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试题六 一：填充题（20分） 1、精馏分离的依据是_的差异，要使混合物中的 组分得到完全分离，必须进行 多次地_._。2、 相对挥发度的表示式=_.对于二组分溶液的蒸馏，当=1 时，能否分离_。 3、q的定义式是_，饱和液体进料q=_.饱和蒸汽进料q=_.蒸汽是液体的3倍的混合进料时q=_。 4、二组分的连续精馏操作，精馏段操作线方程为，提馏段 操作线方程为，当q=1时，则_=_。 5、在连续精馏中，其它条件均不变时，仅加大回流，可以使塔顶产品_，若此时加热蒸汽量V不变，产品量D将_。若在改变R的同时，保持塔顶采出量不变，必需增加蒸汽用量，那么冷却水用量将_。 6、压力_.温度_将有利于吸收的进行。 7、完成下列方程，并指出吸收糸数的单位。 的单位_. 的单位_. 8、吸收过程中的传质速率等于分子散速率的条件是_ 9、饱和空气在恒压下冷却，温度由降至，其相对湿度_，绝对湿湿度H_,露点_，湿球温度_。 10、萃取操作的依据是_.萃取操 作选择溶剂的主要原则是_. _-._. 二：简答题（36分） 1、叙述恒縻尔流假设的内容？ 2、板式塔塔板上造成液面落差的原因有哪些？如何防止？ 3、试推导并流吸收塔的操作线方程？并在y-x的相图上表示出来？ V L 4、叙述双膜理论的论点？ 5、画出单级萃取操作相图？ 6、叙述湿空气的性能参数？三：计算题（44分）1、 双股进料的二元连续进料， 均为泡点液相进料，进料液为, 求第三段的汽相和液相流量？已知 第一段的汽液相流量分别为V和L。2、 某填料吸收塔用纯轻油吸收混 合气中的苯，进料量为1000标准。 图6-1 进料气体中含苯5%（体积百分数），其余为惰性气体。要求回收率95%。操作时轻油含量为最小用量的1.5倍，平衡关系为Y=1.4X。已知体积吸收总糸 数为，轻油的平均分子量为170。求轻油用量和完成该生 产任务所需填料层高度？ 预热器干燥器干燥器 0.8 3、 有一干燥糸统如图，新鲜空气为，与干 燥器出口温度为，湿度为 的废气汇合后进入预热器（ 废气/新鲜空气= 0.08/0.2）, 干燥器中的干物料为， 图6-3温含量为，求新鲜空气加入量和预热器加入的热量？试题六答案：一：填充题1、 各组分的挥发度、部分汽化和部分冷凝。2、不能。3、进料的液化分率、q=1、q=0、q=0.25。 4、0.08,。5、提高、下降、增加。 6、增加、下降。7、，的单位是；，的单位 。8、层流或静止。 9、不变、下降、下降、下降。 10、组分在萃取剂中的溶解度的差异；对被萃取组分有较好的选择性、与稀释剂互 溶度愈小愈好、易回收便宜无毒性。 二：问答题FE 1、恒縻尔溢流：在精馏塔的精馏段内，从每一块塔板上下降的液体的千縻尔流量 皆相等，提馏段内也是如些，但两段不一定相等。 恒縻尔汽化流：在精馏塔的精馏段内，从每一块塔板上上升的汽体的千縻尔流量皆相等，提馏段内也是如些，但两段不一定相等。2、 液流量、塔板结构和液流长度；可采取双溢流或多溢流降液管、结构简单的筛板塔。简答题53、 Y X 。4、 相互接触的气、液两流体间存在着稳定的相界面，界面两侧各有一个很薄的有效层流膜层，吸收质是发分子扩散的方式通过此膜层；在相界面处，气、液两相达到相平衡；在膜层以外的中心区域，由于流体的充分湍动，吸收质的浓度是均匀的，即两相中心区的浓度梯度为0，全部浓度变化集中在两个有效层流膜层内。