燕山大学化工基本知识试题及答案解析下

科目班级姓名学号时间燕山大学试卷 密 封线 共7页第1页题号——-二三四五六总分分数322012121212100得分05级《化工原理》（下）期末试题一、填空题（每空1分，共32分）1、 蒸馏分离的理论依据是（ ）。2、 用精馏塔分离某二元混合物，当操作压强降低，系统的相对挥发度a（ ）。混合物的泡点（ ）,塔顶蒸汽冷凝温度（ ）。3、 在分离两组分理想混合物的连续精馏过程中，离开冋一理论板的气液两相应具有以下关系：T（ ）T,y（ ）x。（填写〉、＜、=）V L4、间歇精馏塔只有（ ）段，在回流比恒定条件下操作时，随操作时间增加，塔顶产品组成（ ），塔顶温度（ ）。5、 分子扩散可以分为（ ）和（ ）两种方式，理想物系的液体精馏过程属于（ ）扩散。6、 分子扩散系数是否是物质的物性参数（ ）；吸收系数是否是物质的物性参数（ ）。（回答是或否）7、 吸收计算中，表示设备（填料）性能好坏的个量是（ ）；表示分离任务难易程度的一个量是（ ）。8、 塔填料的主要性能参数有（ ）、（ ）以及填料因子。9、 在三角形相图中，三个顶点代表（ ）；三个边代表（ ）；三角形内部任意点代表（ ）。TOC\o"1-5"\h\z10、在单级萃取过程中，若萃取剂用量减少，则萃取相溶质浓度（ ）,萃余相溶质浓度（ ）。11、将不饱和空气在间壁式换热器中由t加热至1t,则其湿球温度t（ ）,露点温度t（ ）,相对湿度©（ ）。2 W d12、 在一定空气状态下干燥某湿物料，能用干燥方法除去的水分为（ ）；首先除去的水分为（ ）；不能用干燥方法除去的水分为（）。13、 写出三种干燥设备的名称（ ）、（ ）、（）。二、选择题（每空2分，共20分）1、 全回流时精馏段操作线的斜率等于（ ）。A、0；B、1；C、rD、任意值。2、 在以下5种进料热状况中，（ ）的口值最大。A、过冷液体；B、饱和液体；C、气液混合物；D、饱和蒸汽；E、过热蒸汽3、 若增加精馏塔的进料流量，而其他条件及分离要求均保持不变，则所需的理论板TOC\o"1-5"\h\z数（ ）。A、增加；B、减少；C、不变；D、无法确定。4、 在下列吸收过程中，属于气膜控制的过程是（ ）。A、水吸收氢；B、水吸收氧；C、水吸收氨；D、水吸收二氧化碳。5、 在吸收过程中，温度不变，压力增大，可使相平衡常数m（ ）。A、增大；B、减小；C、不变；D、不确定。6、 若脱吸因数S=1,则吸收操作线斜率（ ）平衡线斜率。A、大于；B、小于；C、等于。燕山大学试卷 密 封线 共7页第3页7、 在B-S完全不互溶的多级逆流萃取过程中，原用纯溶剂，现改用再生溶剂（ys＞0）,TOC\o"1-5"\h\z其他条件不变，则对操作的影响是（ ）。A、萃余率不变；B、萃余率减小；C、萃余相含量增加；D、萃取相含量减小8、 在选择萃取剂时，要求萃取剂的选择性系数B（ ）。A、一定大于1；B、一定小于1；C、一定等于1；D、都可以。9、 当空气的t二t（t）二t，说明空气的相对湿度为（ ）。Was dA、100%；B、＞100%；C、＜100%；D、任意值。10、 在干燥任务相同的条件下，风机风量最大的季节是（ ）。A、冬季；B、夏季；C、春季；D、秋季。三、（12分）用精馏塔分离两组分理想混合物，已知F=100kmol/h,x二0.4（摩尔分率，下同）,F泡点进料，X二0.95,x二0.05，操作回流比R=1.61，物系相对挥发度a=2.5。试求：（1）D W塔顶和塔底产品流量（kmol/h）；（2）提馏段上升蒸汽流量（kmol/h）；（3）写出提馏段操作线方程；（4）最小回流比。

四、（12分）在塔径为lm的常压填料吸收塔中，用洗油逆流吸收煤气中的苯蒸汽。已知进塔混合气流量为100kmol/h，其中含苯的摩尔分率为0.05,要求回收率为96%；洗油中不含苯，其用量是最小用量的1.5倍。操作条件下的平衡关系为Y*0.15X，气相总体积吸收系数Ka=162kmol/m3.h。试求：（1）洗油用量（kmol/h）；（2）出塔洗油中苯的含量；（3）所需Y填料层高度；（4）若填料层无限高时，出塔尾气组成为多少。

五、（12分）某混合液含A、B两组分，采用多级逆流萃取用纯溶剂S萃取混合液中的组分A。原料液流量为1500kg/h,其中组分A的质量比组成为0.018,要求组分A的回收率不低于90%,溶剂用量为最小用量的1.2倍，操作条件下的分配系数KA可取为0.855。试求：（1）溶剂的实际用量；（2）理论级数n；（3）操作线方程。

