化工原理复习4小练习题

.PAGE.六、蒸馏★习题：蒸馏是分离的一种方法,其分离依据是混合物中各组分的,分离的条件是。答案：均相液体混合物挥发性差异造成气液两相系统★习题：在t-x-y图中的气液共存区内,气液两相温度,但气相组成液相组成,而两相的量可根据来确定。答案：相等大于杠杆规则★习题：当气液两相组成相同时,则气相露点温度液相泡点温度。答案：大于〔每空1分★习题：双组分溶液的相对挥发度α是溶液中的挥发度对的挥发度之比,若α=1表示。物系的α值愈大,在x-y图中的平衡曲线愈对角线。答案：易挥发组分难挥发组分不能用普通蒸馏方法分离远离★习题：工业生产中在精馏塔内将过程和过程有机结合起来而实现操作的。而是精馏与普通精馏的本质区别。答案：多次部分气化多次部分冷凝回流★习题：精馏塔的作用是。答案：提供气液接触进行传热和传质的场所。★习题：在连续精馏塔内,加料板以上的塔段称为,其作用是；加料板以下的塔段〔包括加料板称为,其作用是。答案：精馏段提浓上升蒸汽中易挥发组分提馏段提浓下降液体中难挥发组分★习题：离开理论板时,气液两相达到状态,即两相相等,互成平衡。答案：平衡温度组成★习题：精馏塔的塔顶温度总是低于塔底温度,其原因有〔1和〔2。答案：塔顶易挥发组分含量高塔底压力高于塔顶〔每空2分,共4分★习题：精馏过程回流比R的定义式为；对于一定的分离任务来说,当R=时,所需理论板数为最少,此种操作称为；而R=时,所需理论板数为∞。答案：R=∞全回流Rmin★习题：精馏塔有进料热状况,其中以进料q值最大,进料温度泡点温度。答案：五种冷液体小于★习题：某连续精馏塔中,若精馏段操作线方程的截距等于零,则回流比等于,馏出液流量等于,操作线方程为。答案：∞零yn+1=xn★习题：在操作的精馏塔中,第一板及第二板气液两相组成分别为y1,x1及y2,x2；则它们的大小顺序为最大,第二,第三,而最小。答案：y1y2x1x2★习题：对于不同的进料热状况,xq、yq与xF的关系为〔1冷液进料：xqxF,yqxF；〔2饱和液体进料：xqxF,yqxF；〔3气液混合物进料：xqxF,yqxFf；〔4饱和蒸汽进料：xqxF,yqxF；〔5过热蒸汽进料：xqxF,yqxF；答案：大于大于等于大于小于大于小于等于小于小于★习题：精馏操作时,增大回流比R,其他操作条件不变,则精馏段液气比〔,馏出液组成xD<>,釜残液组成xW<>.A增加B不变C不确定D减小答案：AAD★习题：精馏塔的设计中,若进料热状况由原来的饱和蒸气进料改为饱和液体进料,回流比及其他条件维持不变,则所需的理论塔板数NT〔,提馏段下降液体流量L/〔。A减小B不变C增加D不确定答案：AC★习题：对于饱和蒸汽进料,则有〔L,〔V。A等于B小于C大于D不确定答案：AB★习题：精馏塔中由塔顶向下的第n-1,n,n+1层塔板,其气相组成关系为〔Ayn+1>yn>yn-1Byn+1=yn=yn-1Cyn+1<yn<yn-1D不确定答案：C★习题：某两组分混合物,其中A为易挥发组分,液相组成xA=0.4,相应的泡点温度为t1,气相组成yA=0.4,相应的露点温度为t2,则〔At1<t1Bt1=t1Ct1>t1答案：A<1分>★习题：完成某分离任务需理论板数为NT=7〔包括再沸器,若ET=50%,则塔内需实际板数〔不包括再沸器为〔A14层B10层C12层D无法确定答案：C★习题：若进料量、进料组成、进料热状况都不变,要提高xD,可采用〔A、减小回流比B、增加提馏段理论板数C、增加精馏段理论板数D、塔釜保温良好答案：C★习题：在精馏操作中,若进料位置过高,会造成〔釜残液中易挥发组分含量增高实际板数