6、湿空气的性质参数有：相对湿度、湿度、焓、比容、比热、干球温度、湿球温度、露点温度、绝热饱和温度。 三：计算题 1、解：由物料衡算得： 而料液是泡点进料，则：，。 2、解：，。 ，。 。 。 ， ， 即轻油量为，所需填料层高度为2.74m。 3、解：由等焓过程找到预热后混合气的状态点 ， 。 由质量比找到混合气的状态点 ， 干燥水分量：。 新鲜空气量：。 。 即新鲜空气量为，预热所提供的热量为 42.74Kw。 试题七一：填充题（20分） 1、直接水蒸汽加热的精馏塔适用于_,与间接蒸汽相比， 相同要求下，所需理论塔板数将_。 2、平衡线表示塔的任一截面上气、液两相的_，操作线表示了_ 3、溶液中各组分之挥发度可用它在_和与之平衡的液相_之比来表示，若是理想溶液，则_。 4、对拉乌尔定律产生正偏差是由于_。5、对拉乌尔定律产生负偏差是由于_。6、在板式塔的设计中，为了减少雾沫夹带，我们可以适当地_塔径 以_空塔气速，也可以适当地_板间距。， 7、实验室用水吸收空气中的，基本属于_控制，其气膜中的浓度梯度_液膜中的浓度梯度，气膜阻力_液膜阻力。 8、在吸收操作时，若解吸因素 增加，而气、液进料组成不变，则溶质 的回收率将_。 9、组分A、B的分配糸数之比值，能否_萃取分离。 10、理论干燥过程是指_. 11、 总压为0.1Mpa的空气温度小于时，空气中水蒸汽分压的最大值应为_. 12、 单级萃取操作中，料液为F，若溶剂用量愈大，则混合物的点愈_ S点，当达到_,溶液变为均一相。二：问答题（30分）1、何谓理论板？为什么说一个三角形梯级代表一块理论块？ 2、何谓塔的漏液现象？如何防止？ 3、填料可分为哪几类？对填料有何要求？ 4、写出任意一种求温度的方法？ 5、叙述多级逆流萃取操作是如何求理论级数的？ 三：计算题（50分）1、 用一精馏塔分离二元理想混合物，已知，进料浓度为，进料量为 ，泡点进料。要求塔 顶浓度为0.9，塔釜浓度为0.1（以上均为縻尔分率）。求塔顶、塔釜的采出量，若 R=2，写出精馏段和提馏段的操作线方程？2、 用纯水吸收空气氨混合气体中的 氨，氨的初始浓度为 0.05(縻尔浓度)。要求氨的回收率不低于95%，塔低得到的氨水浓度不低于0.05已知操作条件下的气、液相平衡关糸为Y=0.95X。试计算： （1）、逆流操作，气体流量取。且。 求所需填料层高度？ （2）、采用部分吸收剂再循环流程，新鲜吸收剂与循环量之比为20，气体流量不变，体积吸收总糸数也不变，求所需填料层高度？ 3、 在密闭的容器内，盛有温度为，总压为101.3Kpa，湿度为的湿空气。水蒸汽的饱和蒸汽压为2.338Kpa。试求：（1）、该空气的相对湿度及容纳水分的最大能力为多少？（2）、若容器内压入温度为的干空气，使总压上升为303.9Kpa。 该空气的相对湿度及容纳水分的最大能力为多少？试题七的答案： 一：填充题 1、待分离的混合物为水溶液，且水是难挥发组分的情况。理论板数要多。 2、易挥发组分在气、液两相间的浓度关糸；易挥发组分在塔内的下一块塔板中上升的气相中的组成与上一块塔板上的液相组成之间的操作线关糸。3、气相中的分压、縻尔分率、同温度下的饱和蒸汽压来表示。4、 不同种分子之间的引力小于同种分子之间的引力所造成的。5、 不同种分子之间的引力大于同种分子之间的引力所造成的。6、 增大、减少、增大。 7、 液膜控制、小于、小于 8、减少。 9、能。 10、干燥过程为等焓过程。 11、该温度下水蒸汽的饱和蒸汽压。 