化工原理复习题1

一、填空、判断与选择题（40分）1（2分）某一操作中吸收塔，若吸收剂的温度突然升高，贝ijq说法不正确。A.Y,X不变；B.Y增大，X不变；C.Y：增大，X］不变；2D.［不变，X1减小。（4分）在某吸收系统中，已知k=3.8X10-4kmol/m2-s,£=1.25X10-2kmol/m2,s,平衡关系y=x,贝K=3.69X10-4kmol/（m2•s）,此气体是易溶气体，此过程属于气膜控制，欲强化此过程应增加总压和增大气流速度。（6分）如附图1所示，在密闭容器内存在某种低浓度水溶液，容器内压强为P，溶液温度为t,溶质含量为c（x）,试问：（1）若将0N压入容器，则E不变，H不变，m变小，p不变；⑵若溶液温度t下降,则e^小,h^小，m^r,pe里小;（3）注入溶质A,则■丁不变，3■^变而¥变，大二4（4分）某吸收塔中，物系的平衡线方程为y=2.0x,操作线方程为y=3.5x+0.001,当y=0.06,y2=0.002时,xj1.686X10-2,x2=2.857X10-4,L/V=3.5,气相传质单元数N=6.79。1 25（2分）对于低浓度气体吸收，部分吸收剂（L/2）从塔中部循环入塔，如附图2所示。设L=V,则其操作线应为（b）。

0;蒸汽是液体2倍的混6(3分)饱和液体的q二合进料液的q=1/30;蒸汽是液体2倍的混6(3分)饱和液体的q二合进料液的q=1/3。1;饱和蒸汽的口二流比为(马)，塔顶产品浓度.为(工)(A)0-9 (B)3 (C)0D96-(D)4 (E)0.98 (F)28(2分)板式塔精馏操作，已知物系在操作条件下，相对挥发度为a,操作方程为y=ax+b,设第n块板为一理论板，进出该板各物流如附图3示，贝Uy/口x_的关系是(2)：(A) %+i=ft+b(B)(C)①)v>___71+1 1+(a(B)(C)①)(2分)当大液气比操作时，宜采用(C)。(A)齿形堰； (B)低的堰长塔径比(L/D)；(C)双溢流或高的(L/D)； (D)圆形堰 W（2分）塔板上布置安定区的目的是为了（B）。（A）防止雾沫夹带量过高；（B）防止越堰液体的气体夹带量过高（C）防止漏液量过大； （D）液体分布不均匀11（2分）一般情况下，溶质A的分配系数k（D）。（A）大于1； （B）小于1； （C）等于1； （D）难以判断12（2分）在单级萃取过程中，若萃取剂用量减少，则萃取相yA，萃余相飞上，脱去溶剂后萃取液y02，萃余液xoj_。 1（A）变大（B）变小；（C）不变；；飞）不确定4一13（2分）干燥介质的温度和流速相同，在H、H两种湿度下测得干燥速率曲线如附图4所示，这表明H（上）H。 ab（A）大于；（B）小于；（0等于7D）接近于14（3分）在恒定干燥条件下，将含水35%（湿基）的湿物料进行干燥，开始时干燥速度恒定，当干燥至含水量为8%（干基）时，干燥速率开始下降，再继续干燥至物料恒重，并测得此时物料含水量为0.08%（干基）。则物料的临界含水量为且％（干基），平衡含水量为0.物%（干基），自由含水量为53.含%斤基）。15（2分）物料含结合水和非结合水的分界是（C）。（A）等速干燥阶段终点； （B）降速干衣段终点；（C）水分与纯水的蒸汽压相等；（D）第一和第二降速阶段的交点。二、分析与判断题（24分）1（8分）某吸收塔H=8,气体流量G与组成y和液相组成x不变，试绘出以下两种情况下的操作线（平衡线如附图5所示）。 2（1）L/G〉m；（2分）

增加L/G能否使气体出口含量y（2）增加L/G能否使气体出口含量y（2）L/GVm；（2分）（3）试讨论在以上两种情况下，降低？（4分）22在第一种情况下，增加匕/6不会降低丫（丫恒定不变），只会无谓地降低x，增大操作的负荷；在第二种情况下，增加L/G对降低y效果显著。12（8分）连续精馏操作，原工况为泡点进料，现由于某种原因原料温度降低，使q〉1,进料浓度x,塔顶采出率口/F及进料位置均保持不变。试判断： F（1）（2分）塔釜蒸汽量V’保持不变，则塔釜加热量Q不变，塔R-顶冷量Q变小，X,变小，X,变大；（2）2+4分）保持回就匕R不变—塔釜加热量Q变大，塔顶冷量QC不变，X,变大，X,变小（变大，变小，不变下确定），并分别画图6所示意新旧工况的操作线变化。4