减少馏出液中难挥发组分含量增高各组分含量没有变化答案：C★习题：精馏塔采用全回流时,其两操作线〔与对角线重合距平衡线最近斜率为零在y轴上的截距为1答案：A★习题：精馏的两操作线都是直线,主要是基于〔理论板的概念理想溶液服从拉乌尔定律恒摩尔流假设答案：D★习题：当xF、xD、xW和q一定时,若减小回流比R,其他条件不变,则〔精馏段操作线的斜率变小,两操作线远离平衡线精馏段操作线的斜率变小,两操作线靠近平衡线精馏段操作线的斜率变大,两操作线远离平衡线精馏段操作线的斜率变大,两操作线靠近平衡线答案：B★习题：理想溶液中组分的相对挥发度等于同温度下两纯组分的饱和蒸汽压之比〔答案：〔√<1分>★习题：从相平衡x-y图中可以看出,平衡曲线距离对角线越近,则表示该溶液越容易分离〔答案：〔×★习题：用于精馏计算的恒摩尔液流假定,就是指从塔内两段每一层塔板下降的液体摩尔流量都相等〔答案：〔×★习题：精馏段操作线的斜率随回流比的增大而增大,所以当全回流时精馏段操作线斜率为无穷大〔答案：〔×★习题：用图解法求理论塔板数时,适宜的进料位置应该在跨过两操作线交点的梯级上〔答案：〔√★习题：当进料量、进料组成及分离要求都一定时,两组分连续精馏塔所需理论塔板数的多少与〔1操作回流比有关〔〔2原料液的温度有关〔答案：〔1〔√〔2〔√★习题：对于精馏塔的任何一层理论板来说,其上升蒸汽的温度必然等于其下降液体的温度〔答案：〔√★习题：当F、xF一定时,只要规定了分离程度xD和xW,则D和W也就被确定了〔答案：〔√★习题：当精馏操作的回流比减少至最小回流比时,所需理论板数为最小〔答案：〔×★习题：在精馏操作中,若进料的热状况不同,则提馏段操作线的位置不会发生变化〔答案：〔×★习题：简述在定压下,苯－甲苯混和液的t－x－y图中的两条曲线和三个区域的名称。答案：答：图中有两条曲线：下方曲线为t－x线,称为饱和液体线或泡点线；上方曲线为t－y线,称为饱和蒸气线或露点线。两条曲线将t－x－y图分成三个区域：饱和液体线以下区域称为液相区；饱和蒸气线以上区域称为过热蒸气区；两曲线之间的区域称为气、液共存区。★习题：简述精馏原理,实现精馏定态操作的必要条件是什么？答案：答：精馏原理：精馏是利用组分挥发度的差异,同时进行多次部分气化和多次部分冷凝的过程。上升蒸气流和液体回流是造成气、液两相以实现精馏定态操作的必要条件。★习题：连续精馏流程中主要由哪些设备所组成？还有哪些辅助设备？答案：答：主要由精馏塔、塔顶冷凝器和塔底再沸器等设备组成。辅助设备有：原料液预热器、产品冷却器、回流液泵等。★习题：简述恒摩尔流假定。在精馏计算中有何意义？答案：答：恒摩尔流假定是指在精馏塔的精馏段和提馏段内,本段内各板上升蒸气摩尔流量相等,下降液体摩尔流量相等,但两段之间不一定相等。意义是精馏的计算都是以恒摩尔流为前提的,这样可简化精馏计算。★习题：写出实际生产中加入精馏塔的原料的五种热状况及它们的q值。答案：答：原料的五种热状况为：〔1冷液进料,q>1。〔2饱和液体进料,又称泡点进料,q＝1。〔3气、液混合物进料,q＝0～1。〔4饱和蒸气进料,又称露点进料,q＝0。〔5过热蒸气进料,q<0。★习题：何谓适宜回流比？在精馏设计计算中怎样确定？其范围如何？答案：答：精馏操作费用和设备投资费用之和为最低时的回流比,称为适宜回流比。在精馏设计计算中,一般不进行经济衡算,常采用经验值。〔1.5分据生产数据统计,适宜回流比的范围可取为：R＝〔1.1～2Rmin。〔1.5分★习题：什么时全塔效率ET？在精馏设计中ET如何确定？答案：答：全塔效率ET又称总塔板效率,是指一定分离任务下,所需理论塔板数NT和实际板数NP的比值,即ET＝×100％。