12、接近、溶解度曲线上。 二：问答题1、 理论板：离开这一块板上的气、液相组成满足平衡关糸的板；在绘三角形梯级时，正好使用了一次平衡关系和一次操作线关系，与逐板法相比，正好跨过了一块板，可认为一个三角形梯级代表了一块理论板。2、 塔板上的液体直接从塔板上漏下的现象。增加上升蒸汽量。3、 填料主要可分为实体填料和网体填料；要求要有较大的比表面积，较高的空隙率，一定的化学稳定性和一定的机械强度，重量轻，造价低。4、 ，利用露点温度查得p,即可算出湿度。5、 第一，在三角形相图上作出溶解度曲线和辅助曲线；第二，根据生产任务找出原料液组成点F、末级萃余相组成点、溶剂点S、利用杠杆规则找到；第三，联结F和S的延长线交于这一操作点；第四， 作的延长线交于点，找到后，作的延长线交于点；以此类推，直至最终萃余相的组成小于为此。所作的联结线数目，即为所求的理论级数。三：计算题 1、 ，。 ， 。 ， 即精馏塔的塔顶和塔釜采出量分别为和 。两段的操作线方程为 和 。 2、， 。， ， 。 。 ，由质量守恒得：， ，。 。 即填料层高度分别为19.6m和49.3m。 3、，。 。 容纳水分的最大能力即饱和湿度： 。 同理，。 。 试题八一：填充题（20分） 1、精馏塔内，气液两相的流动，液体靠_自上而下地流动，气体靠_自下而上地与液体成逆流流动。 2、全回流时，操作线与_重合，操作线方程为_,理论塔板数为_.当回流比减少到_称为最小回流比，所需的理论塔板数_.适宜的回流比应通过_确定。 3、y-x相平衡曲线上各点的温度是_ 。 4、当增大操作压强时，精馏过程中物糸的相对挥发度_,塔顶温度_,塔釜温度_。 5、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汽消耗量应_,所需塔径应_，操作费和设备费的总设资将是_。 6、享利定律_。 其数学表达式_._._._。 7、所谓气膜控制，即吸收总阻力集中在_一侧，而_一侧阻力可忽略；如果说吸收质气体是属于难溶气体，则此吸收过程是_控制。 8、填料层高度的计算将要涉及_._与_这三种关系 式的应用。 9、离开干燥器的湿空气温度比绝热饱和温度_.目的是_.10、物料中的水分与空气达到平衡时，物料表面所产生的水蒸汽分压与空气中水蒸汽分压_. 11、非吸水性物料，如黄沙、瓷土等平衡水分接近于_. 12、萃取和精馏同样是分离_的单元操作，但萃取操作更适用_._._。 二：判断题（30分）1、 所谓恒縻尔流假设就是指每一块塔板上上升的蒸汽量是相等的，而下降的液体量也是相等的。2、 精馏操作中，两操作线的位置都随进料状态的变化而变化。3、 精馏操作的依据是物糸中组分间沸点的差异。4、 精馏段操作线方程，绝不可能。5、 回流比相同时，塔顶回流液体的温度越高，分离效果越好。6、 精馏塔的全塔总效率不等于塔内各板的默弗里效率。7、 在吸收计算中，用比縻尔组成来表示是为了计算上的方便。8、 吸收操作线总是位于平衡线的上方是由于气相中的温度高于液相中的温度。9、 一个气相传质单元高度是指这段填料层内的浓度变化与推动力相等。 10、有一二元混合物，加入一定量的萃取剂后，其，认为能用萃取的方法来分离此二元混合物。 11、是指诸操作线的交点。 12、温球温度与绝热饱和温度与水的初温高低有关。13、临界含水量是区分结合水分与非结合水分的分界点。 14、含结合水分为主的物质，为了加快干燥时间，可采取增加空气流速的办法。 