区内，气液两相温度 ，但气相组成 液相组成，而两相的量可根据 来确定。答案： 相等 大于 杠杆规则习题： 当气液两相组成相同时，则气相露点温度 液相泡点温度。答案： 大于 （每空1分）习题： 双组分溶液的相对挥发度是溶液中 的挥发度对的挥发度之比，若=1表示 。物系的值愈大，在x-y图中的平衡曲线愈 对角线。答案： 易挥发组分 难挥发组分 不能用普通蒸馏方法分离 远离习题： 工业生产中在精馏塔内将 过程和

2、过程有机结合起来而实现操作的。而 是精馏与普通精馏的本质区别。答案： 多次部分气化 多次部分冷凝 回流习题： 精馏塔的作用是 。答案： 提供气液接触进行传热和传质的场所。习题： 在连续精馏塔内，加料板以上的塔段称为 ，其作用是 ；加料板以下的塔段（包括加料板）称为 ，其作用是 。答案： 精馏段 提浓上升蒸汽中易挥发组分 提馏段 提浓下降液体中难挥发组分习题： 离开理论板时，气液两相达到 状态，即两相 相等， 互成平衡。答案： 平衡 温度 组成习题： 精馏塔的塔顶温度总是低于塔底温度，其原因有（1） 和（2） 。答案： 塔顶易挥发组分含量高 塔底压力高于塔顶 （每空2分，共4分）习题： 精馏过程

3、回流比R的定义式为 ；对于一定的分离任务来说，当R= 时，所需理论板数为最少，此种操作称为 ；而R= 时，所需理论板数为。答案： R= 全回流 Rmin习题： 精馏塔有 进料热状况，其中以 进料q值最大，进料温度 泡点温度。答案： 五种 冷液体 小于习题： 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 ，操作线方程为 。答案： 零 yn+1=xn习题： 在操作的精馏塔中，第一板及第二板气液两相组成分别为y1,x1及y2,x2；则它们的大小顺序为 最大， 第二， 第三，而最小。答案： y1 y2 x1 x2习题： 对于不同的进料热状况，xq、yq与xF的关系为（

4、1）冷液进料：xq xF ，yq xF ；（2）饱和液体进料：xq xF ，yq xF ；（3）气液混合物进料：xq xF ，yq xF f ；（4）饱和蒸汽进料：xq xF ，yq xF ；（5）过热蒸汽进料：xq xF ，yq xF ；（1） 答案：大于 大于（2） 等于 大于（3） 小于 大于（4） 小于 等于（5） 小于 小于习题：简述在定压下，苯甲苯混和液的txy图中的两条曲线和三个区域的名称。答案：答：图中有两条曲线：下方曲线为tx线，称为饱和液体线或泡点线；上方曲线为ty线，称为饱和蒸气线或露点线。两条曲线将txy图分成三个区域：饱和液体线以下区域称为液相区；饱和蒸气线以上区域称

5、为过热蒸气区；两曲线之间的区域称为气、液共存区。习题：简述精馏原理，实现精馏定态操作的必要条件是什么答案：答：精馏原理：精馏是利用组分挥发度的差异，同时进行多次部分气化和多次部分冷凝的过程。上升蒸气流和液体回流是造成气、液两相以实现精馏定态操作的必要条件。习题：连续精馏流程中主要由哪些设备所组成还有哪些辅助设备答案：答：主要由精馏塔、塔顶冷凝器和塔底再沸器等设备组成。辅助设备有：原料液预热器、产品冷却器、回流液泵等。习题：简述恒摩尔流假定。在精馏计算中有何意义答案：答：恒摩尔流假定是指在精馏塔的精馏段和提馏段内，本段内各板上升蒸气摩尔流量相等，下降液体摩尔流量相等，但两段之间不一定相等。意义是

