化工原理概念题复习

蒸馏复习题一、填空题精馏和蒸馏的区别在于。在溶液的t-x(y)相图上，存在着 区，精馏过程应处于 区。理想溶液的t-x(y)相图上有两条曲线，下面一条为线，上面一条为线。相对挥发度=。相对挥发度的大小，反映溶液蒸馏分离的程度，相对挥发度越大，表明该溶液越 分离。在某塔板上，离开该板的蒸汽组成与离开该板的液体组成呈平衡状态，则称该板为 板。精馏操作中，进料热状况有—种。气、液两相在设备内呈连续接触的是塔，呈逐级接触的是塔。维持精馏塔连续、稳定操作的必要条件是塔顶要有回流，塔底要有汽相回流。用最小回流比设计精馏塔斯社，所须之塔板数为。精馏塔在全回流操作时，精馏段操作线、提馏段操作线与 重合，回流比R=，相应的理论板数为。在进料状况下，提馏段上升蒸汽流量等于精馏段上升蒸汽流量。已知汽液混合进料中，汽相与液相的摩尔数之比为3:2,易挥发组分有摩尔分数为0.3,则qq=。精馏塔分离某二元物系，当操作压强降低，系统有相对挥发度，溶液的泡点，塔顶蒸汽冷凝温度。一精馏塔冷液进料。由于前段工序的原因，使进料量F增加，但xF、q、R、不变，则L、V、、D、W、xD、xW。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,若保持F,xF,回流比R和提馏段上升蒸汽量不变，则此时D,W。某精馏塔设计时，若将塔釜由原来间接蒸汽加热改为直接蒸汽加热，而保持xF，D/F，q，R不变，则W/F将，xw将，提馏段操作线斜率将，理论板数将在精馏塔实验中，当准备工作完成之后，开始操作时的第一项工作应该是将相对挥发度为2.47的某二元混合物在全回流操作的塔中进行精馏，现测得全凝器中冷凝液组成为0.98，塔顶第二层塔板上升的汽相组成为0.969，则塔顶第一层塔板的汽相默弗里板效率为。精馏塔设计时若F、xF、xD、xW、R均为定值，而将进料热状况参数从q=1改为q>1，则所需理论板数,塔釜再沸器热负荷。精馏塔设计时，若塔顶采用全凝器，所需理论板数为NT1，采用分凝器，所需理论板数为NT2，则NT1NT2。板式塔内理想的流体流动情况为总体上呈，板上呈 。实际存在于塔内与流体运动方向相反的流动(返混)对气相有，对液体相有。恒沸精馏的原理是 。V1i"==二一 24.间歇精馏操作中，若保持馏出液组成不变，必须不断 回流比，若保持回流比不变，则馏出液组成 ；在精馏塔内，灵敏板是指"1I —板-Vn+i七二、选择题以下说法不正确的是（）。A.冷液进料：q=1B.汽液混合进料：0<q<1C.过热蒸汽进料：q<0当分离沸点较高，而且又是热敏性混合液时，精馏操作压力应采用。A.加压B.减压C.常压板式塔精馏操作，已知物系在操作条件下，相对挥发度为，操作方程为y=ax+b，设第n块板为一理论板，进出该板的各物流如附图所示，则以下关系正确的是。A.yn+1=axn+bB.yn+1=axn-1+bC.yn=axn-1+bD.1+0SF.M+1EfSG.yn+1<axn-1+b某精馏塔的馏出液量D=50kmol/h，回流比R=2，则精馏段之L为。A.100kmol/hB.50kmol/hC.25kmol/h某精馏塔，已知xD=0.9，系统相对挥发度，塔顶设全凝器，则从塔顶第一块理论板下降的液体组成x1为。A.0.75B.0.818C.0.92若要求双组分混合液分离成两个较纯的组分，则应采用A.平衡蒸馏B.简单蒸馏C.精馏一操作中精馏塔，若保持F、xF、q、（塔釜上升蒸汽量）不变，而增大回流比R，则A.xD增大、xW增大B.xD增大、xW增大C.xD增大、xW增大D.xD增大、xW增大二元精馏计算过程中操作线为直线，主要基于。