化工原理习题

1、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y 0.75x 0.245，提馏段 操作线方程为y 1.25x0.02，当q=1时，则xW xD =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xD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

2、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。N k cik的单位.N KG pkg 的单位.&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 S降至t2，其相对湿度 ，绝对湿湿度H,露点，湿球温度 。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F1, F 2,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。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。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3.h，轻1.5倍，平衡关系为Y=1.4X。已

3、知体积吸收总糸数为Kya 125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?2、有一干燥糸统如图，新鲜空气为t0 20C，H0 O.Kg 水 Kg 干空气 与干燥器出口温度为t2 50C，湿度为H2 0.08Kg水Kg干空气 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 G1 1500图6-3温含量为W1 0.47，W2 0.05，求新鲜空气加入量和预热器加入的热量?0.8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。、不能。2、3、进料的液化分率、q=1、q=0、q=0.25。4、 XW0.08, xD 0.98。5、

4、提高、下降、增加。6、增加、下降。7、N A k. Ci C , k的单位是；Na Kg.P P，K g的单位mol 2。/ m2 .s.atm9、不变、下降、8、层流或静止。 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。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：V F F2 L L VIIII而料液是泡点进料，则：V V， F1 F 2 L L o2、 即轻油量为15147Kgh，所需填料层高度为2.74m。3、即新鲜空气量为

5、9568Kg h ,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 C02，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。&在吸收操作

6、时，若解吸因素 mV l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1，能否萃取分离。10、 理论干燥过程是指.11、总压为O.IMpa的空气温度小于1000C时，空气中水蒸汽分压的最大值应为三：计算题（50分）1、用一精馏塔分离二元理想混合物，已知2000 Kmol h，泡点进料。要求塔縻尔分率）。求塔顶、塔釜的采出量，若3，进料浓度为xf 0.3，进料量为顶浓度为0.9,塔釜浓度为0.1 （以上均为R=2 Rmin，写出精馏段和提馏段的操作线方程?2、用纯水吸收空气 一氨混合气体中的 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

7、到的氨水浓度不低于0.02Kmo1 3 / m3.s0.05.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0.02Kmol 2 。且Kya/ m精馏操作中，两操作线的位置都随进料状态的变化而变化。.s求所需填料层咼度？(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200c,总压为101.3Kpa，湿度为.lKg水Kg干空气的湿空气。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

8、温度为 20C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：: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

9、。三：计算题1、即精馏塔的塔顶和塔釜采出量分别为500 Kmol h和1500 Kmol h。两段的操作线方程为y 0.722x 0.25 和 y 1.83x 0.083。2、即填料层高度分别为 19.6m和49.3m。1.6%.338 68.6%。容纳水分的最大能力即饱和湿度:1.6032.338 呢* 1 2 3 4 5 6 7%。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、

10、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1，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。

11、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，xF 0.2，今测得塔顶易挥发组分的回收率为 80%，糸统求：残液组成xW 和该块塔板的液相默夫里效率?（蒸馏釜可视为一块理论板）的相对挥发度为3.0。且xD 0.32、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Y 2.5X。试求：液汽比

12、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1200C饱和蒸汽加热Kg水/Kg绝干料，后进入干燥器以干燥某种温物料，已知空气的状态为：t0 150C，水蒸汽分压p0 1.175Kpa，t1 900C，t2 50C。物料的状态为：X1 0.15为K 500 w 2 c。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

13、方溶质组分的平衡分压与它在液相中的浓度之间的关系。p E.x， p C ， y mx，丫 mX。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。二：判断题4、6、7、为对，其余都为错。三：计算题1、即塔釜浓度为XW 0.0857，液相组成表示的默夫里效率为65.6%。2、液汽比为最小液汽比为 1.286倍。所需的填料层高度为 7.67m。3、即通风机的送风量为 1822mh和所需的传热面积为16m2。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、

14、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 x4 0.70，试判断： y4 、 y5 、X5 。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 、。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

15、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 Xa 0.5时泡点为，与之相平衡的气相组成 yA 0.75 时，相应的露点温度为 t2 ，则（）。B、 t1 t2 ；A 、t1= t2；C、t1 t2D、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 XD 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

16、真空度降低后，若保持F、D、R、XF、q及加料位置不变,则塔顶产品组成 XD 变化为（）。B、变大;A、变小;C、不变；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、不确定;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 ），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， （）;又当用清水作吸收剂时，当其它操作条件不变，仅降低入塔气则吸收率将（）。A、增大；则吸收率将体浓度，B 、降低；

17、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， 单元高度将（）;气相 总传质单元数将（A、增加；则气相总传质）。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;D 、纵坐标线上;C 、溶解度曲线上 ;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 xF 不变，所获得的萃取液组成应（）。A、增加;B、减少;分为（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 ）。A

18、、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 xF 0.5，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V 92 Kmo1 h，入塔气体浓度丫 0.05 （比縻尔浓度，下同），操

19、作条件为：P 101.3Kpa，t 250C，用清水逆流吸收，出塔浓度为丫2 0.0026，X1 0.0194，平衡关糸为丫 2X。试求：体积吸收总糸数 Kya ？ 每小时可回收丙酮量？3、以三氯乙烷为萃取剂， 在250C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1000 Kg h，若用320Kg h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、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

20、的泡点 较咼。4、Y4 0.82 ； y5 0.75 ； x5 0.62。5、溶解度；选择性；挥发度；粘性。6、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。7、通入惰性气体；通入水蒸汽；降压。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、即：进入第一层理论板的气相浓度为0.819 ;离开最后一层理论板的液相浓度为 0.1115。2、即体积吸收总糸数为185Kmo1 3人；回收的丙酮量为4.361 K

21、mo1 h。7、某精馏塔中，操作线方程如下:精馏段：y 0.723x 0.263提馏段：y 1.25x 0.0187若原料液于泡点下进入精馏塔，试求:Xf、Xd、Xw 及 R？图十一6二：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Rmin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LY1、丫2、X1、Kmol人和v Kmol人，吸收过程中进出塔的气、 液相浓度分别为X2。证明当解吸因素2L1时，传质单元数:Y1M 1 dYN gG Y Y丫2Y mX2丫2 mX23、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Gc为1.5。物料进出干燥器的温度分