一、填空选择题(25分,每空1分)
1、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H OG将
__________ ,N OG将__________ 。
2、在吸收塔的设计中,当气体流量、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________________ ,设备费用将____________ 。
3、某二元混合物,其中A为易挥发组分。液相组成X A=0.4,相应的泡点为甘;汽
相组成y A=0.4,相应的露点为t2。贝U t i与t2大小关系为_______________ 。
4、简单蒸馏过程中,釜内易挥发组分浓度逐渐__________ ,其沸点则逐渐__________ 。
5、已知塔顶第一块理论板上升的汽相组成为yu0.63 (摩尔分率,下同),将其全
部冷凝为泡点液体,该液体在贮罐内静止分层,上层X D=0.9作为产品,下层x o=O.5
于泡点下回流,则回流比R= ________ 。
6、设计精馏塔时,已知原料为F,X F ,分离要求为X D和X W,加料热状态q已选
定,今若选择较大的回流比R,则N T______ , L/V _____ ?(增加,不变,减少)
7、萃取操作依据是__________________________________________________ 。选择萃
取剂的主要原则_______________________________ 、_____________________________ 和
&有一实验室装置将含 A 10%的A B混合物料液50公斤和含A 80%的A、B混合物料
液20公斤混合后,用溶剂S进行单级萃取,所得萃余相和萃取相脱溶剂后又能得到
原来的10% A和80% A的溶液。问此工作状态下的选择性系数 3 = ______________
9、在101.3kPa下,不饱和湿空气的温度为 295K、相对湿度为69%当加热到303K寸,
该空气下列参数将如何变化?相对湿度_______ ,湿球温度______ ,露点_______ 。
10、已知湿空气总压为100kPa,温度为40C ,相对湿度为 50%,已查出40C时
水的饱和蒸气压 Ps为7.375 kPa,则此湿空气的湿度 H是__________________ kg水/kg绝
干气,其焓是______________ kJ/kg绝干气。
11、对某低浓度气体吸收过程,已知相平衡常数m = 2,气、液两相的体积传质系
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数分别为k y a = 2汇10- kmol/(m s) , k x a = 0.4kmol/(m s)。则该吸收过程为______ 阻力控制。
12、某精馏塔的设计任务为:原料为 F 、x f ,塔顶为X D ,塔底为x w 若塔釜上升蒸汽
量v ?不变,加料热状态由原来的饱和蒸汽改为饱和液体,则所需理论板
(A )增加 (B )减少 (C )不变 (D )不确定
13、 在精馏塔设计计算中,当 F 、X F 、R 、D 和W —定,并保持实际操作气速不变, 而q
值减小,则—__
。
(A )精馏段塔径不变,提馏段塔径减小 (B )精馏段塔径增大,提馏段塔径不变 (C )精馏段塔径减小,提馏段塔径增大
(D )精馏段塔径减小,提馏段塔径减小
14、 在B-S 部分互溶体系的单级萃取过程中,若加入的纯溶剂量增加而其它操作条 件不变,则萃取液浓度 y A_ _____________ _________ 。
(A )增大 (B ) 下降 (C ) 不变 (D )
变化趋势不确定
15、 温度为t o ,湿度为H 。,相对湿度为的湿空气,经一间接蒸汽加热的预热器后, 空气的温度为t |,湿度为H j ,相对湿度为 %,则 ______________
(A ) H o >H; ( B ) o >1;
