分离工程习题答案刘家祺
专升本《分离工程》试卷答案
专升本《分离工程》一、 （共31题,共151分）1. 某三元理想混合物的组成为：系统的操作压力为0.1013MPa 。
计算混合物的泡点温度。
A 、B 、C 三个组分的饱和蒸汽压数据如下：（T ：K ，pis ：Pa ）（10分）标准答案：2. 在环境状态下，将含有50%（摩尔）丙酮的水溶液分离成99%（摩尔）的丙酮和99%（摩尔）的水。
1、若丙酮和水被认为是理想溶液，计算以1 kmol 进料为单位的最小功；2、在环境状态下的液相活度系数用Van Laar 方程联立，其常数A12=2.0，A21 =1.7（丙酮组分为1）,计算最小功。
（10分）标准答案：(1)由物料衡算解得n1 = n2 = 0.5 kmol/h= 1.58x106J/h3. 在环境状态下，将含有60%（摩尔）丙酮的水溶液分离成99%（摩尔）的丙酮和99%（摩尔）的水。
1、若丙酮和水被认为是理想溶液，计算以1 kmol 进料为单位的最小功；2、在环境状态下的液相活度系数用Van Laar 方程联立，其常数A12=2.0，A21 =1.7（丙酮组分为1）,计算最小功。
（10分）标准答案：4. 苯酚精馏塔如附图所示：原料液含苯酚40％，水60％（分子分数）要求苯酚产品纯度99％ 以上，操作压力101.3Kpa ，塔顶蒸汽冷凝后过冷到20，在分层器中分层，分层全部回流，水层去污水厂处理。
查20时苯酚—水的互溶度数据为：水层含苯酚1.68％（摩尔百分数），分层含水66.9％（摩尔百分数），苯酚—水系统在1atm 下的汽—液平衡数据为： 若回流比选用最小回流比的1.5倍，饱和液体进料，并认为 回流液过冷对塔内回流量的影响可忽略， 试求理论塔板数。
（10分）标准答案：5. 某三元理想混合物的组成为：系统的操作压力为0.1013MPa。
计算混合物的泡点温度。
A、B、C三个组分的饱和蒸汽压数据如下：（10分）标准答案：6. 在吸收塔设计中，当吸收剂用量趋于最小用量时，( )。
分离工程习题解答
［例2-3］求含正丁烷（1）0.15、正戊烷（2）0.4、和正已烷（3）0.45（摩尔分数）之烃类混合物在0.2MPa 压力下的泡点温度。
B. 露点温度a. 解：因各组分都是烷烃，所以汽、液相均可看成理想溶液， K i 只取决于温度和压力。
如计算要求不高，可使用烃类的 p －T －K 图（见图 2-1）。
假设 T ＝ 50℃， p ＝0.2MPa ，查图求 K i ， 组分 xi Ki yi=Kixi 正丁烷 0.15 2.5 0.375 正戊烷 0.40 0.76 0.304 正已烷 0.45 0.28 0.126说明所设温度偏低,选正丁烷为K G ,95.0805.076.03==∑=i G y K K 。
查p-t-k 图t 为58.7, 再设 T ＝ 58.7℃，重复上述计算得故泡点温度为 58.7℃。
解：B. 露点温度, 假设 T ＝ 80℃， p ＝0.2MPa ，查图求 K i ， 组分 xi Ki yi/Ki=xi 正丁烷 0.15 4.2 0.036 正戊烷 0.40 1.6 0.25正已烷 0.45 0.65 0.6921978.0≠=∑=∑∴iii K y x选正戊烷为参考组分，则56.1978.06.14=⨯=∑⨯=i G x K K由56.14=K ,查图2-1a 得t=78℃K 1=4，K 2=1.56， K 3=0.6，1053.175.0267.00375.0≈=++=∑=∑∴iii K y x 故混合物在78℃。
