化工原理题二及答案

化工原理题二及答案

一、填空与选择(共40分,每小题5分)

1.操作中的精储塔，保持F、XF、q、R不变，增加W,则L/V,V，。

A.增加；B.不变；C.不确定；D.减小。

2.在连续精流塔中，进行全回流操作，已测得相邻两板上液相组成分别为

Xn『0.7,Xn=0.5(均为易挥发组分摩尔分率).已知操作条件下相对挥发度=3,则

yn=,Xn+i=，以汽相组成表示的第n板的单板效率

En.

3.对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统，当总压增大时，亨利系数E将,相平

衡常数m将,溶解度系数H将。

A.增大；B.不变；C.减小；D.不确定。

4.(1)低浓度气体吸收中,己知平衡关系y=2x,kG=0.2kmol/m2s,kt=2xl03kmol/m2

s,则此体系属(A气膜；B液膜；C气液双膜)控制，总传质系数KG

kmol/m2s.(A)2;(B)0.1(c)0.2;(D)2xl03

⑵通常所讨论的吸收操作中，当吸收剂用量趋于最小用量时，

(A)回收率趋于最高；(B)吸收推动力趋向最大；(C)操作最为经济；(D)填

料层高度趋向无穷大。

5.塔板的主要类型有—、—、—、一等,塔板上的异常操作现象包括一、—、

O

6.萃取剂的选择性是指：o

选择性系数越高，通常对一定的分离任务而言所需的萃取剂,且可获得较

纯度的溶质A。若。=1,则(能/不能)直接用萃取的方法进行分离。

7.()与物料的性质有关，()与空气的状态有关。

①平衡水分②自由水分③结合水④非结合水

8.(1)湿空气在预热过程中不变化的参数是()

(A)熔(B)相对湿度;(C)露点温度；(D)湿球温度.

(2)已知湿空气下列哪两个参数，利用HI图可以查得其它未知参数.

(A)(tdt);(B)(tdH);(C)(pH);(D)(Itlw)

二、(20分)在一连续精储塔内分离某理想二元混合物。已知进料组成为0.4(易挥发组分

的摩尔分率，下同)，泡点进料；偏出液组成为0.9；塔顶易挥发组分的收率为90%；塔顶

采用全凝器，操作回流比为最小回流比的1.5倍；操作条件下物系的平均相对挥发度为2.5。

试计算：

（1）釜残液组成；

（2）精微段操作线方程。

三、（20分）在常压逆流操作的填料塔内，用纯溶剂S吸收混和气体中的可溶组

分A。入塔气体中A的摩尔分率为0・03,要求吸收率为95%。已知操作条件下

的解吸因数为0。8,物系服从亨利定律，与入塔气体成平衡液相浓度为0。03o

试计算：

（1）操作液气比为最小液气比的倍数；

（2）出塔液体的浓度；

（3）完成上述分离认务所需要的气相总传质单元数NOG。

四、（10分）某湿物料质量为20kg,含水量为15%（湿基，下同），放入0.5m2的

浅盘内十燥，平衡水分为1%,临界水分为6%,怛速段十燥速率为0.4kg/（m2

•h），若将物料干燥至2%,所需干燥时间为多少？

五、（10分）以450kg纯乙酸乙酯为萃取剂从4500kg某发酵液中提取放射菌素。

B、S为完全不互溶组分，操作条件下以质量比表示的分配系数K=30。试比较如

下两种萃取操作的萃取率：

（1）单级平衡萃取；（2）三级逆流萃取。

试题二答案

一、填空与选择，每小题5分，共40分

BD

2.0.70.50.8

3.BCB

4.(1)AA(2)D

5.浮阀塔泡罩塔筛板塔舌型塔液泛泄露

6.萃取相的分配系数与萃余相的分配系数之比少高不能

7.③①

8.(DC(2)A

二、解:(1)釜残液组成场

设进料量为100kmol/h,由物料衡算可得

_-DxD

3分

其中kmol/h

JT=F-D=100-40=60kmol/h7分

100x0.4-4)x0.9=0Q667

W

则6010分

(2)精微段操作线方程

先求最小回流比，由

14分

对于泡点进料，有

q==04

由汽液平衡方程

._2.5x04

y---------------------------------------0.625

a]+1+(2.5-1)x04

故17分

依题意R心=L5XL22=1.83

精循段操作线方程为

上.卫=卫_"工=0.647x+0.318

K+lR+11.83+11.83+120分

三、解：(1)由题意yi=0.03,y2=yi(l-4>)=0.03(1-0.95)=0.0015

S=mG/L=0.8,xi*=0.03,

由yi=mx「得：m=LL/G=l/0.8=1.254

分

7分

（2）由物料恒算得

v(y一%)="不一工2)

F=上(凹一%)=」一(0。3-0.0015)=0.023

1.25

（3）传质单元数计算公式得

心=士。(1-S)

1—0

必一为20

理+0.8]

(1-0.8)7.8

0.0015

分

四、解：己知Gi=20kg,wi=15%,Gc=Gi(1-wi)=20(1-0.15)=17kg

2+

S=0.5m,x=l/l-0.01=0.01,xc=6/l-0.06=0.063

U=0.4kg/m2.h

cx2=w2/l-w2=0.02/1-0.02=0.02

2分

恒速度按干燥时间

r=-^(X-X)=17(0.18-0.063)=9.6〃

I1r6分

U《S0.4x0.5

降速段干燥时间

X.-X°_17(0.063-0.01)i0.063-0.01rc

In-----------=7.5〃

U.S0.4x0.50.02-0.01

总干燥时间

=再+工2=9.6+7.5=17.1〃

10分

五、由于在干燥条件下，组分B,S可视为完全不互溶，K=30,故可用解析

式计算

(1)单级平衡萃取

Ys=0,B4500kg,S=450kg

有组分A的质量恒算得:

B(XF-XI)=SYI

将Yi=3()Xi代入上式解得

嗽=75%

XI=0.25XF则

5分

(2)三级逆流萃取

KS