6、精馏的计算都是以恒摩尔流为前提的，这样可简化精馏计算。习题：写出实际生产中加入精馏塔的原料的五种热状况及它们的q值。答案：答：原料的五种热状况为：（1）冷液进料，q1。（2）饱和液体进料，又称泡点进料，q1。（3）气、液混合物进料，q01。（4）饱和蒸气进料，又称露点进料，q0。（5）过热蒸气进料，qLmin的前提下，若L增大，塔高可降低，设备费较低，但操作费较高。反之，若L减小，则 操作费减低，而设备费增高。故应权衡利弊。要确定适宜的液气比应使以上两种费用之和为最小。根据生产实践经验，一般取LV（）（LV）min或L（）Lmin习题 何谓气相总传质单元高度和气相总传质单元数答案：答：在填料层

7、高度Z的基本计算式Z=，该式右端的数据V(Kya) 是过程条件所决定的数组，具有高度的单位称为气相总传质单元高度，以HOG表示。 式中积分项内的分子与分母具有相同的单位，整个积分值为一个无因次的纯数，称为气相总传质单元数，以NOG表示。习题 用对数平均推动力法来计算传质单元数的应用条件是什么答案：答：在吸收操作所涉及的组成范围内，若平衡线和操作线均为直线时，则可用对数平均推动力法来计算传质单元数。习题 影响溶质吸收率A的因素有哪些吸收塔在操作过程中可调节的因素是什么答案：答：影响溶质吸收率A的因素有：物系本身的性质，设备情况（结构，传质面积等）及操作条件（温度，压强，液相流量及入口组成）。因为

8、气相入口条件不能随意改变，塔设备又固定，所以吸收塔在操作过程中可调节的因素只能改变吸收剂的入口条件，其中包括流量，组成和温度三个因素。十、干燥1 在的总压下，在间壁式换热器中将温度为293K，相对湿度为80%的是空气加热，则该空气下列状态参数的变化趋势是：湿度：_，相对湿度：_,露点td_。2 在的总压下，将饱和空气的温度从t1降至t2, 则该空气下列状态参数的变化趋势是：湿度：_，相对湿度：_，露点td_。3 在实际的干燥操作中，常用_来测量空气的湿度。4 测定空气中水汽分压的实验方法是测量_。5 对流干燥操作的必要条件是_；干燥过程是_相结合的过程。6 在的总压下，已知空气温为40，其相对

9、湿度为60%，且40下水的饱和蒸汽压为，则该空气的湿度为_kg/kg绝干气，其焓为_kJ/kg绝干气。7 在一定的温度和总压强下，以湿空气做干燥介质，当所用空气的湿度减少时，则湿物料的平衡水分相应_，其自由水分相应 _。8 恒定的干燥条件是指空气_，_，_均不变的过程。9 恒速干燥阶段又称_控制阶段，影响该阶段干燥速度的主要因素是_；降速干燥阶段又称_控制阶段，影响该阶段干燥速度的主要因素是_。10. 在恒速干燥阶段，湿物料表面的温度近似等于_。11. 在常温和40下，测的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：当相对湿度=100%时，结合水含量为kg绝干料；当相对湿度=40%时

10、，平衡含水量 X*= kg绝干料。已知该物料的初始含水量X1=kg绝干料，现让该物料在40下与与相对湿度为40%的空气充分接触，非结合水含量为_kg/kg绝干料，自由含水量为_kg/kg绝干料。12. 干燥速度的一般表达式为_。在表面汽化控制阶段，则可将干燥速度表达式为_。13. 在恒定干燥条件下测的湿物料的干燥速度曲线如本题附图所示。其恒速阶段干燥速度为_kg水（）,临界含水量为_kg/kg绝干料，平衡含水量为_kg/kg绝水量。14. 理想干燥器或等焓干燥过程是指_，干燥介质进入和离开干燥器的含焓值_。15. 写出三种对流干燥器的名称_,_, _.16. 固体颗粒在气流干燥器中经历_和_两

11、个运动阶段，其中_是最有效的干燥区域。 干燥练习答案一、填空题1. 不变 降低 不变2. 降低、100%、降低3. 干、湿温度计 4. 露点5. 湿物料表面的水汽分压大于干燥介质中的水汽分压，存在传质推动力 热量传递和质量传递6. 7. 减小 增大 8. 温度 湿度 流速9. 表面汽化 干燥介质的状况、流速及其与物料的接触方式 内部迁移 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. 热空气的湿球温度11. 12. 13. 14.干燥器不补充热量，忽略干燥器热损失，忽略加热物料所消耗的热量 相等（该题也可用下列方式回答：， ）15. 厢式干燥器 气流干燥器 流化床干燥器16. 加