［例2-7］进料流率为 1000kmol/ h 的轻烃混合物，其组成为：丙烷 (1)30% ；正丁烷 (2)10% ；正戊烷 (3)15% ；正已烷 (4)45%( 摩尔 ) 。
求在 50 ℃和 200kPa 条件下闪蒸的汽、液相组成及流率。
解：该物系为轻烃混合物，可按理想溶液处理。
由给定的 T 和 p ，从 p - T - K 图查 K i ，再采用上述顺序解法求解。
分离工程习题完整答案
第一部分 填空题非常全的一份复习题， 各个方面都到了。
1. 分离作用是由于加入（分离剂）而引起的，因为分离过程是（混合过程）的逆过程。
2. 衡量分离的程度用（分离因子）表示，处于相平衡状态的分离程度是（固有分离因子）。
3. 分离过程是（混合过程）的逆过程，因此需加入（分离剂）来达到分离目的。
4. 工业上常用（分离因子）表示特定物系的分离程度，汽液相物系的最大分离程度又称为（理想分离因子）。
5. 固有分离因子是根据（气液相平衡）来计算的。
它与实际分离因子的差别用（板效率来表示。
6. 汽液相平衡是处理（汽液传质分离）过程的基础。
相平衡的条件是（所有相中温度压力相等，每一组分的化学位相等）。
7. 当混合物在一定的温度、压力下，满足（1,1 ∑∑iK i z i z i K ）条件即处于两相区，可通过（物料平衡和相平衡）计算求出其平衡汽液相组成。
8. 萃取精馏塔在萃取剂加入口以上需设（萃取剂回收段）。
9. 最低恒沸物，压力降低是恒沸组成中汽化潜热（小）的组分增加。
10. 吸收因子为（ A=L/KV ），其值可反应吸收过程的（难易程度）。
11. 对一个具有四块板的吸收塔，总吸收量的80%是在（塔顶釜两块板 ）合成的。
12. 吸收剂的再生常采用的是（用蒸汽或惰性气体的蒸出塔），（用再沸器的蒸出塔），（用蒸馏塔）。
13. 精馏塔计算中每块板由于（组成）改变而引起的温度变化，可用（泡露点方程）确定。
14. 用于吸收过程的相平衡关系可表示为（ L = A V ）。
15. 多组分精馏根据指定设计变量不同可分为（设计）型计算和（操作）型计算。
16. 在塔顶和塔釜同时出现的组分为（分配组分）。
17. 吸收过程在塔釜的（i N x i K iN y ,,1≥+ ），它决定了吸收液的（该组分的最大浓度）。
18. 吸收过程在塔顶的限度为（ix i K i y ,0,1≤ ），它决定了吸收剂中（自身挟带）。
19. ？限度为（吸收的相平衡表达式为（L = A V ），在（温度降低、压力升高）操作下有利于吸收，吸收操作的限度是（i N x i K iN y ,,1≥+，ix i K i y ,0,1≤ ）。
2012分离工程习题解答及思考题
xD ,i = d i / D
xB ,i = bi / B
0.0113 0.5412 0.1919 0.1891
0.00 0.00 0.00 0.00
分离工程习题及解答
-4-
分离工程习题及解答
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第二部分： 1） 组分 Xf i Xd i Xb i 丙烯 0.7811 0.997 0.05 丙烷 0.2105 0.003 0.914 异丁烷 0.0084 / 0.037
对丙烯物料衡算： FXf i = DXd i + BXbi 100×0.7811 = 0.997×D + (100-D) ×0.05 解得：D = 77.2 mol B = F – D =22.8 mol
