上海工程技术大学2014-2015学年第1学期《化工原理(二)》期末试卷(A卷)【含答案】

《化工原理（二《化工原理（二PAGE33……….……….…………….….写书不能 上海工程技术大学 7. 恒速干燥阶段也称为表控制阶段，降速阶段也称为内部 （ ）不此处 2014-2015学年第1学期 控制阶段。此《化工原理（二》期末试卷（A卷） 8. 饱和空气中冷却，湿度 ，露点温。 （ ）得 分……….……….…………….….得 分……….装……….……….装……….订……….线……….书题号一题号一二三四五六七总分分数……….……….…………….….……….……….……….…………….….得 分写书能得 分处不 、填空题（每1分，20分）处此1. 精馏过程是利和 的原理进行的，实现精馏操作的 （ 必要条件包和 。度 ，但气相组液相组成。3. 全回流时，塔顶产品量，回流比 ，全回流适用的度 ，但气相组液相组成。3. 全回流时，塔顶产品量，回流比 ，全回流适用的合通常。（）4. 当分离要求和回流比一定时进料的q值最小，此时分离所需 （ ）.理论板 。书能不处此……….……….写 5. 吸收是利用各组不同而分离气体混合物的单元操作，当气 （ ）书 相中溶质的的实际分与液相成平衡的溶质分压时，溶质从气能 相向液相转移，发生吸收过程。不处此 6. 易溶气体的吸收过程属控制过程，传质总阻力主要集中在 （ ） 侧，提高传质速率的有效措施是提相流体的流速湍动程度。

二、单选题（每小题2分，共20分）1.1.对吸收操作有利的条件是：（）A、操作温度高、压强高B、操作温度高、压强低C、操作温度低、压强低D、操作温度低、压强高2.精馏过程中在精馏塔中每一块塔板上（ ）。A、只进行传质B、只进行传热C、同时进行传热传 D、有时进行传热，质 有时传质操作中的精馏塔，保qFXD不变，减XF，则（ ）。A、增大减小 2.精馏过程中在精馏塔中每一块塔板上（ ）。A、只进行传质B、只进行传热C、同时进行传热传 D、有时进行传热，质 有时传质C、减小增加 、减小不变4.4.精馏塔的塔板上，比较理想的气液接触状态是（ ）。A、鼓泡状和蜂窝状B、鼓泡状和泡沫状C、蜂窝状和喷射状D、泡沫状和喷射状……….……….…………….….5.吸收过程的推动力是（5.吸收过程的推动力是（）。A、浓度差B、温度差C、压力差D、实际浓度与平衡浓度差……….……….…………….….已知SO2t1t2、t3E1=0.0035atm、书写 E2=0.011atm、E3=0.00625atm，则（ ）书能处不 A、t1<t2 B、t3>t2 C、t1>t2 D、t3<t1处此低浓度逆流吸收操作中，若其他操作条件不变，仅增加入塔气量，则气相总传质单元高OG..OG

试求：W，kmol/h；(5分)精馏段下降液体流量和提馏段的上升蒸汽流量，kmol/h。(5分)四、（7分）已知在101.3kPa（绝压）下，摩尔浓度为0.5824kmol/m3的氨水溶液上方的平衡书写 A、增大 B、减小 C、不变 D、不能判断 氨分书

=987𝑃𝑎。（假设：在上述范围内气液平衡关系服从亨利定律。氨水密度为8.在101.33kPa总压下，湿空气中水蒸气分压为10.33kPa,其湿度值为（8.在101.33kPa总压下，湿空气中水蒸气分压为10.33kPa,其湿度值为（绝干气。）kg/kgA、0.1136B、0.1019C、0.0756D、0.0706写书能不处 9. 用相对湿度值可以判断该湿空气能否作为干燥介质，值越小，吸湿能力（ ）此A、不变 B、越小 C、越大 D、不确定

1000kg/m3）试求：H；（3分）E；（2分）……….……….…………….….10. 物料的平衡水分一定是（ ） 时处含水量8%的湿物1000kg，经干燥后物料含水写能书 A、非结合水分 B、自由水分 C、结合水分 D、临界水分 降2%（均为湿基），湿度0.009kg/kg绝干气的空气经预热器加热120℃进入干能不 燥此处 器，出干燥器时降温45℃，湿度0.022kg/kg绝干气。此0.4（均为摩尔分数，下同），100kmol/h，进料为气液混合进料，q为0.8，馏

（1）空气在进出干燥器的焓的变化；（4分）……….装……….订……….线……….出液组成0.95，釜液组成0.04，回流比……….装……….订……….线……….……….……….…………….….写书不能 （3）空气的消耗量及单位空气消耗量。分） 七、（15分）某逆流吸收塔，用纯溶剂吸收混合气体中的可溶组分。气体入塔浓度0.01不此处 （摩尔分率），回收率0.9。平衡关系Y*=2X，且知操作液气比为最小液气比1.2此倍，气相传质单元高度HOG=0.9m。……….……….…………….….写书能不处此……….……….…………….….……….……….……….…………….….写书能处不 六、（本18分）某一常压连续精馏塔内对-甲苯的混合液进行分离。原料液组成0.35处此 （摩尔分下同），该物系的平均相对挥发度2.5，饱和蒸汽进料。进量流量为