在精馏设计中,由于影响ET的因素非常复杂,故一般用经验或半经验公式估算,也可采用生产实际或经验数据。★习题：简述什么叫填料精馏塔的等板高度HETP？答案：答：假想在填料塔内,将填料层分为若干个高度单元,每个单元的作用相当于一层理论板,此单元填料高度称为理论板当量高度,又称为等板高度,以HETP表示。★习题：通常对特定的精馏塔和物系,影响精馏操作的因素有哪些？答案：答：影响因素有：〔1塔内操作压强〔2进、出塔的物料流量〔3回流比〔4进料组成和热状况〔5再沸器和冷凝器的传热性能和条件〔6设备散热情况〔每个影响因素给0.5分,6个共3分★习题：简述间歇精馏的操作方式和适用场合。答案：答：间歇精馏的操作方式有三种：〔1恒回流比操作。〔2恒馏出液组成操作。〔3以上两种操作联合的组合式操作〔每点1分,合计3分适用场合：小批量、多品种的生产或实验场合,也适用于多组分的初步分离。★习题：简述什么叫恒沸精馏？答案：答：在混和液〔恒沸液中加入第三组分〔称为夹带剂,该组分与原混和液中的一个或两个组分形成新的恒沸液,且其沸点更低,使组分间相对挥发度增大而得以分离,这种精馏方法称为恒沸精馏。★习题：什么叫萃取精馏？答案：答：萃取精馏也是在待分离的混和液中加入第三组分〔称为萃取剂或溶剂,以改变原组分间的相对挥发度而得到分离。不同的是萃取剂的沸点较原料液中各组分的沸点要高,且不与组分形成恒沸液。七、吸收★习题吸收操作的依据是＿＿＿＿＿,以达到分离气体混合物的目的。混合气体中,能够溶解于溶剂中的组分称为＿＿＿＿＿或＿＿＿＿＿。答案：各组分在同一种溶剂中溶解度的差异吸收质〔0.5分溶质〔0.5分★习题若某气体在水中的亨利系数E值很大,说明该气体为＿＿＿＿＿气体。在吸收操作中＿＿压力和＿＿＿＿＿湿度可提高气体的溶解度,有利于吸收。答案：难溶增加降低★习题对接近常压的溶质浓度低的气液平衡系统,当总压增大时,亨利系数E＿＿＿＿＿,相平衡常数m＿＿＿＿＿,溶解度系数H＿＿＿＿＿。答案：不变减小不变★习题由于吸收过程中气相溶质分压总是＿＿＿＿＿溶质的平衡分压,因此吸收操作线总在平衡线的＿＿＿＿＿。答案：大于上方★习题当V,Y1,Y2及X2一定时,增加吸收剂用量,操作线的斜率＿＿＿＿,吸收推动力＿＿＿＿；此斜率又称为＿＿＿。答案：增大增加液气比★习题吸收因数S可表示为＿＿＿＿＿,它是＿＿＿＿＿＿＿＿＿与＿＿＿＿＿＿＿得比值。答案：Mv/L平衡线斜率m操作线斜率L/V★习题当吸收剂用量为最少用量时,吸收过程的推动力为＿＿＿＿＿,则所需填料层高度将为＿＿＿。答案：零无限高★习题双膜理论是将整个相际传质过程简化为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。答案：经由气、液两膜层的分子扩散过程★习题吸收过程中,KY是以＿＿＿＿＿为推动力的总吸收系数,它的平位是＿＿＿＿＿。答案：Y-Y*Kmol/<m2﹒s>★习题用水吸收氨-空气混合气体中的氨,它是属于＿＿＿＿＿控制的吸收过程,对于该过程来说,要提高吸收速率,则应该设法减小＿＿＿＿＿。答案：气膜气膜阻力★习题若总吸收系数和分吸收系数间的关系可表示为1/KL=1/KL+H/KG,其中1/KL表示＿＿＿＿＿,当＿＿＿＿＿项可忽略时,表示该吸收过程为液膜控制。答案：液膜阻力H/KG★习题在吸收过程中,由于吸收质不断进入液相,所以混合气体量由塔底至塔顶＿＿＿＿＿。在计算塔径时一般应以＿＿＿＿＿的气量为依据。答案：逐渐减少塔底★习题求传质单元数时,对于低浓度气体吸收,当平衡线为直线可用＿＿＿＿＿法,当平衡线为弯曲程度不大的曲线时可用＿＿＿＿＿法,当平衡线为任意形状曲线时可用＿＿＿＿＿法。