=
lg(
0.997 0.914 × ) 0.003 0.05 = 76块 lg1.12184
4）求实际回流比（R）
理论板数不变：N = 96 块
吉利兰关联式（2 −140） 已知：Rm , N , N m ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ → R = 25
5）能耗
V2 ( R2 + 1) D2 (24.53 + 1) × 77.2 = = = 1.195 V1 ( R1 + 1) D1 (20.3 + 1) × 77.4
分离工程习题及解答
-1-
第一章 多组分精馏
1、欲分离苯（1） 、甲苯（2）和二甲苯（3）的三元混合物，精馏塔的进料、塔顶产品和塔 底产品的组成如下： 组分 塔顶产品 塔底产品 进料 塔于常压下操作。试求： （1）塔顶分凝器和塔釜温度。 （2）若进料温度为 92oC，确定进料相态。 假设液相服从拉乌尔定律，汽相可作为理想气体。三个组分的蒸汽压分别用下列各式计算： 苯 0.995 0.005 0.600 甲苯 0.005 0.744 0.300 二甲苯 0 0.251 0.100
分离工程题库附答案
分离工程题库附答案第一章绪论填空题：1、分离技术的特性表现为其（重要性）、（复杂性）和（多样性）。
2、分离过程是（混合过程）的逆过程，因此需加入（分离剂）来达到分离目的。
3、分离过程分为（机械分离）和（传质分离）两大类4、分离剂可以是（能量）或（物质），有时也可两种同时应用。
5、若分离过程使组分i及j之间并没有被分离，则（a s ij=1）。
6、可利用分离因子与1的偏离程度，确定不同分离过程分离的（难易程度）。
7、平衡分离的分离基础是利用两相平衡（组成不相等）的原理，常采用（平衡级）作为处理手段，并把其它影响归纳于（级效率）中。
8、传质分离过程分为（平衡分离）和（速率分离）两类。
9、速率分离的机理是利用溶液中不同组分在某种（推动力）作用下经过某种介质时的（传质速率）差异而实现分离。
10、分离过程是将一混合物转变为组成（互不相等）的两种或几种产品的哪些操作。
11、工业上常用（分离因子）表示特定物系的分离程度，汽液相物系的最大分离程度又称为（固有分离因子）。
12、速率分离的机理是利用传质速率差异，其传质速率的形式为（透过率）、（迁移率）和（迁移速率）。
13、绿色分离工程是指分离过程（绿色化的工程）实现。
14、常用于分离过程的开发方法有（逐级经验放大法）、（数学模型法）选择题：1、分离过程是一个（A）a.熵减少的过程；b.熵增加的过程；c.熵不变化的过程；d.自发过程2、组分i、j之间不能分离的条件是（C）a.分离因子大于1；b.分离因子小于1；c.分离因子等于13、平衡分离的分离基础是利用两相平衡时（A）实现分离。
a.组成不等；b.速率不等；c.温度不等4、当分离因子（C）表示组分i及j之间能实现一定程度的分离。
a.a ij=1b.a s ij=1c.a ij<15.下述操作中，不属于平衡传质分离过程的是（C）a.结晶；b.吸收；c.加热；d.浸取。
6、下列分离过程中属机械分离过程的是（D）：a.蒸馏；b.吸收；c.膜分离；d.离心分离。
分离工程第二章第一次作业参考答案
解：普通双组分精馏塔c=2
如右图所示：共六个单元
单元
全凝器
C+4=6
回流分配器
C+4=6
N-(M+I)级平衡串级
2c+(N-M-1)+5=N-M-1+9
进料级
3c+7=13
（M-)级平衡串级
（2）N+2个压力等级；
所以：Niu=6