43（8分）如附图7所示，当采用部分废气循环，废气先混合、后预热流程和新鲜气先预热后混合流程，试分析比较两种方案耗热量的大小并说明理由。先预热后混合流程先预热后混合流程 _-一一… - - 、一M热流程还是先预热后混合流程，耗热应该一样，只不过先预热后混合，答：从图中可看出，由焓差（I— _-一一… - - 、一M热流程还是先预热后混合流程，耗热应该一样，只不过先预热后混合，三、计算题（36分）1（10分）在常压操作的逆流吸收塔内，用纯溶剂吸收混合气中的可溶组分人，入塔气体中A的摩尔分率为丫=0.03,要求吸收率〃=0.80。现已知操作条件下的$=064=0.8（0二常数），平衡条件y=0乂，与入塔气体成平衡的液相浓度x* 0.03。试计算：①操作液气匕匕为最小液气比的倍数；（4分）②吸收液的出口浓度；（2分）③完成上述分离任务所需的气相传质单元数N。（4分）

TOC\o"1-5"\h\z解：①根据=0.03,=0.03及y=m'得和=乃/x；=1 （1分）乂根据S=mG/£=0.8得操作的液气比为1/G=1/0.8=1.25（1分）最小液♦比为（乙G）w=三二21=」^—=f?m=0.80 （1分）M-心v\/m-0・操作液’1比为垠小液气比的倍数a=9=1.563 （1分）CG）皿0.80②吸收液的出口浓及项=j+勺（凹—%）=，X0.03x0.8=（10192（2分）' 1 ' -1" 1.25，-,M ] 1 —吟1 1 0.03-0.0192 「八③％= In- L= In =2,9414分）1-Sv2-mx21-0.8 0.03（1-0,80）-02（10分）某二组分混合液用精馏分离，其进料摩尔分率为0.5,泡点进料，系统的相对挥发度a=2,塔顶出料量是进料量的60%（摩尔比）。如果所采用的精馏塔的理论塔板数为无穷多块，试计算：R=0.8时，塔顶与塔底的组成各为多少？五二0.8。分）（2分）解：已知：D=0.60F,W=0.40F,xF=0.5,q=1,戊=2.0,两段五二0.8。分）（2分）TOC\o"1-5"\h\zR1 4 5y= xh xn=—xh■—=0.444x+0.555xn （1）"R+lR+l9 9RD+F W RD/F+lW/F（R+1）D（R+1）D"（R+1）D/F（R+1）D/F=1.370x-0.370xw （2）相平衡方程：歹=2x/（I+x）（3） （1分）从题给参数知，两段操作线的斜率-•定,当精播塔的理论塔板数为无穷多时，必有两段的操作线与平衡线相交，此时精饰塔的分离能力达到最大值，如图示。（2分）当/二。5时，由式（3）得：J、=6667（1分）将勺=0.5,yF=0.667分别代入式（1）和式（2）得xD=0.80,xw=0.05 （2分，各1分）检验：根据物料衡算约束式有：xn <Fxr；/D=0.61x0.50=0.833,xn=0.80<0,833故满足物料衡算式的要求。（1分）3（6分）某混合液含溶质A为50%,溶质B为50%,用纯溶剂进行单级萃取，物系的相平衡关系如附图所示，试求在多大溶剂比下操作所获得的萃取液浓度最高？此时溶质的萃余率为多少？并写出作图步骤。解：（1）根据x确定F的位置，连接FS；（2）过S点作溶解度曲线的切线SE,并延长至于AB线相交，得最大萃取液的组成y0=0,88；（3）过E点作ABa'的平行线与辅助曲线相交于点H,再过H点作AS线的平行线与溶解度曲线相交于点匕连接E、R得最大萃取液组成下所对应的平衡联结线ER。（4）联S、R,并将SR线延伸至与AB边相交，得满足该条件下的萃余率，即x0=0.24。附图84（10分）某湿物料的的干燥速率在恒速段为U=1.5kg（水）/（m2.h）,在降速段的干燥速率为厂7.5乂-0.75。若将该物料从、=0.6干燥到X2=0.15kg（水）/kg（绝干物料），试求干燥时间（已知G/A=20kg/m2）。解：（1）临界含水率X。和平衡含水率X*TOC\o"1-5"\h\zU=7.54-0.75=1.5=>冗=0.3 （2分）U=7.5X*-0.75=0=>X*=0.1 （2分）（2）干燥过程经历了两个阶段，恒速干燥阶段和降速干燥阶段所需干燥时间①X从％