答案：解析法梯形图解图解积分★习题有利于吸收操作的条件〔〔A温度下降,总压上升〔B温度上升,总压下降〔C温度、总压均下降〔D温度、总压均上升答案：〔A★习题对于一定的物系,当温度升高时,溶解度系数H与相平衡常数m的变化为〔答案：〔D★习题"液膜控制"吸收过程的条件是〔〔A易溶气体,气膜阻力可忽略。〔B难溶气体,气膜阻力可忽略。〔C易溶气体,液膜阻力可忽略。〔D难溶气体,液膜阻力可忽略。答案：〔B★习题吸收操作的作用是分离〔〔A气体混合物。〔B液体均相混合物。〔C气液混合物。〔D部分互溶的液体混合物。答案：〔A★习题当Y,Y1,Y2及X2一定时,减少吸收剂用量,则所需填料层高度Z与液相出口浓度X1的变化为〔〔AZ,X1均增加。〔BZ,X1均减小。〔CZ减少,X1增加。〔DZ增加,X1减小。答案：〔A★习题在一符合亨利定律的气液平衡系统中,溶液在气相中的摩尔浓度与其在液相中的摩尔浓度的差值为〔〔A正值。〔B负值。〔C零。〔D不确定。答案：〔D★习题在吸收操作中,吸收塔某一截面上的总推动力〔以液相组成差表示为〔〔AX*-X。〔BX-X*。〔CXi-X。〔DX-Xi。答案：〔A★习题某吸收过程,已知气膜吸收系数Ky为4﹡10－4Kmol／〔m2﹒s,液膜吸收系数Kx为8﹡10－4Kmol／〔m2﹒s,由此可判断该过程〔〔A气膜控制。〔B液膜控制。〔C判断依据不足。〔D双膜控制。答案：〔C★习题在逆流吸收塔中,用清水吸收混合气中溶质组分。其液气比L／V为2.7,平衡关系可表示为Y＝1.5X〔X,Y为摩尔比,溶质的回收率为90％,则液气比与最小液气比的比值为〔〔A1.5。〔B1.8。〔C2。〔D3。答案：〔C★习题在填料塔中用清水吸收混合气中的氨,但用水量减少时,气相总传质单元数NOG将〔〔A增加。〔B减小。〔C不变。〔D不确定。答案：〔A★习题用水吸收空气中微量氨的操作,在一定的温度和压强下,只要用水量足够小,接触时间足够长,就能得到很浓的氨水〔答案：〔X★习题用水吸收氧的操作,可视为液膜控制的吸收过程〔答案：〔√★习题以气相组分或液相组成表示总推动力的总吸收速率方程式,都不能直接用于全塔计算〔答案：〔√★习题定态操作的连续逆流吸收塔,其操作线方程式与塔内操作温度和压强都有关〔答案：〔X★习题亨利定律是描述互成平衡的气,液两相间组成关系的。所以可用于任意条件下的气,液平衡计算〔答案：〔X★习题扩散系数是物质的特性常数之一,其值可由实验测定,或从手册中查得〔答案：〔√★习题在吸收计算中,为方便起见,常采用物质的量之比Y和X分别表示气,液两相的组成〔答案：〔√★习题利用相平衡关系可判断过程进行的方向。若气相的实际组成Y小于与液相呈平衡的组成Y*<=mx>,则为吸收过程〔答案：〔X★习题一般来说,增大吸收剂用量,降低入口温度和组成,都可增大吸收推动力,从而提高吸收率〔答案：〔√★习题简述选择吸收剂时,一般应考虑哪些因素？答案：答：一般应考虑如下因素：吸收剂应对被分离组分有较大的溶解度。吸收剂应有较高的选择性。吸收后的溶剂应易于再生。溶剂的蒸气压更低,粘度较低,化学稳定性较高。吸收剂应尽可能价廉易得,无毒,不易燃,腐蚀性小。〔每个因素1分,5个共5分★习题写出亨利定律的四种表达式,该定律的应用条件是什么？答案：答：亨利定律的四种表达式为：p*＝E·xp*＝c∕Hy*＝m·xy*＝mx亨利定律只能用于总压不太高时的稀溶液。★习题相平衡关系在吸收操作中有何应用？答案：答：有下面几方面的应用：选择吸收剂和确定适宜的操作条件。判断过程进行的方向。