2、确定下图吸收-解吸流程的设计变量数
2c+(M-1)+5=M-1+9
再沸器
C+4=6
合计
10c+N+2Fra bibliotek=N+47
由于联结各单元共有9股物流，及n=9，没有串联重复单元，及Nr=0。所以
即Niu=N+11
固定设计变量Niu:（1）一股进料，c+2-1=3（加料压力与塔压相同，当某一进料的压力和进入单元的压力相等时，则在进料变量总数中减1）
《分离工程》试题库及参考答案
分离工程试题库目录第一部分填空题 (1)第二部分选择题 (6)第三部分名词解释 (13)第四部分问答题 (15)第五部分计算题 (19)参考答案 (55)第一部分填空题1. 分离作用是由于加入（）而引起的，因为分离过程是（）的逆过程。
2. 衡量分离的程度用（）表示，处于相平衡状态的分离程度是（）。
3. 分离过程是（）的逆过程，因此需加入（）来达到分离目的。
4. 工业上常用（）表示特定物系的分离程度，汽液相物系的最大分离程度又称为（）‘5. 固有分离因子是根据（）来计算的。
它与实际分离因子的差别用（）来表示。
6. 汽液相平衡是处理（）过程的基础。
相平衡的条件是（）。
7. 当混合物在一定的温度、压力下，满足（）条件即处于两相区，可通过（）计算求出其平衡汽液相组成。
8. 萃取精馏塔在萃取剂加入口以上需设（）o9. 最低恒沸物，压力降低是恒沸组成中汽化潜热（）的组分增加。
10. 吸收因子为（），其值可反应吸收过程的（）。
11. 对一个具有四块板的吸收塔，总吸收量的80%是在（）合成的。
12. 吸收剂的再生常采用的是（0，（0, （0。
13. 精馏塔计算中每块板由于（0改变而引起的温度变化，可用（0确定。
14. 用于吸收过程的相平衡关系可表示为（0。
15. 多组分精馏根据指定设计变量不同可分为（0型计算和（0型计算。
16. 在塔顶和塔釜同时出现的组分为（0。
17. 吸收过程在塔釜的限度为（0,它决定了吸收液的（0。
18. 吸收过程在塔顶的限度为（0，它决定了吸收剂中（0。
19. 吸收的相平衡表达式为（），在（0操作下有利于吸收，吸收操作的限度是（）‘20. 若为最高沸点恒沸物，则组分的无限稀释活度系数与饱和蒸汽压的关系式为（0。
21. 解吸收因子定义为（0,由于吸收过程的相平衡关系为（0。
22. 吸收过程主要在（0完成的。
23. 吸收有（0关键组分，这是因为（0的缘故。
24. 图解梯级法计算多组分吸收过程的理论板数，假定条件为（0,因此可得出（0 的结论。
分离工程施工第一章作业参考答案
1、说明分离过程与分离工程的区别？答：分离过程：是生产过程中将混合物转变组成不同的两种或多种相对纯净的物质的操作；分离工程：是研究化工及其它相关过程中物质的分离和纯化方法的一门技术科学，研究分离过程中分离设备的共性规律，是化学工程学科的重要组成部分。
2、实际分离因子与固有分离因子的主要不同点是什么？答：前者是根据实际产品组成而计算，后者是根据平衡组成而计算。
两者之间的差别用级效率来表示。
错误：固有分离因子与分离操作过程无关3、怎样用分离因子判断分离过程进行的难易程度？答：分离因子的大小与1相差越远，越容易分离；反之越难分离。
4、比较使用ESA与MSA分离方法的优缺点。
答：当被分离组分间相对挥发度很小，必须采用具有大量塔板数的精馏塔才能分离时，就要考虑采用萃取精馏（MSA），但萃取精馏需要加入大量萃取剂，萃取剂的分离比较困难，需要消耗较多能量。
通常，分离混合物优先选择能量媒介（ESA）方法。
