化工原理试卷2010A下答案

命题人：董立春组题人：审题人：谭世语命题时间：2009.06.06教务处制命题人：董立春组题人：审题人：谭世语命题时间：2009.06.06教务处制学院专业、班年级学号姓名公平竞争、诚实守信、严肃考纪、拒绝作弊封线密CONTROLForms.OptionButton.1\s

CONTROLForms.OptionButton.1\s2009~2010学年第2学期开课学院：化学化工课程号：22006625考试日期：2009.06.18CONTROLForms.Label.1\sCONTROLForms.OptionButton.1\sCONTROLForms.OptionButton.1\sCONTROLForms.OptionButton.1\s考试时间：120分钟题号一二三四五六七八九十总分得分注：1.大标题用四号宋体、小标题及正文推荐用小四号宋体；2.按A4纸缩小打印一．填空题（20分）1.蒸馏是分离液体混合物的单元操作；吸收是分离气体混合物的单元操作；干燥是分离固液混合物的单元操作。2.吸收过程计算中，其中传质单元数是表示分离任务难易的参数，而传质单元高度表示_传质设备性能高低的参数。3．一吸收过程相平衡常数m=1,气膜吸收系数ky=110-4，液膜吸收系数为气膜吸收系数的100倍，则此吸收过程为__气相控制，总的吸收系数Ky为__9.910-5。4．某精馏塔在操作时，加料状态由原来的饱和液体进料改为混合物进料，且保持F、XF，R、D不变，则此时XD减小，V__不变_，L_不变。（增大、减小、不变）。A“精馏设计中，当回流比增大时所需理论板数减小，同时蒸馏釜中所需加热蒸汽消耗量增加。混合溶液被加热到第一个气饱时的温度为泡点，气体被冷却到出现第一滴液珠时的温度为露点。7.在逆流吸收塔中用纯溶剂吸收混合气中易溶组分，填料为无限高，入塔Y1＝8％，平衡关系Y＝2X，若液气比（摩尔比）为1时，吸收率η＝50%__。8.已知氨水中溶质的质量百分数为25%,则氨水的摩尔分率为26%_。9.用溶剂S分离A、B液相混合物（A为溶质），二相平衡时萃取相中yA=0.2,yS=0.6;萃余相中xA=0.15,xS=0.05,则分配系数kA=4/3，选择性系数β为__16/3__。10．空气越潮湿，则干球温度计读数相差越小。恒定干燥条件下，恒速干燥阶段物料的表面温度为_空气湿球温度。二．选择题（20分）1.某混合气与溶液接触，已知该物系的平衡方程为ye=1.0x，当溶液中溶质含量为0.04（摩尔分率，下同），气相中溶质含量为0.05，该过程为A。(A)吸收 (B)解吸 (C)平衡 (D)无法确定2.气体吸收过程,当操作压力增加，亨利常数m将B,吸收速率将A(A)增加(B)减少(C)不变(D)不能确定3.下述说法中错误的是____B_____。(A)板式塔内气液逐级接触，填料塔内气液连续接触；(B)精馏用板式塔，吸收用填料塔；(C)精馏既可以用板式塔，也可以用填料塔；(D)吸收既可以用板式塔，也可以用填料塔。4.下列单元操作不属于传质过程的是A。A．蒸发B.蒸馏C.吸收D.干燥5．如图所示的几种进料情况的q线，表示为气液混合物进料的为__B___。1．线12.线23．线34。线46．在图解法求理论塔板数过程中，如进料浓度发生变化，将使B。A．平衡线发生变化；B.操作线斜率发生变化；C.q线斜率发生变化；D.以上都不变；7.某精馏塔精馏段板数为N1层，提馏段理论板数为N2层，现因设备改造，提馏段板数增加，精馏段板数不变，且F、xf、q、R、V等均不变，则此时__A___。A.xw减小，xD增加B.xw减小，xD不变C.xw减小，xD减小D.xw减小，xD的变化视具体情况而定。8.已知物料的临界自由含水量为0.2kg水/kg绝干物料，空气的干球温度为t，湿球温度为tW，露点为td。现将该物料自初始自由含水量X1=0.45kg水/kg绝干物料，干燥至自由含水量X2=0.1kg水/kg绝干物料，则干燥物料表面温度tm：___A____。(A)tm＞tw(B)tm=t(C)tm=td(D)tm=tw9.流率为800kmol/h组成为0.4的二元理想溶液精馏分离，要求塔顶产品组成达到0.7，塔底残液组成不超过0.1，泡点进料，回流比为2.5。要使塔顶采出量达到500kmol/h,应采取措施__D____。(A)增加塔板数；(B)加大回流比；(C)改变进料热状况；(D)增加进料量10．气流干燥器一般是在瞬间完成的，故气流干燥器最适宜干燥物料中的D_。A.自由水分；B.平衡水分C.结合水分D.非结合水三．问答题（10分）详细介绍膜分离过程中的浓差极化想象(现象介绍，发生原因，并推导浓差极化比与透过速率的数学公式)，及其影响。四．计算题（50分）(1).在常压下逆流操作的填料吸收塔中，用纯溶剂吸收混合气体中的溶质组分。入塔气体流量为47.5kmol/h（标准状况），入塔气体中溶质的浓度为5%（体积），吸收率为90%，操作条件下的气液平衡关系为Y*=1.5X，液气比L/V=3，试求（1）出塔液体浓度X1；（2）NOG解：（1）（2）（2）用一精馏塔分离某二元理想混合物，进料量为100kmol/h，其中易挥发组分的摩尔分数为0.4，进料为饱和蒸气，塔顶采用全凝器且为泡点回流，塔釜用间接蒸汽加热。已知两组分间的平均相对挥发度为3.0，精馏段操作线方程为yn+1=0.75xn+0.2375,塔顶产品中易挥发组分的回收率为0.95，试求：(1)操作回流比、塔顶产品中易挥发组分的摩尔分数；(2)塔底产品的流量和塔底产品中易挥发组分的摩尔分数；(3)精馏段的气相负荷、提馏段的气相负荷；（4）最小回流比；（5）提馏段操作线方程和q线方程；（6）塔顶第2块理论板上升蒸气的组成；解：由操作线方程yn+1=0.75xn+0.2375得R=3xD=0.95。D=40kmol/hW=F-D=60kmol/hxw=0.033L=RD=340=120kmol/hkmol/hkmol/hkmol/h得提馏段操作线方程：q线方程y=0.4。(3).一理想干燥器在总压100kPa下将物料由含水50%（湿基）干燥至含水1%（湿基），湿物料的处理量为20kg/s。室外空气温度为25ºC，湿度为0.005kg/kg干气，经预热后进入干燥器，废气排出温度为50ºC，相对湿度60%。试求：(1)空气用量V；(2)预热温度；(3)干燥器热效率。解：（1）