中国农业大学《新型煤化工工艺学》2023-2024学年第一学期期末试卷

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2023-2024学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分一、单选题（本大题共15个小题，每小题2分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）1、在化工过程的节能减排中，余热回收利用是重要的措施之一。以下哪种余热回收方式的效率通常较低？（）A.直接热交换B.余热发电C.热泵回收D.自然散热2、化工过程中的质量传递现象普遍存在。在进行气体吸收操作时，如果要提高吸收剂对气体溶质的吸收率，以下哪个措施最为可行？（）A.增加吸收剂的流量B.降低吸收温度C.减小吸收塔的高度D.增大气体流速3、化工生产中的蒸发操作，蒸发器的类型有多种。以下关于各种蒸发器的特点和适用场合，不正确的是（）A.中央循环管式蒸发器结构简单B.升膜蒸发器适用于高粘度溶液C.降膜蒸发器传热效率高D.蒸发器的选择要根据物料性质4、在化工吸收塔的设计中，液气比是一个重要的参数。当液气比增大时，以下哪种情况不会发生？（）A.吸收剂用量增加B.出塔气体中溶质浓度降低C.吸收塔的高度降低D.吸收操作的费用增加5、在化工过程的能量分析中，需要考虑各种能量的输入和输出。对于一个绝热反应过程，以下哪个能量项的变化对反应结果的影响可以忽略不计？（）A.内能的变化B.焓的变化C.熵的变化D.自由能的变化6、化工传热过程在许多工艺中都有应用。在一个需要快速加热的化工反应中，以下哪种传热方式能够最迅速地将热量传递给反应物料？（）A.对流传热B.热传导C.辐射传热D.以上三种方式结合7、在化工过程的物料输送中，压缩气体的功耗与气体的压缩比有关。以下哪种压缩过程的功耗最小？（）A.绝热压缩B.等温压缩C.多变压缩D.等容压缩8、在化工生产中的干燥过程中，以下哪种干燥介质的吸湿能力相对较弱？（）A.空气B.氮气C.水蒸气D.烟道气9、化工设备的选材需要考虑多种因素。以下关于化工设备选材的原则，不准确的是（）A.耐腐蚀性B.强度和刚度C.材料价格越低越好D.加工性能10、在化工设计中，管道布置是重要的环节之一。以下关于化工管道布置的原则和要求，不正确的是（）A.要考虑物料特性B.尽量减少弯头和阀门C.管道走向可以随意设置D.要便于安装和维修11、化工中的膜分离技术在许多领域得到了广泛应用。对于分离小分子和大分子混合物，以下哪种膜材料和膜结构的组合最为合适？（）A.陶瓷膜，对称结构B.聚合物膜，不对称结构C.金属膜，多孔结构D.无机膜，复合结构12、在化学反应器的选型中，对于反应级数较高的反应，以下哪种反应器类型通常更合适？（）A.间歇反应器B.连续搅拌釜式反应器C.管式反应器D.流化床反应器13、在化学反应器的设计中，关于间歇式反应器的特点，以下哪种说法是准确的？（）A.间歇式反应器适用于大规模连续生产，生产效率高B.间歇式反应器内物料的组成和温度等参数随时间变化，操作灵活，但辅助时间长C.间歇式反应器内物料的反应速率始终保持不变，容易控制D.间歇式反应器不需要搅拌装置，物料能够自动混合均匀14、在化工中的分离设备性能评价中，关于分离效率的指标，以下哪种表述是准确的？（）A.分离效率的常用指标包括分离因子、回收率、纯度等。分离因子表示混合物中两组分分离的难易程度；回收率反映了目标组分的回收程度；纯度则表示产品中目标组分的含量B.分离效率只需要用纯度一个指标来评价，其他指标不重要C.分离因子越大，说明分离越困难，分离设备的性能越差D.回收率越高，说明分离设备的能耗越高，经济性越差15、在化工生产中，常常需要对混合物进行分离和提纯。对于含有乙醇、水和乙酸乙酯的混合物，若要采用分馏的方法进行分离，以下哪种因素对分离效果的影响最为关键？（）A.混合物的组成比例B.分馏柱的高度和填充材料C.加热温度和速度D.冷却介质的温度二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）在化工生产中，经常需要对混合物进行结晶分离，请详细解释结晶过程的基本原理，包括过饱和度的产生和控制方法，以及影响晶体生长的因素。2、（本题5分）化工过程中的膜分离技术发展迅速，请阐述常见膜分离过程（如反渗透、超滤、微滤等）的分离原理和应用领域，并分析膜污染的原因及防治措施。3、（本题5分）结合化工生产中的安全管理，深入探讨静电危害的形成原因、防范措施以及在化工物料输送、混合等过程中的静电控制。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在一个板式换热器中，热流体的进出口温度分别为180°C和120°C，冷流体的进出口温度分别为80°C和110°C。若热流体的热容量流率为2000W/K，冷流体的热容量流率为1500W/K，计算对数平均温差。2、（本题5分）在一个流化床反应器中进行催化反应，催化剂颗粒的密度为1500kg/m^3，平均直径为0.08mm，床层空隙率为0.45，气体的粘度为0.018Pa·s，表观气速为0.6m/s。计算临界流化速度和带出速度。3、（本题5分）一个传热过程中，热流体的温度从350°C降至250°C，冷流体的温度从150°C升至200°C，热流体的热导率为20W/(m·K)，冷流体的热导率为10W/(m·K)，两流体的对流传热系数均为100W/(m^2·K)，管壁厚度为5mm，热导率为40W/(m·K)，计算总传热系数。4、（本题5分）某二元混合物进行精馏操作，进料中轻组分的摩尔分数为0.4，相对挥发度为2.5，塔顶馏出液中轻组分的摩尔分数要求达到0.9，回流比为3。计算最小回流比和理论塔板数。5、（本题5分）一个板式换热器中，热流体的进出口温度分别为180°C和100°C，冷流体的进出口温度分别为30°C和80°C，热流体和冷流体的比热容分别为2.5kJ/(kg·K)和4.2kJ/(kg·K)，流量分别为1.5kg/s和2kg/s。计算换热器的对数平均温差和传热系数为800W/(m²·K)时的传热面积。四、案例分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）一家化工企业在进行生产过程优化时，发现优化方案在实际实施过程中遇到了员工抵制。请分析员