A理想物系B理论板假定C恒摩尔流假定D等分子反向扩散间接蒸汽加热的连续精馏塔操作时，由于某种原因，加热蒸汽压力下降了，而进料热状况、浓度及进料量不变，同时回流比R恒定，则馏出液浓度xD及流量D、残液浓度xW及流量W、提馏段的液汽比变化为。A.xD及D下降，xW上升，上升B.xD下降，xW及W上升，下降C.xD及D下降，W下降，下降D.xD上升，xW及W上升，上升精馏计算中，以下说法正确的是。A.再沸器算一块理论板B.分凝器算一块理论板C.加料板算一块理论板三、判断题亨利定律和拉乌尔定律均可说明溶液的非理想性。溶液非理想性的来源在于同种分子间的作用力与异种分子间的作用力不同。理想物系指液相为理想溶液的物系。若由A、B二组分组成的二元物系会形成恒沸物，则在恒沸点下汽液两相的组成相等。四、简答题一正在运行中的精馏塔，因进料预热器内加热蒸汽压力降低致使进料q值增大。若F、xF、R、D不变，则L、V、、、W、xD、xW将如何变化？一正在运行中的精馏塔，由于前段工序的原因，使料液组成xF下降，而F、q、R、不变。试分析L、V、、D、W、xD、xW将如何变化？一操作中的乙苯-苯乙烯减压精馏塔，因故塔的真空度下降。若仍保持不变，则L、V、、D、W、xD、xW将如何变化？一分离甲醇-水混合液的精馏塔，泡点进料，塔釜用直接水蒸汽加热。若保持F、xF、q、R不变，增大加热蒸汽量，则L、V、、D、W、xD、xW将如何变化？一操作中的精馏塔，因塔釜再沸器中加热蒸汽压力不够而使下降。若F、xF、q、回流量L不变，试分析D、W、xD、xW的变化趋势。用连续精馏方法分离双组分理想混和液，原料中易挥发组分0.40，馏出液含易挥发组分0.95（以上均为摩尔分率），溶液的平均相对挥发度为a=2.8，最小回流比为1.50，说明原料液的加热状况并求出q值。（15分）某精馏塔分离A、B混合液，料液为含A和B各为50%的饱和液体，处理量为100kmol/h，塔顶、塔底的产品量各为50kmol/h，要求塔顶组成xD=0.9（摩尔分率），取回流比为5,间接蒸汽加热，塔顶采用全凝器，试求：（1）塔底产品组成xW；（2）塔顶全凝每小时冷凝蒸汽量；（3）蒸馏釜每小时产生蒸汽量。（4）提馏段操作线方程式。（5）相对挥发度a=3，塔顶第一层板的板效率EmL=0.6，求离开第二块板（实际板）的上升蒸汽组成。（15分）苯、甲苯两组分混合物进行常压蒸馏，原料组成x（苯）=0.7，要求得到组成为0.8的塔顶产品（以上均为摩尔分率），现用以下三种方法操作：（1）连续平衡蒸馏；（2）简单蒸馏（微分蒸馏）；（3）连续蒸馏。在第（3）情况下，塔顶用一分凝器，其中50%的蒸汽冷凝返回塔顶。出冷凝器的蒸汽与冷凝液体呈平衡。对每种方法进料量均为100kmol/h，问塔顶、塔釜产量各为多少？汽化量为多少？已知a=2.46。（14分）在常压精馏塔内分离某理想二元混合物。已知进料量为100kmol/h，进料组成为xf=0.5,塔顶组成为xd=0.98（均为摩尔分数）；进料为泡点进料；塔顶采用全凝器，泡点回流，操作回流比为最小回流比的1.8倍；在本题范围内气液平衡方程为：y=0.6x+0.43,气相默弗里效率EmV=0.5。若要求轻组分收率为98%，试计算：（1）馏出液组成；（2）精馏段操作线方程；（3）经过第一块实际板气相浓度的变化。48.用连续精馏塔分离某二元混合液，原料液流量为200kmol/h，露点进料，进料浓度为0.5，塔顶馏出液浓度为0.96,釜液浓度为0.1（以上均为易挥发组分的摩尔分率）。