12、速运动 恒速运动 加速运动段精馏练习 二、 填空题1溶液被加热到鼓起第一个气泡时的温度称为 温度。 泡点 2气相混合物被冷却到有第一滴液滴析出时的温度称为 温度。 露点 3精馏过程是利用 和 的原理进行完成的。 多次部分气化；多次部分冷凝4最小回流比是指 。 (在达到一定分离要求的前提下)塔板数为无穷多时的回流比的极限值5当分离要求和回流比一定时， 进料的值最小，此时分离所需的理论板数 。 过热蒸气；最多6对于二元理想溶液, 若轻组分含量越高, 则泡点温度 。 越低 7对于二元理想溶液, 相对挥发度大, 说明该物系 。 容易分离 8对于二元理想溶液, x-y图上的平衡曲线离对角线越近, 说明该

13、物系 。 不容易分离 9完成一个精馏操作的两个必要条件是塔顶 和塔底 。 液相回流，上升蒸气10精馏操作中，再沸器相当于一块 板。 理论板 11用逐板计算法求理论板层数时，用一次 方程和 方程就计算出一层理论板。 相平衡 操作线12精馏操作中，当 q = 时, 表示进料中的 含量为60%（摩尔分率）。 液相 *13若原料组成、料液量、操作压力和最终温度都相同，二元理想溶液的简单蒸馏和平衡蒸馏相比较的结果有：所得馏出物平均浓度_；所得残液浓度_;馏出物总量_。简单蒸馏的馏出物平均浓度大于平衡蒸馏的馏出物平均浓度；两种情况的残液浓度相同；平衡蒸馏的馏出物总量大于简单蒸馏的馏出物总量。*14某精馏塔

14、操作时，若保持进料流率及组成、进料热状况和塔顶蒸气量不变，增加回流比，则此时塔顶产品组成 ，塔底产品组成 ，塔顶产品流率 ，精馏段液气比 。增加；增加；减少；增加分析：由，当不变时，增加，必须减少。对于精馏段，在理论板数不变时，回流比的增加平均传质推动力加大，必会使产品分离程度提高。当增加时，液气比必然也增大。15某精馏塔的设计任务是：原料为、，分离要求为、。设计时若选定回流比不变，加料状况由原来的气液混合改为过冷液体加料，则所需的理论板数 ，精馏段和提馏段的气液相流量的变化趋势 ， ， ， 。若加料热状况不变，将回流比增大，理论塔板数 。减少；不变；不变；增加；增加；减少分析：在进料组成、流

15、率、回流比和产品的分离要求一定时，进料的越大，平均传质推动力越大，所需理论板数越少。由全塔物料平衡知，当、一定时，塔顶产品流率和塔底产品流率也一定。则由知不变，同理也不变。由知当、不变时，值越大，越大。而由可知，越大，也越大。 16用图解法求理论塔板时，在、和操作压力诸参数中， _与解无关。 进料流量17 当增大操作压强时，精馏过程中物系的相对挥发度 ，塔顶温度 ，塔釜温度 。 减小；增加；增加分析：同一物系，总压越高，物系中各组分的沸点及混合物的泡点越高。物系中各组分的饱和蒸气压亦随总压升高而升高，由于轻组分的饱和蒸气压上升的速率低于重组分的饱和蒸气压上升的速率，故各组分的挥发度差异变小。*

16、18精馏塔结构不变,操作时若保持进料的组成 、流率、热状况及塔顶产品流率一定,只减少塔釜的热负荷,则塔顶_,塔底_,提馏段操作线斜率_。减少；增大；增大 分析：塔釜热负荷减少意味着蒸发量减少，当不变时，的减少导致减少，即回流比减小，故精馏段操作线斜率减小，提馏段操作线斜率增加。塔板数不变时，两段操作线斜率的改变只能使减小和增大。19精馏塔的塔底温度总是_塔顶温度，其原因一是_, 二是_。高于；由于塔顶轻组分浓度高于塔底的，相应的泡点较低；由于塔内压降使塔底压力高于塔顶，因而塔底的泡点较高21. 板式塔塔板上气液两相接触状态有_种, 它们是_。板式塔不正常操作现象常见的有_，它们是_。3种；鼓泡