计算过程推动力。确定过程进行的极限。〔每点1分,共4分★习题什么叫分子扩散？什么叫对流扩散？答案：答：由于分子的无规则热运动而造成的物质传递现象称为分子扩散,简称为扩散。对流扩散即湍流主体与相界之间的分子扩散与涡流扩散两种传质作用的总称。★习题简述双膜理论的基本论点？答案：答：其基本论点如下：相互接触的气,液流体间存在着定态的相界面,界面两侧分别存在气膜和液膜,吸收质以分子扩散方式通过此两膜层。在相界面处,气液两相处于平衡。膜内流体呈滞流流动,膜外流体呈湍流流动,全部组成变化集中在两个有效膜层内。★习题简述在使用吸收速率方程式时,需注意哪些事项？答案：答：=1\*GB2⑴在使用总吸收速率方程式时,应注意在整个吸收过程所涉及的组成范围内,平衡关系需为直线,即应符合亨利定律。否则即使KyKx为常数,总系数仍会随组成而变化,这将不便于用来进行吸收塔的计算。=2\*GB2⑵吸收速率方程式只适用于表示定态操作的吸收塔内任一横截面上的速率关系,而不能直接用来描述全塔的吸收速率。=3\*GB2⑶必须注意各速率方程式中吸收系数与推动力的正确搭配及其单位的一致性。〔4对于具有中等溶解度的气体而平衡关系不为直线时,不宜采用总系数表示的速率方程式。★习题分析吸收剂用量L的大小与吸收的操作费及设备费的关系,如何确定适宜液气比？答案：答：L的大小与吸收操作费及设备费密切相关。在L>Lmin的前提下,若L增大,塔高可降低,设备费较低,但操作费较高。反之,若L减小,则操作费减低,而设备费增高。故应权衡利弊。要确定适宜的液气比应使以上两种费用之和为最小。根据生产实践经验,一般取L∕V＝〔1.1～2.0〔L∕Vmin或L＝〔1.1～2.0Lmin★习题何谓气相总传质单元高度和气相总传质单元数？答案：答：在填料层高度Z的基本计算式Z=,该式右端的数据V／<KyaΩ>是过程条件所决定的数组,具有高度的单位称为气相总传质单元高度,以HOG表示。式中积分项内的分子与分母具有相同的单位,整个积分值为一个无因次的纯数,称为气相总传质单元数,以NOG表示。★习题用对数平均推动力法来计算传质单元数的应用条件是什么？答案：答：在吸收操作所涉及的组成范围内,若平衡线和操作线均为直线时,则可用对数平均推动力法来计算传质单元数。★习题影响溶质吸收率ΦA的因素有哪些？吸收塔在操作过程中可调节的因素是什么？答案：答：影响溶质吸收率ΦA的因素有：物系本身的性质,设备情况〔结构,传质面积等及操作条件〔温度,压强,液相流量及入口组成。因为气相入口条件不能随意改变,塔设备又固定,所以吸收塔在操作过程中可调节的因素只能改变吸收剂的入口条件,其中包括流量,组成和温度三个因素。十、干燥在101.33kPa的总压下,在间壁式换热器中将温度为293K,相对湿度为80%的是空气加热,则该空气下列状态参数的变化趋势是：湿度：_____________,相对湿度：__________,露点td_________。在101.33kPa的总压下,将饱和空气的温度从t1降至t2,则该空气下列状态参数的变化趋势是：湿度：_____________,相对湿度：__________,露点td_________。在实际的干燥操作中,常用____干、湿温度计________来测量空气的湿度。测定空气中水汽分压的实验方法是测量_____露点_____。对流干燥操作的必要条件是___________________；干燥过程是__________相结合的过程。