操作条件下相对挥发度为3,塔顶采用全凝器，泡点回流。塔釜间接蒸汽加热，且塔釜汽化量为最小气化量的1.5倍。试求：（1） 塔釜的气化量；（2） 离开第二层理论板的液体浓度（由塔顶往下数）。49.某二元混合物在连续精馏塔中分离，饱和液体进料，组成为0.5,塔顶馏出液组成为0.9，釜液组成为0.05（以上均为易挥发组分的摩尔分率），相对挥发度为3,回流比为最小回流比的2倍，塔顶设全凝器，泡点回流。塔釜为间接蒸汽加热。试求：（1） 进入第一层理论板的气相浓度（由塔顶往下数）；（2） 离开最后一层理论板的液相浓度。50.一无提馏段的精馏塔只有一层塔板，汽相板效率Emv=0.84。进料为饱和汽态的双组分混合物，其组成为0.65。物系的相对挥发度为2.2,塔顶回流为饱和液体，塔顶产品采出率控制为1/3。试求：（1）当塔顶为全凝器冷凝回流时的产品组成；（2）若塔顶改用分凝器后，回流比不变，产品质量有何影响？固体干燥复习题一、填空题在热质同时传递的过程中,传热过程的推动力是,传质过程的推动力是,传热过程的极限是,传质过程的极限是，但由于传质与传热过程的交互影响，热质同时传递过程的极限可能是,也可能是，此时水温为空气的湿球温度。在热质同时传递过程中，导致传热或传质发生逆转的根本原因是温度为40°C，水汽分压为5kPa的湿空气与水温为30°C的水接触，则传热方向为，传质方向为。已知30C及40C下水的饱和蒸汽压分别为4.24kPa和7.38kPa。冬季将洗好的衣服晾在室外，室外气温在零度以上，衣服有无可能结冰？，其原因是.对流干燥是热质传递过程。当空气的湿含量一定时，其温度愈高，则相对湿度愈，表明空气吸湿能力愈，所以湿空气在进干燥器都要经预热器预热。相对湿度的大小可以反映湿空气吸收水分能力的大小，当相对湿度为0时，表示该空气为。对于不饱和空气，表示该空气的三个温度，即：干球温度t,湿球温度tw和露点td间的关系为。等速干燥阶段物料表面的温度等于。等速干燥阶段物料表面的温度干燥介质的湿球温度。内部迁移控制阶段指，其干燥速度。湿空气经预热后相对湿度将。对易龟裂的物料，常采用的方法来控制进干燥器的温度。干燥操作的必要条件是，干燥过程是相结合的过程。在用热空气干燥某固体物料的实验中，干湿球温度计的读数的用处是干燥过程中，在同样的条件下，湿物料的尺寸减小，则临界含水，平衡含水量 。将含水量为0.5kg水/kg绝干料的某物料与一定状态的空气接触，测出物料的平衡水分为0.05kg水/kg绝干料，则此物料的自由水分为。对热空气掠过某湿物料表面所进行的干燥过程，若空气流速、温度不变，湿度增加，则恒速阶段干燥速率,物料的临界含水量 。用某湿空气干燥物料至其含水量低于临界含水量，则干燥终了时物料表面温度 空气湿球温度tw。间歇恒定干燥时，如进入干燥器的空气中水汽分压增加，温度不变，则恒速阶段物料温度，恒速阶段干燥速率，临界含水量Xc。临界湿含量与哪些因素有关？（举其中四个因素） 。若空气中湿含量及温度均提高以保持相对湿度不变，则对同一湿物料，平衡含水量，结合水含量 。总压恒定时，某湿空气的干球温度一定，而湿球温度tw增大，则以下参数如何变化？p水汽HtdI总压恒定时，某湿空气的干球温度一定，而其露点温度td增大，则以下参数如何变化？p水汽HtwI在连续干燥过程中，经常采用湿物料与热空气并流操作，其目的在，其代价是。在干燥过程中，采用中间加热方式的优点是，其代价是在干燥过程中，采用废气再循环的目的是，其代价是当某物料的干燥过程存在较长的降速阶段时,气流干燥器和流化床干燥器二者中应选用 较为有利.