化工原理下册期末试题

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

4 3 3

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