15、任何温物料只要与一定温度的空气相接触都能被干燥为绝干物料。 三：计算题（50分）1、 图示的精馏塔是由一只蒸馏釜和一块实际板所组成。料液由塔顶加入，泡点进料， ，今测得塔顶易挥发组分的回收率为80%，糸统的相对挥发度为。且 求：残液组成 和该块塔板的液相默夫里效率？（蒸馏釜可视为一块理论板）。2、 某生产车间使用一填料塔，用清水逆流吸收混合气中的有害组分A。已知操作条件下，气相总传质单元高度为1.5m，进塔混合气中组分A的縻 图8-1尔分率为0.04，出塔尾气组成为0.0053,出塔水溶液浓度为0.0125，操作条件下的平衡关系为。试求：液汽比为最小液汽比的多少倍？，所需的填料层的高度？ 3、在常压连续理想干燥器中，用通风机将空气送至预热器，经饱和蒸汽加热后进入干燥器以干燥某种温物料，已知空气的状态为：，水蒸汽分压，。物料的状态为：，。干燥器的生产能力为。预热器的总传热糸数为。试求通风机的送风量和预热器的传热面积？ 试题八的答案 一：填充题1、 重力、压力差。2、 对角线、y=x、最小、两操作线的交到相平衡线时、无限多、经济核算。3、 不等的。 4、减少、增加、增加。5、增大、增大、增大、急速下降至一最低点后又上升。 6、 总压不太高时，在一定温度下，稀溶液上方溶质组分的平衡分压与它在液相中的浓度之间的关系。，。7、气膜、液膜、液膜。 8、物料衡算、传质速率、相平衡。 9、高20-50K、防止干燥产品反潮。10、相等。 11、零。 12、液体均相混合物、溶液沸点高、沸点相近、恒沸物、热敏性物料。 二：判断题 4、6、7、为对，其余都为错。 三：计算题 1、 ， 。 则，。 ，。 。 即塔釜浓度为，液相组成表示的默夫里效率为65.6%。3、 ，。 。 。 。 液汽比为最小液汽比为1.286倍。所需的填料层高度为7.67m。4、 ， 。 。 。 。 。 即通风机的送风量为和所需的传热面积为。 试题九 一：填充题（20分） 1、某连续精馏塔中，若精馏段操作线方程的截距为零，则精馏段操作线斜 率等于_，提馏段操作线的斜率等于_ ,回流比等于_, 馏出液等于_,回流液量等于_。2、 理想溶液的特点是同分子间作用力_异分子间作用力，形成的混合溶液中没有_._。3、 精馏塔结构不变，操作时若保持进料的组成、流率、热状况及塔顶流率一定，只减少塔釜的热负荷，则塔顶组成_,塔底组成_ 4、精馏塔的塔底温度总是_塔顶温度，其原因_、_。 5、已测得精馏塔自塔顶下数第四和第五层塔板的两相组成为0.62、0.75、0.70、0. 82,其中，试判断：_、 _ 、_。 6 、塔板负荷性能图中有_线，分别是_、_、_、_、_。 7、在选择吸收剂时，应主要考虑的4个方面是_、_、_、_。 8、对于低浓度气体吸收操作，在求传质单元数时，解析法的适用条件是_，对数平均推动力法的适用条件是_， 梯级图解法的适用条件是_, 图解积分法的适用条件是_。9、生产上常见的脱吸方法有_、_、_。 10、萃取过程是_。 11、溶解度曲线将三角形相图分为两个区域，曲线以内为_，曲线以外为_，萃取操作只能在_内进行。 12、恒定干燥条件是指_以及_都不变。 二：选择题（30分） 1、精馏的操作线为直线主要是因为（ ） A、理论板假设； B、理想物糸； C、塔顶泡点回流； D、恒縻尔流假设； 2、某二元混合物，其中A为易挥发组分，液相组成时泡点为，与之相平衡的气相组成时，相应的露点温度为 ，则（ ）。 