对高温下不太敏感的块状和散粒状的物料的干燥，通常可采用 干燥器，当干燥液状或浆状物料时，常采用干燥器。某药品欲用气流干燥器干燥，已知干燥器空气入口温度为140°C，但药品在100°C以上会分解，请问此工艺是否可行？若可行有什么条件？二、选择题不饱和冷空气与热水在凉水塔内逆流接触，已知塔底传热方向由水到气，传质方向由水到气，则整个塔内的传递方向。A.传热水到气，传质水到气B.传热方向不确定，传质水到气C.传热方向水到气，传质方向不确定D.传质、传热方向均不确定将不饱和空气在总压和湿度不变的情况下进行冷却而达到饱和时的温度，称为湿空气的A.湿球温度B.绝热饱和温度C.露点在湿空气预热过程中，不发生变化的参数是。A焓B湿球温度C露点D相对湿度下列哪组参数能确定常压下空气的状态。A.t、twB.H、tdC.I、twD.H、对于恒速干燥阶段，下列哪个描述是错误的？A.干燥速度与物料种类有关B.干燥速度与气体的流向有关C.干燥速度与气体的流速有关D.干燥速度与气体的性质有关在一定空气状态下，用对流干燥方法干燥湿物料时，能除去的水分为，不能除去的水分为。A.平衡水分B.结合水分C.非结合水分D.自由水分空气的湿含量一定时，其温度愈高，则它的相对湿度。A.愈低B.愈低C.不变物料中非结合水的特点之一是其产生的水蒸汽压同温度下纯水的饱和蒸汽压。A.小于B.等于C.大于D.不确定影响恒速干燥速率的主要因素是。A.空气的状态B.物料的含水量C.物料的性质在一定的干燥条件下，物料厚度增加，物料的临界含水量Xc，而干燥所需的时间。A.增加B.减少C.不变在恒定的干燥条件下，将含水20%的湿物料进行干燥，开始时干燥速率恒定，当干燥至含水量为5%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0.05%，则物料的临界含水量为，临界自由含水量为。A.5%B.20%C.0.05%D.4.55%三、 判断题在一定的温度下，物料中的结合水分与非结合水分的划分只与物料本身性质有关，而与空气状态无关。（）绝热干燥过程又称为等焓干燥过程或理想干燥过程。（）平衡水分一定是结合水分，非结合水分一定是自由水分。（）水之结合与否是固体物料的性质，与空气状态无关。（）物料的平衡水分与空气状态无关。（）对指定的物料，速率曲线不随空气条件的变化而变化。（）在高温下易于变质、破坏的物料不允许在恒速阶段采用较高的气流温度。（）在连续干燥器和间歇干燥器内，干燥过程均存在恒速阶段。（）四、 计算题已知湿空气的t、td，试在I-H图上表示求取I、、td、p、tw的示意图。常压下已知25°C时硝化纤维物料在空气中的固相水分的平衡关系，其中相对湿度=100%时，X*=0.18kg水/kg干物料，当0=60%时，X*=0.105kg水/kg干物料。设硝化纤维含水量为0.25kg水/kg干物料，若与t=25C,=60%的恒定空气条件长时间充分接触，问该物料的平衡水分量和自由水分量为多少？结合水分和非结合水分为多少？在常压连续干燥器中将处理量为0.417kg/s的湿物料自含水量为47%干燥到5%（均为湿基），采用废气循环操作，新鲜空气与废气混合后经预热器加热，再送入干燥器。循环比（废气中绝干空气质量与混合气中绝干空气质量之比）为0.8。新鲜空气的湿度Ho为0.0116kg/kg绝干气，温度为22C，废气的湿度H2为0.0789kg/kg绝干气，温度为52C。假设干燥过程为绝热过程，预热气的热损失可忽略不计。试计算干燥过程的耗热量，并在H-I图上定性画出湿空气的状态变化情况。已知：绝干空气比热为1.01kJ/kg・K,水蒸气的