5、按所依据的物理化学原理不同，传质分离过程可分为哪两类？答：平衡分离过程：采用平衡级（理论板）作为处理手段，利用两相平衡组成不相等的原理，即达到相平衡时，原料中各组分在两个相中的不同分配，并将其它影响参数均归纳于级效率之中，如蒸发、结晶、精馏和萃取过程等。
大多数扩散分离过程是不互溶的两相趋于平衡的过程。
速率分离过程：通过某种介质，在压力、温度、组成、电势或其它梯度所造成的强制力的推动下，依靠传递速率的差别来操作，而把其它影响参数都归纳于阻力之中。
如超滤、反渗透和电渗析等。
通常，速率控制过程所得到的产品，如果令其互相混合，就会完全互溶。
8对乙苯和三种二甲苯混合物的分离方法进行选择。
(1)列出间二甲苯和对二甲苯的有关性质：沸点、熔点、临界温度、临界压力、偏心因子、偶极矩等，利用哪些性质的差别进行该二元物系的分离是最好的？(2)为什么使用精馏方法分离间二甲苯和对二甲苯是不适宜的？(3)为什么工业上选择熔融结晶和吸附分离间二甲苯和对二甲苯？(1)熔点、偶极矩(2)沸点接近，相对挥发度太小(3)凝固点、偶极矩相差较大，故可采用熔融结晶、吸附法进行分离。
分离工程习题完整答案
第一部分 填空题非常全的一份复习题， 各个方面都到了。
1. 分离作用是由于加入（分离剂）而引起的，因为分离过程是（混合过程）的逆过程。
2. 衡量分离的程度用（分离因子）表示，处于相平衡状态的分离程度是（固有分离因子）。
3. 分离过程是（混合过程）的逆过程，因此需加入（分离剂）来达到分离目的。
4. 工业上常用（分离因子）表示特定物系的分离程度，汽液相物系的最大分离程度又称为（理想分离因子）。
5. 固有分离因子是根据（气液相平衡）来计算的。
它与实际分离因子的差别用（板效率来表示。
6. 汽液相平衡是处理（汽液传质分离）过程的基础。
相平衡的条件是（所有相中温度压力相等，每一组分的化学位相等）。
7. 当混合物在一定的温度、压力下，满足（1,1 ∑∑iK i z i z i K ）条件即处于两相区，可通过（物料平衡和相平衡）计算求出其平衡汽液相组成。
8. 萃取精馏塔在萃取剂加入口以上需设（萃取剂回收段）。
9. 最低恒沸物，压力降低是恒沸组成中汽化潜热（小）的组分增加。
10. 吸收因子为（ A=L/KV ），其值可反应吸收过程的（难易程度）。
11. 对一个具有四块板的吸收塔，总吸收量的80%是在（塔顶釜两块板 ）合成的。
12. 吸收剂的再生常采用的是（用蒸汽或惰性气体的蒸出塔），（用再沸器的蒸出塔），（用蒸馏塔）。
13. 精馏塔计算中每块板由于（组成）改变而引起的温度变化，可用（泡露点方程）确定。
14. 用于吸收过程的相平衡关系可表示为（ L = A V ）。
15. 多组分精馏根据指定设计变量不同可分为（设计）型计算和（操作）型计算。
16. 在塔顶和塔釜同时出现的组分为（分配组分）。
17. 吸收过程在塔釜的（i N x i K iN y ,,1≥+ ），它决定了吸收液的（该组分的最大浓度）。
18. 吸收过程在塔顶的限度为（ix i K i y ,0,1≤ ），它决定了吸收剂中（自身挟带）。
19. ？限度为（吸收的相平衡表达式为（L = A V ），在（温度降低、压力升高）操作下有利于吸收，吸收操作的限度是（i N x i K iN y ,,1≥+，ix i K i y ,0,1≤ ）。
《分离工程》试题库及参考答案