试求：(1)操作液气比L/V；（5分）(2)所需塔的填料层高度z，m；（6分）0.0006，其他入塔条件不变，则回收率又为多少？（4分）100kmol/h，塔顶产品采出流量为40kmol/h，精馏段操作线方程为𝑦𝑛1

=

0.20求：馏出液组成和釜液组成；（4分）写 (2）提馏段操作线方程式；（5分）书能 (3）最小回流比；(5分)不处 (4）若塔顶第一块板下降的液相组成0.65，该板的气相默夫里效E

。（4分）……….装……….装……….订……….线……….……….……….…………….….写书能不处此

mV,1上海工程技术大学

∵𝑃∗

=𝐶𝑁𝐻32014-201513

𝑁𝐻𝐶𝑁𝐻∴H= 𝑃∗

𝐻0.5824= 7 =9×43.《化工原理（二》期末试卷（A）答案

（2）H≈ 𝜌E𝑀𝑠

=1000=5.9×104E×18

∴E==9.4×104𝑃𝑎=94𝑘𝑃𝑎一、填空题（每空1分，共20分）

（3）m=E𝑃

94

=0.9281、多次部分汽化、多次部分冷凝、塔顶液相回流、塔底产生上升蒸汽2、相等、大于3、0、无穷大、精镏生产开工或实验研究

五、解：11（1）𝐼1=(1.01+1.88𝐻)𝑡11

+2490𝐻4、过热蒸气、最多5、溶解度、高于6、气膜、气膜、气7、汽化、迁移8、降低、降低

=(1.01+1.88×0.009)×120+2490×0.009=145.64𝑘𝑗/𝑘𝑔绝干气1𝐼2=(1.01+1.88𝐻2)𝑡2+2490𝐻21=(1.01+1.88××45+2490×0.022=102.09𝑘𝑗12345612345678910DCCDDAADCC

（2）水分蒸发量

∆I=𝐼1

=43.55𝑘𝑗/𝑘𝑔绝干气920𝑘𝑔第一种解决方法：

G=1∗(1 1)=0×(1 )= ℎ三、10分

𝐺=1(1 1)=

=938.8𝑘𝑔解： 2 1 1

0.2 ℎ（1）由全塔物料衡算得F=D+W

第二种解决方法：

W=

=1000 938.8=61.2𝑘𝑔=0.017𝑘𝑔/𝑠1ℎ1FXF

=DXD

+WWX

𝑋= 1解得D=𝐹(𝑋𝐹𝑋𝑊)=100(0.40.04)=39.6𝑘𝑚𝑜𝑙

1 1𝑋𝐷𝑋𝑤

0.950.04 ℎ

𝑋=

𝑊2W=F-D=100-39.6=60.4kmol/h

2 1 （2）L=RD=2.5×39.6=99kmol/hV=L+D=39.6+99=138.6kmol/h

∵𝑉′=𝑉+(𝑞 1)𝐹

（3）空气的消耗量

W=四、7分

∴𝑉′=138.6+(0.8 ×100=118.6𝑘𝑚𝑜𝑙/ℎ

L=W(𝐻2

𝐻1)=

61.20.022

=4707.7kgh1）根据已知条件

𝑃∗

=987Pa

I=1）根据精馏段操作线方程得

10.022 0.009

=76.92kg干空气/kg水R0.75= +1R =3

𝑁 = 1

ln[(1

0.01010

+0.9259]=6.9根据物料衡算D+W=F

+

R0.2=+1=+𝑅 3=𝐹

𝐷=0.8

1（3）若𝑋′1

=0.0006

𝑂𝐺

1 0.9259 0.001010∴Z=H𝑂𝐺×𝑁𝑂𝐺=0.9×6.9=6.21𝑚𝑋𝐷

𝑋𝐹

𝑌∗D=40kmol.h

SZ不变，所以

2不变，解得：𝑌′=2.09×1032-1 𝑌∗ 2221W=F-D=100-40=60kmol.h-11

𝑌′

0.01010 0.0020940+W=100（2）L=RD=3×40=120kmol.ℎ1∵𝑦′+=

L+

𝑊

,𝑞=0

φ= 𝑌

2= 0.01010 =79.3%𝑚 L+𝑞𝐹 𝑊 𝑚 L+𝑞𝐹 𝑊 𝑊𝑚∴𝑦′+=𝑚

120+0𝑋′𝑋120+0 60

60120+0

×0.05=2𝑋′ 0.05𝑚（3）已知饱和蒸汽进料，所以𝑦𝑞=𝑋𝐹=0.35𝑚∵y= 𝛼𝑥1+(𝛼 1)𝑥∴𝑋𝑞

𝑦=2.5 1.5𝑦

= 0.352.5 1.5×0.35

=0.177𝑅 =

= 0.8 0.35

=2.6𝑚𝑖𝑛

0.35 0.177（4）𝑦∗= 2.5𝑥11 1+(2.51)𝑥1

= 2.5×0.651+(2.51)×0.65

=0.823𝑦2=0.75×0.65+0.2=0.688𝑋𝐷=𝑦1=0.8E =

= 0.8 0.688

=0.83𝑚,𝑉,1

𝑦∗ 𝑦 212

0.688（1）=

𝑌=