在101.33kPa的总压下,已知空气温为40℃,其相对湿度为60%,且40℃下水的饱和蒸汽压为7.38kPa,则该空气的湿度为____0.02843_________kg/kg绝干气,其焓为____113.3在一定的温度和总压强下,以湿空气做干燥介质,当所用空气的湿度减少时,则湿物料的平XX分相应____减小______,其自由水分相应____增大_______。恒定的干燥条件是指空气_____温度_____,____湿度________,______流速_______均不变的过程。恒速干燥阶段又称___表面汽化_______控制阶段,影响该阶段干燥速度的主要因素是__干燥介质的状况、流速及其与物料的接触方式_______；降速干燥阶段又称____内部迁移_____控制阶段,影响该阶段干燥速度的主要因素是____物料结构_____。10.在恒速干燥阶段,湿物料表面的温度近似等于____热空气的湿球温度______。11.在常温和40℃下,测的湿物料的干基含水量X与空气的相对湿度之间的平衡关系为：当相对湿度=100%时,结合水含量为0.26kg/kg绝干料；当相对湿度=40%时,平衡含水量X*=0.04kg/kg绝干料。已知该物料的初始含水量X1=0.43kg/kg绝干料,现让该物料在40℃下与与相对湿度为40%的空气充分接触,非结合水含量为______kg/kg绝干料,自由含水量为12.干燥速度的一般表达式为___________。在表面汽化控制阶段,则可将干燥速度表达式为_______________________。13.在恒定干燥条件下测的湿物料的干燥速度曲线如本题附图所示。其恒速阶段干燥速度为_________kg水〔m2.h,临界含水量为____________kg/kg绝干料,平衡含水量为____________kg/kg绝水量。14.理想干燥器或等焓干燥过程是指________________,干燥介质进入和离开干燥器的含焓值________________。15.写出三种对流干燥器的名称_________,_______________,_____________.固体颗粒在气流干燥器中经历_______和_________两个运动阶段,其中_____是最有效的干燥区域。二、选择题1.已知湿空气的如下两个参数,便可确定其他参数<>A.H,pB.H,tdC.H,tD.I,tas2.当空气的相对湿度φ=60％时,则其三个温度t<干球温度>,<湿球温度>,td<露点>之间的关系为<B>A.t==tdB.t＞＞tdC.t＜＜tdD.t＞=td3.湿空气在预热过程中不变化的参数是<>A.焓B.相对湿度C.湿球温度D.露点4.物料的平XX分一定是<A>A.结合水分B.非结合水分C.临界水分D.自由水分5.在恒定条件下将含水量为0.2<干基,下同>的湿物料进行干燥,当干燥至含水量为0.05时干燥速率开始下降,再继续干燥至恒重,测得此时含水量为0.004,则物料的临界含水量为<>A.0.05B.0.20C.0.004D6.同一物料,如恒速阶段的干燥速率加快则该项物料的临界含水量将<C>A.不变B.减少C.增大D.不一定7.已知物料的临界含水量为0.18<干基,下同>,现将该项物料从初始含水量0.45干燥至0.12,则干燥终了时物料表面温度θ为<>A.θ＞B.θ=C.θ=tdD.θ=t8.利用空气作介质干燥热敏性物料,且干燥处于降速阶段,欲缩短干燥时间,则可采取的最有效措施是<>。A.提高干燥介质的温度B.增大干燥面积,减薄物料厚度C.降低干燥介质相对湿度D.提高空气的流速10.同一种物料在一定干燥速率下,物料愈厚,则其临界含水量<>。A.低B.不变C.高D.不定11.在恒定条件下干燥某种湿物料,则<D><1>临界含水量是结合水与非结合水的分界