A、 = ； B、 ； C、 ； D、不能判断；3、精馏操作中，若其它条件都不变，只将塔顶的过冷液体回流改为泡点回流，则塔顶产品组成变化为（ ）。 A、变小； B、变大； C、不变； D、不确定；4、二元溶液连续精馏计算中，进料热状况的变化将引起以下线的变化（ ）。 A、提馏段操作线与q线； B、平衡线； C、平衡线与精馏段操作线； D、平衡线与q线；5、某真空操作精馏塔，在真空度降低后，若保持F、D、R、q及加料位置不变，则塔顶产品组成变化为（ ）。 A、变小； B、变大； C、不变； D、不确定；6、不能引发降液管液泛这种不正常操作现象的原因是（ ）。 A、塔板间距过小； B、严重漏液； C、过量雾沫夹带； D、气、液负荷过大； 7、对常压操作的低浓度吸收糸统，当糸统总压在较小范围内增时，亨利糸数E将（ ），相平衡常数将（ ），溶液解糸数H将（ ）。A、增加； B、降低； C、不变； D、不确定； 8、操作中的吸收塔，当其它操作条件不变，仅降低吸收剂入塔浓度，则吸收率将（ ）；又当用清水作吸收剂时，当其它操作条件不变，仅降低入塔气 体浓度，则吸收率将（ ）。 A、增大； B、降低；C、不变； D、不确定；9、低浓度逆流吸收操作中，若其它操作条件不变，仅增加入塔气量，则气相 总传质单元高度将（ ）；气相 总传质单元数将（ ）。 A、增加； B、减少；C、不变； D、不确定； 10、萃取剂加入量应使原料和萃取剂的和点M位于（ ）。 A、溶解度曲线上方区； B、溶解度曲线下方区； C、溶解度曲线上 ； D、纵坐标线上；11、用纯溶剂S对A、B混合物进行单级理论萃取，当S用量增加时，保持进 料量F和组成不变，所获得的萃取液组成应（ ）。 A、增加； B、减少； C、不变； D、不一定； 12、含水湿物料与一定状态下的空气（非饱和状态下的）相接触，能被除去的 水分为（ ）。 A、结合水分和非结合水分； B、平衡水分和自由水分； C、非结合水分和部分结合水分； D、部分平衡水分和自由水分；三：计算题（50分）1、 某二元混合物在连续精馏塔中分离，饱和液体进料，组成为，塔顶馏出液组成为0.9，釜液组成为0.05，（以上均为易挥发组分的縻尔分率），相对挥发度为3，回流比为最小回流比的2倍。塔顶设全凝器，泡点回流，塔釜为间接蒸汽加热。试求：进入第一块理论板的气相浓度？离开最后一块理论板的液相浓度？2、 有一填料吸收塔，填料层高5m，塔径1m，处理丙酮和空气的混合气体，其中空气的流量为，入塔气体浓度（比縻尔浓度，下同），操作条件为：，用清水逆流吸收，出塔浓度为，平衡关糸为。试求：体积吸收总糸数？每小时可回收丙酮量？3、 以三氯乙烷为萃取剂，在时从含丙酮33%（质量%）的水溶液中萃取丙酮。丙酮水溶液的处理量为，若用三氯乙烷进行连续逆流萃取，允许最终萃余液中含丙酮8%。试用三角形相图求所需理论级数？（溶解度曲线和辅助曲线见下图）。 试题九答案 一：填充题1、 1；1；无限大；0；进料量。2、 等于；体积效应和热效应。3、 降低；增加。4、 高于；塔顶轻组分的浓度高，相应的泡点低；塔底压力高于塔顶，塔底的泡点较高。5、 ；。6、 5条；液泛线；漏液线；夹带线；液相负荷上限线；液相负荷下限线。7、 溶解度；选择性；挥发度；粘性。8、 操作范围内平衡线为直线；操作范围内平衡线为直线；操作范围内平衡线弯曲程度不大；各种情况。10、在混合液中加入溶剂使溶质由原溶液转移到溶剂中的过程。11、两相区；均相区；两相区。12、温度、湿度、速度与物料接触状况。 