17、接触状态，泡沫接触状态，喷射接触状态；3种；严重漏液、液泛、严重雾沫夹带22. 评价塔板性能的标准主要是_条，它们是_。塔板负荷性能图中有_条线，分别是_。5；（1）通过能力大，（2）塔板效率高，（3）塔板压降低，（4）操作弹性大，（5）结构简单，造价低；5；（1）液泛线，（2）雾沫夹带线，（3）漏液线，（4）液相上限线，（5）液相下限线23. 板式塔中塔板上溢流堰的作用主要是_，填料塔中填料的作用是_。保证塔板上有一定高度的液层，以便气液两相充分接触传质；让液体在表面上形成液膜并沿填料间空隙下流，同时让气体在填料空隙间上升并在润湿的填料表面上进行气液两相间的传质。24. 常见的连续接触式的气

18、液传质设备是_塔，塔内_为分散相，_为连续相，为保证操作过程中两相的接触良好，塔内顶部应设 装置，中部应设 装置。填料；液体；气体；液体分布装置；液体再分布装置25. 板式塔中气、液两相发生与主体流动方向相反的流动，称 现象，它们主要是：液沫夹带（雾沫夹带），产生的原因为 ，气泡夹带，产生的原因为 。返混现象；小液滴因其沉降速度小于气流速度被气流夹带至上层塔板和大滴液因板间距小于液滴的弹溅高度而被气流带至上层塔板；液体在降液管中停留时间过短，气泡来不及从液体中分离返回至板面而被液体卷入下层塔板。26. 板式塔中板上液面落差过大导致 ，造成液面落差的主要原因有 。为减小液面落差，设计时可采用的措

19、施常见的有 。气流分布不均匀甚至严重漏液，影响气液间传质；塔板结构，液相流量，液流长度（塔径）；采用结构简单的筛板塔， 溢流 装置采用双溢流或多溢流。27. 板式塔中气体通过塔板的阻力主要有 和 两部分。塔板结构设计时，溢流堰长度应适当，过长则会 ，过短则会 。溢流堰高度也应适当，过高会 ，过低会 。干板降压；液层降压；降低塔板面积有效利用率；由于降液管截面过小导致流动不畅，同时塔板上液流分布不均；使塔板压降增大并易发生雾沫夹带；由于液层高度太小，液体在堰上分布不均，影响传质效果。28. 板式塔的塔板有 和 两种，塔径较大的塔常采用 塔板，以便 。塔板面积可分为4个区域，它们分别是 ，各自的作

20、用是 。整块式；分块式；分块式；通过人孔装拆塔板；鼓泡区，设置筛孔、浮阀或泡罩的区域，为气液传质的有效区域。溢流区，为降液管和受液盘所占的区域。破沫区，又称安定区，位于鼓泡区和湍流区之间，分两条，入口侧防止漏液，出口侧使液体中夹带的泡沫进入降液管前可部分脱离液体。边缘区，又称无效区，是靠近塔壁的一圈边缘区，供支承塔板之用。29精馏塔设计时，若工艺要求一定，减少需要的理论板数，回流比应 ，蒸馏釜中所需的加热蒸气消耗量应 ，所需塔径应 ，操作费和设备费的总投资将是 的变化过程。增大；增大；增大；急速下降至一最低点后又上升30恒沸精馏和萃取精馏的主要区别是 _； _ 。恒沸精馏添加剂应与被分离组分形成新的恒沸物；萃取精馏中的萃取剂则应具有沸点比原料中组分的沸点高得多的特性。吸收练习吸收一、填空题1、用气相浓度y为推动力的传质速率方程有两种，以传质分系数表达的速率方程为_，以传质总系数表达的速率方程为_