六、（12分）用常压干燥器干燥某种湿物料，新鲜空气的温度30°C,湿度0.01kg水/kg绝干气，预热至120C后送入干燥器，离开干燥器的废气温度为70C，干燥产品的流量为600kg/h,进出干燥器的湿物料的含水量分别为10%和2%（均为湿基）。若干燥过程可视为等焓干燥过程。试求：（1）水分蒸发量；（2）绝干空气消耗量；（3）预热器消耗的热量；（4）在H-I图上定性画出空气的状态变化过程。燕山大学试题标准答案院（系）:考核课程考核类型命题教师环境与化学工程学院化工原理闭卷张永强教研室:化工07-08学年（秋）季学期考核专业年级：05化工、应化答题教师：张永强一、 填空题（32分，每空1分）1—（液体混合物中各组分挥发度的不同）；2-（增加，降低，降低）；3-（=,＞）；4—（精馏段，降低，升高）；5—（等分子反向扩散，组分A通过停滞组分B的扩散，等分子反向扩散）；6—（是，不是）；7—（传质单元高度，传质单元数）;（比表面积，空隙率）；9—（三个纯物质，三个二元混合物，三元混合物）；10-（不确定，增加）；11—（增加，不变，减小）；12-（自由水分，非结合水分，平衡水分）;13—（厢式干燥器，气流干燥器，喷雾干燥器，写其他类型也可以）。二、 选择题（20分，每题2分）1—（B）；2—（A）；3—（C）；4—（C）5—（B）；6—（C）；7—（C）；8—（A）；（A）；10—（B）。三、 （12分）解：（1）（4分）塔顶塔底产品流量，由全塔物料衡算：F二D+W，Fx二Dx+WX；代入数据：F D W100=D+W，0.4F=0.95D+0.05W；联立解得：D=38.89kmol/h,W=61.11kmol/h（2）（2分）提馏段上升蒸汽流量，由于泡点进料，则有：V'=V=L+D=RD+D=（R+1）D=（1.61+l）x38.89=101.5kmol/h共4共4页第1页（3）（2分）提馏段操作线方程L二RD二1.61x38.89二62.61kmol/hy'm+1y'm+1TOC\o"1-5"\h\z= x'— xL+qF—WmL+qF—WWy'zm+1\o"CurrentDocument"62.61+1x100 61.11y'zm+1x'— x=1.602x'—0.602x62.61+1x100—61.11m62.61+1x100—61.11w m w（4）2.5x2.5x（4分）最小回流比’平衡线方程：y=*矿4矿帛q线方程:X=XF；联立解得：亠=04鷺=0.625（4）2.5x2.5x（4分）最小回流比’平衡线方程：y=*矿4矿帛q线方程:X=XF；联立解得：亠=04鷺=0.625则：RminX—y0.95—0.625 4—Dq= =1.44y—x 0.625—0.4qq四、（12分）解：（1）洗油用量（4分）V=100x（1—y）=100x（1—0.05）=95kmol/hY=Y（1-申）=0.0526x（1-0.96）=0.002121IV丿minY—Y=―1丫X—1—Xm20.0526—0.0021=0.1440.0526—00.15L=1.5x0.144xV=1.5x0.144x95=20.52kmol/h（2）出塔洗油中苯的含量（2分）X1=Z（Y1—Y2）+X2=蟲（0・0526—°.0021）+0=0234（3）所需填料层高度（4分）传质单兀咼度：H=OG95= =0.747mKaG 162x0.785x12Y传质单元数：s=mV=0.15x95L20.52=°.694燕山大学试题标准答案共燕山大学试题标准答案共4页第2页NOG(1-S)「mX2+S

Y-mX22=1-0.694ln(1-0・694+NOG(1-S)「mX2+S

Y-mX22=1-0.694ln(1-0・694+°・694=6・94Z二HN=0.747x6.94二5.18mOGOG（4）填料层无限高时尾气浓度（2分）由于S二0.694<1,操作线线斜率大于平衡线斜率,故当填料层无限高时，气液两相将在塔顶达到平衡，此时有:Y*=mX=022五、（12分）解：（1）溶剂的实际用量（8分）X=0.01&X=X(1-0.9)=0.018x0.1=0.0018F n FB=占=总=1473kgB/hF二KX二0.855x0.018二0.01539，Y=0F S5maxY*-Y 0.01539-0+s= =0.95X-X 0.018-0.0018F nS=—

min5maxB=1473=1550kgS/h0.95S=1.2Smin二1.2x1550二1860kgS/h（2）理论级数（2分）KS0.855x18604MO=1.081473n=In

InAmX1F+ -X An mln1.08ln〔1-1.08-^―+丄=6.641-0.91.08（3）操作线方程（2分）B(B)1473< 1473 「Y=—X+Y——X— X+0 x0.0018—0.792Xi+1 SiISSn丿1860iI1860 丿i-0.00142六、（12分）解：(1)水分蒸发量(2分)G=G(1—w)=600(1—0.02)=588kg绝干料/hTOC\o"1-5"\h\z2 2102 2 2X= =0.1111,X= =0.02041 90 2 98W=G(X—X)=588(0.1111—0.0204)=53.33kg/h12(2)绝干空气消耗量(6分)L=-^H—HH=H=0.01kg水/kg绝干气10I=(1.01+1.88H)t+2490H1111=(1.01+1.88X0.01)x120+2490x0.01=148.36kj/kg绝干气等焓过程：1=112I=(1.01+1.88H)t+2490H=148.36kJ/kg绝干气2222t=70°c,解得：H=