分离工程试题库目录第一部分填空题1第二部分选择题5第三部分名词解释11第四部分问答题13第五部分计算题16参考答案43第一部分填空题1.分离作用是由于加入〔〕而引起的,因为分离过程是〔〕的逆过程.2.衡量分离的程度用〔〕表示,处于相平衡状态的分离程度是〔〕.3.分离过程是〔〕的逆过程,因此需加入〔〕来达到分离目的.4.工业上常用〔〕表示特定物系的分离程度,汽液相物系的最大分离程度又称为〔〕.5.固有分离因子是根据〔〕来计算的.它与实际分离因子的差别用〔〕来表示.6.汽液相平衡是处理〔〕过程的基础.相平衡的条件是〔〕.7.当混合物在一定的温度、压力下,满足〔〕条件即处于两相区,可通过〔〕计算求出其平衡汽液相组成.8.萃取精馏塔在萃取剂加入口以上需设〔〕.9.最低恒沸物,压力降低是恒沸组成中汽化潜热〔〕的组分增加.10.吸收因子为〔〕,其值可反应吸收过程的〔〕.11.对一个具有四块板的吸收塔,总吸收量的80%是在〔〕合成的.12.吸收剂的再生常采用的是〔〕,〔〕,〔〕.13.精馏塔计算中每块板由于〔〕改变而引起的温度变化,可用〔〕确定.14.用于吸收过程的相平衡关系可表示为〔〕.15.多组分精馏根据指定设计变量不同可分为〔〕型计算和〔〕型计算.16.在塔顶和塔釜同时出现的组分为〔〕.17.吸收过程在塔釜的限度为〔〕,它决定了吸收液的〔〕.18.吸收过程在塔顶的限度为〔〕,它决定了吸收剂中〔〕.19.吸收的相平衡表达式为〔〕,在〔〕操作下有利于吸收,吸收操作的限度是〔〕.20.若为最高沸点恒沸物,则组分的无限稀释活度系数与饱和蒸汽压的关系式为〔〕.21.解吸收因子定义为〔〕,由于吸收过程的相平衡关系为〔〕.22.吸收过程主要在〔〕完成的.23.吸收有〔〕关键组分,这是因为〔〕的缘故.24.图解梯级法计算多组分吸收过程的理论板数,假定条件为〔〕,因此可得出〔〕的结论.25.在塔顶和塔釜同时出现的组分为〔〕.26.恒沸剂的沸点应显著比原溶液沸点〔〕以上.27.吸收过程只有在〔〕的条件下,才能视为恒摩尔流.28. 吸收过程计算各板的温度采用〔〕来计算,而其流率分布则用〔〕来计算.29. 在一定温度和组成下,A,B 混合液形成最低沸点恒沸物的条件为〔〕.30. 对多组分吸收,当吸收气体中关键组分为重组分时,可采用〔〕的流程.31. 非清晰分割法假设各组分在塔内的分布与在〔〕时分布一致.32. 精馏有b.个关键组分,这是由于〔〕的缘故33. 采用液相进料的萃取精馏时,要使萃取剂的浓度在全塔内为一恒定值,所以在〔〕.34. 当原溶液为非理想型较强的物系,则加入萃取剂起〔〕作用.35. 要提高萃取剂的选择性,可〔〕萃取剂的浓度.36. 对多组分吸收,当吸收气体中关键组分为重组分时,可采用〔〕的流程.37. 吸收过程发生的条件为<>,其限度为〔〕.38. 在多组分精馏计算中为了给严格计算提供初值,通常用〔〕或〔〕方法进行物料预分布.39. 对宽沸程的精馏过程,其各板的温度变化由〔〕决定,故可由〔〕计算各板的温度.40. 流量加合法在求得ij x 后,由〔〕方程求j V ,由〔〕方程求j T .41. 对窄沸程的精馏过程,其各板的温度变化由〔〕决定,故可由〔〕计算各板的温度.42. 当两个易挥发的组分为关键组分时,则以〔〕为起点逐板计算.43. 三对角矩阵法沿塔流率分布假定为〔〕.44. 三对角矩阵法的缺陷是〔〕.45. 常见复杂分离塔流程有〔〕,〔〕,〔〕.46. 严格计算法有三类,即〔〕,〔〕,〔〕.47. 设置复杂塔的目的是为了〔〕.48. 松弛法是由开始的〔〕向〔〕变化的过程中,对某一〔〕内每块板上的〔〕进行衡算.49. 精馏过程的不可逆性表现在三个方面,即〔〕,〔〕和〔〕.50. 