二：选择题 1、D 2、A。 3、A。 4、A。 5、A。 6、B。7、C；B；C。 8、A；C。 9、A；B。10、B。 11、D。 12、C。三：计算题1、 以为准，。得：，。相平衡关糸为： ，。q线为： ，则，。最小回流比为：。精馏段操作线方程为：。， ，。同理提馏段操作线方程为：。而塔釜相当于一块理论板。，。，。即：进入第一层理论板的气相浓度为；离开最后一层理论板的液相浓度为。 2、，。, ,。， = 。 回收的丙酮量为：。即体积吸收总糸数为；回收的丙酮量为。 试题十一：简答题（50分）1、 在精馏操作过程中为什么要有回流及再沸器？ 2、 何谓干燥速率？干燥过程分为哪几个阶段？各受什么控制？3、什么位置为适宜的进料位置？为什么？4、湿物料中的水分按能否用干燥操作分为？按除去的难易程度可分为？5、用连续精馏塔在常压下分离二元理想混合物。据图回答以下问题？ 精馏段操作线方程_ 提馏段操作线方程_ 进料状况为 _,g为 _。 进料组成为_,塔顶_, 塔釜_.回流比R为_，若塔顶产物D=30，则回流量为 L= _。全回流时R=_,=_. 最小回流比R_. 总理论塔板数为_,精馏段理论塔板数为_ 。若总板效率为，则所需实际塔板数为_。 提馏段第二块板上的气、液相组成为_。 图十-1 6、湿空气经预热后进干燥器，干燥过程为等焓干燥过程。其变化如图： 干燥器预热 验室 A B C 在IH图上找出A、B、C的状态点？7、某精馏塔中，操作线方程如下：精馏段：提馏段：若原料液于泡点下进入精馏塔，试求：、及R？ H 图十6 二：计算题（50分） 1、有某平均相对挥发度为3的理想溶液，其中易挥发组份的组成为60%（縻尔分率，以下相同）的料液于泡点下送入精馏塔。要求馏出液中易挥发组份的组成不小于90%，残液中易挥发组份的组成不大于2%。 求：每获1kmol 馏出液时原料液用量？ 若回流比为1.5 ，它相当于的多少倍？ 假设料液加到板上后，加料板上的浓度仍为60%，求提馏段第二块理论板上的液相组成？ 2、某吸收过程中，平衡关满足亨利定律Y=mX。已知吸收剂和惰性气体的用量分别为L 和V，吸收过程中进出塔的气、液相浓度分别为 、 、。证明当解吸因素时，传质单元数： 。 3、某干燥器将肥料从含水5%干至0.5% （湿基），干燥器的生产能力为。物料进出干燥器的温度分别为及。湿空气经预热后的温度为，湿度为，出干燥器的温度为。若干燥器内无补充热量，热损失忽略不计。试确定干空气的消耗量及空气离开干燥器时的湿度？（）。 试题十答案 一：简答题1、 回流是保证精馏塔正常而稳定操作的必要条件。是补充塔板上的液相组成和数量；使塔板上的液相组成和数量保持稳定；提高塔顶产品的浓度。再沸器主要是提供一定的上升蒸汽量。2、 干燥速率是单位时间单位干燥面积上所汽化的水分量。干燥分恒速干燥阶段和降速干燥阶段。恒速干燥阶段受表面汽化速率控制，降速干燥阶段受内部扩散控制。3、 跨过两操作线交点的梯级所对应的加料位置为适宜的加料位置。此时所需的理论塔板数为最少。4、 湿物料中的水分按能否用干燥操作来分：平衡水分和自由水分。按除去的难易程度来分：结合水分和非结合水分。7、，。 ；。 二：计算题 1、已知：，。相平衡关糸：，F=W+D F=W+1， 。联立求解得：。 最小回流比：， 。 。 其倍数为：。提馏段操作线方程： ， ，由， 得：。即：提馏段第二块板上的气相组成为0.72.2、 。 3、干燥水分量：，。 干燥器热量衡算： 。 湿度： ，。 11