( C ) H 二、 冋答题(1 5分,每小题5分) 1、 操作中的吸收塔,若吸收剂入塔浓度 X 2降低,其他操作条件不变,试定性分析 气体 出塔浓度y 2、液体出塔浓度X 1的变化趋势。(可画图说明:N OG 不变条件下,X 1 只能变小) 2、 精馏塔在一定条件下操作,若回流液由饱和液体改为冷液时,其塔顶产品组成有 何变化?为什么? 3、 提高干燥时气流速度而使恒速阶段的干燥速率增大时 ;X c 值将会变大还是变小? 试从干燥机理加以分析。 三、 萃取计算题(10分) 用纯溶剂S 进行单级萃取,X F =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。试求: (1) 选择性系数'-; (2) 当溶剂用量为最少时的萃取液浓度 y A 。(设所涉及范围内分配系数 k A 均相同) 四、 干燥计算题(15分) (A )气膜 (B )液膜 (C )气、液双膜 (D )无法确定 A 在一常压气流干燥器中干燥某种湿物料,已知数据如下:空气进入预热器的温度为 15C湿含量为0.0073Kg水/ Kg绝干气,焓为35KJ/ Kg绝干空气;空气进干燥器温度为90C,焓为109KJ/Kg绝干气;空气出干燥器温度为5 0C ;湿含量为0.023Kg 水/Kg绝干气;进干燥器物料含水量为0.15Kg水/Kg绝干料;出干燥器物料含水量 为O.OIKg水/ Kg绝干料;干燥器生产能力为237Kg/h (按干燥产品计)。试求: (1)绝干空气的消耗量(Kg绝干气/h ); (2)进预热器前风机的流量(m 3/s ); (3)预热器加入热量(KW (预热器热损失可忽略)。 附:湿空气比体积计算公式:V H= (2.83X 10-3+4.56 X 10-3H)X (t+273) 五、吸收计算题(15分) 在填料塔中,用纯吸收剂逆流吸收某气体混合物中的可溶组分A,已知气体混合物中 溶质A的初始组成为0.05,通过吸收,气体出口组成为0.02,溶液出口组成为0.098 (均为摩尔分率),操作条件下的气液平衡关系为y = 0.5x ,并已知此吸收过程为 气膜控制,试求: (1)气相总传质单元数N O G (2)当液体流量增加一倍时,在气量和气液进口组成不变的情况下,溶质A被吸收的量变为原来的多少倍? 六、精馏计算题(20分) 含苯0.5 (摩尔分率,下同)、流量为1000kmol/h的苯一甲苯混合液在一常压连续操 作的精馏塔内进行分离。按工艺要求塔顶馏出液中苯含量不低于0.9,苯的回收为90%,泡点进料和泡点回流,且R=1.5R min, 「=2.5。试求: (1)塔顶、塔底产品量 D、W (kmol/h )及塔底产品浓度X W; (2)写出此操作条件下的精馏段操作线方程; (3)写出此操作条件下的提馏段操作线方程; (4)若在塔操作中将上述进料浓度改为0.4,而维持F、q、R、D不变,能否达到分离要求? 化工原理(下册)B卷试题评分标准及参考答案填空选择题(25分,每空1分) I 、 不变,增大 2 、减小、增加 3 、J ^2 4、降低,升高 5、2.08 6、减少,增大 7 、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 8 、36 9、降低,升高,不变 10 >0.0238、101.69 /100.69 II 、 A 12 、A 13、A 14、D 15 、B 二、问答题(1 5分,每小题5分) 1、二L 、G 不变, H OG 不变、N °G 不变;又 m 不变,故1/A 不变。由吸收因数 法可知 不变,由此可知 y 2 。 y 2 _mx 2 至于X 1的变化,则可用排除法判断:假设 X 1不变或变大,可见均与 N OG 不变相 矛盾。因此,X 1必变小。 2、 从泡点回流改为冷液回流时, X D f 。其原因是:冷液回流至塔顶时,冷凝一部 分蒸气,放出的潜热把冷液加热至塔顶第一板的饱和温度。冷凝部分中含难挥发组 分较大,使气相易挥发组分增浓。同时,在塔顶回流比保持不变的条件下,增加了 塔内的内回流,使得精馏段实际回流比增大,操作线向平衡线靠近,所需 N T 减少, 这也有利于分离。 3、 x c f 因为提高干燥时气流速度可导致等速阶段 "增加,随着U4 ,内部水分扩 散不及的现象就可能提前来临 ,即X c To 也就是:临界含水量X 0随恒速阶段的干燥速率 的增加而增大。 N A 二3(H w -H) (t-t w );气速增大=k H 和〉增大=N A 恒 r w 物料本性、气固接触方式均相同条件下, N A 1S = X C 三、萃取计算题(10分/7、3,结果允 许有误差) (1)作图法求解:连接X F 、S 两点, 因为S/F=1,所以FS 中点即为合点M 。 又 y A =X A ,故过M 作水平线RE 即为连结线, 0 0 连接SE 、SR,并延长至E 、R , 0 0 由图上可读出 *=0. 54 , X A =0. 1 0 0 0 0 ■:=『A /X A _ 『A /X A y ;/x B 0 (1 - y A 0 心-X A )° 也可 = y A /x A =1 0.56 y B /X B (1—『A 一y s )/(1—XA —X S ) 0.54/0.1 (1 -0.54)心-0.1) -10.56 A B