通过精馏多级平衡过程的计算,可以决定完成一定分离任务所需的〔〕,为表示塔实际传质效率的大小,则用〔〕加以考虑.51. 为表示塔传质效率的大小,可用〔〕表示.52. 对多组分物系的分离,应将〔〕或〔〕的组分最后分离.53. 热力学效率定义为〔〕消耗的最小功与〔〕所消耗的净功之比.54. 分离最小功是分离过程必须消耗能量的下限它是在分离过程〔〕时所消耗的功.55.在相同的组成下,分离成纯组分时所需的功〔〕分离成两个非纯组分时所需的功.56.超临界流体具有类似液体的〔〕和类似气体的〔〕.57.泡沫分离技术是根据〔〕原理来实现的,而膜分离是根据〔〕原理来实现的.58.新型的节能分离过程有〔〕、〔〕.59.常用吸附剂有〔〕,〔〕,〔〕.60.54A分子筛的孔径为〔5埃〕,可允许吸附分子直径〔小于5埃〕的分子.61.离程分为<>和<>两大类.62.传质分离过程分为〔〕和〔〕两大类.63.分离剂可以是〔〕和〔〕.64.机械分离过程是〔〕.吸收、萃取、膜分离.渗透.65.速率分离的过程是过滤、离心分离、吸收、萃取、〔〕.66.平稳分离的过程是过滤、离心分离、〔〕.膜分离.渗透.67.气液平相衡常数定、以为〔〕.68.理想气体的平稳常数〔〕无关.69.活度是〔〕浓度.70.低压下二元非理想农液的对挥发度α12等于<>71.气液两相处于平衡时,〔〕相等.72.Lewis 提出了等价于化学位的物理量〔〕.73.逸度是〔〕压力74.在多组分精馏中塔顶温度是由〔〕方程求定的.75.露点方程的表达式为<>76.泡点方程的表达式为<>77.泡点温度计算时若∑Kixi>1,温度应调〔〕78.泡点压力计算时若∑Kixi>1,压力应调〔〕79.在多组分精馏中塔底温度是由〔〕方程求定的.80.绝热闪蒸过程,节流后的温度〔〕.81.若组成为Zi的物系,∑Kixi>1,且∑KiZi>1时, 其相态为〔〕82.若组成为Zi的物系,Kixi>1时其相态为〔〕83.若组成为Zi的物系,∑KiZi>1时,其相态为〔〕84.绝热闪蒸过程,饱和液相经节流后会有〔〕产生.85.设计变量与独立量之间的关系可用下式来表示<>86.设计变量分为〔〕与〔〕.87.回流比是〔〕〔〕设计变量.88.关键组分的相挥发度越大,精馏过程所需的最少理论板数〔〕.89.分离要求越高,精馏过程所需的最少理论板数〔〕.90.进料中易挥发含量越大,精馏过程所需的最少理论板数〔〕.91.在萃取精馏中所选的萃取剂希望与塔顶馏出组份形成具有〔〕偏差的非理想溶液.92.在萃取精馏中所选的取剂使A1P值越〔〕越好.93.在萃取精馏中所选的萃取剂希望而与塔底组分形成具有〔〕偏差的非理想溶液.94.在萃取精馏中所选的萃取剂使A1P值越大,溶剂的选择性〔〕95.萃取精馏塔中,萃取剂是从塔〔〕出来.96.恒沸剂与组分形成最低温度的恒沸物时,恒沸剂从塔〔〕出来.97.均相恒沸物在低压下其活度系数之比γ1/γ2应等于<>与<>之比.98.在板式塔的吸收中,原料中的平衡常数小的组分主要在塔内〔〕板被吸收.99.吸收中平衡数大的组分主要在塔内〔〕板被吸收.100.吸收中平衡常数大的组分是〔〕吸收组分.101.吸收中平衡常数小的组分是〔〕吸收组分.102.吸收因子越大对吸收越〔〕103.温度越高对吸收越〔〕104.压力越高对吸收越〔〕.105.吸收因子A〔〕于平衡常数.106.吸收因子A〔〕于吸收剂用量L.107.吸收因子A〔〕于液气比.108.完成一个给定的分离要求所需功最小的过程是〔〕.109.从节能的角度分析难分离的组分应放在〔〕分离.110.从节能的角度分析分离要求高的组分应放在〔〕分离.111.从节能的角度分析进料中含量高的组分应〔〕分离.112.物理吸附一般为〔〕吸附.113.化学吸附一般为〔〕吸附.114.化学吸附选择性〔〕.115.物理吸附选择性〔〕 116.吸附负荷曲线是以〔〕横坐标绘制而成. 117.吸附负荷曲线是以〔〕为纵坐标绘制而成. 118.吸附负荷曲线是分析〔〕得到的. 119.透过曲线是以〔〕横坐标绘制而成. 120.透过曲线是以〔〕为纵坐标绘制而成. 121.透过曲线是分析〔〕得到的. 122. 透过曲线与吸附符合曲线是〔〕相似关系.第二部分 选择题1. 计算溶液泡点时,若∑=>-Ci i i X K 101,则说明a.温度偏低b.正好泡点c.温度偏高2. 在一定温度和压力下,由物料组成计算出的∑=>-C i i i X K 101,且∑=<ci i i K Z 11/,该进料状态为a.过冷液体b.过热气体c.汽液混合物3. 计算溶液露点时,若01/<-∑i i K y ,则说明22a.温度偏低b.正好泡点c.温度偏高4. 进行等温闪蒸时,对满足什么条件时系统处于两相区22a.∑∑>>1/1i i i i K Z Z K 且b.∑∑<>1/1i i i i K Z Z K 且c.∑∑><1/1i i i i K Z Z K 且d.∑∑<<1/1i i i i K Z Z K 且5. 萃取精馏时若泡和液体进料,则溶剂加入位置点：a.精馏段上部b.进料板c.提馏段上部6. 在一定温度和组成下,A,B 混合液的总蒸汽压力为P,若S A P P >,且S B P P >,则该溶液a.形成最低恒沸物b.形成最高恒沸物c.不形成恒沸物7. 吸收操作中,若要提高关键组分的相对吸收率应采用措施是a.提高压力b.升高温度c.增加液汽比d.增加塔板数8. 最高恒沸物,压力增加使恒沸组成中汽花潜热小的组分a.增加b.不变c.减小9. 选择的萃取剂最好应与沸低低的组分形成a.正偏差溶液b.理想溶液c.负偏差溶液10. 多组分吸收过程采用图解梯级法的依据是a.恒温操作b.恒摩尔流c.贫气吸收11. 当萃取塔塔顶产品不合格时,可采用下列方法来调节a.加大回流比b.加大萃取剂用量c.增加进料量12. 液相进料的萃取精馏过程,应该从何处加萃取剂a.精馏段b.提馏段c.精馏段和进料处d.提馏段和进料板13. 当两个难挥发组分为关键组分时,则以何处为起点逐板计算44a.塔顶往下b.塔釜往上c.两端同时算起14. 从塔釜往上逐板计算时若要精馏段操作线方程计算的()1/+j H L X X 比由提馏段操作线方程计算得更大,则加料板为a. j 板b. j+1板c. j+2板15. 流量加和法在求得ji X 后由什么方程来求各板的温度a.热量平衡方程b.相平衡方程 c 物料平衡方程16. 三对角矩阵法在求得ji X 后由什么方程来求各板的温度a 热量平衡方程b.相平衡方程 c 物料平衡方程17. 简单精馏塔是指a.设有中间再沸或中间冷凝换热设备的分离装置b.有多股进料的分离装置c.仅有一股进料且无侧线出料和中间换热设备18. 下面有关塔板效率的说法中哪些是正确的？a.全塔效率可大于1b.总效率必小于1c.Murphere 板效率可大于1d.板效率必小于点效率19. 分离最小功是指下面的过程中所消耗的功a.实际过程b.可逆过程20. 下列哪一个是机械分离过程〔〕a.蒸馏b.吸收c.膜分离d.离心分离21. 下列哪一个是速率分离过程〔〕a.蒸馏b.吸收c.膜分离d.离心分离22. 下列哪一个是平衡分离过程〔〕a.蒸馏b.吸收c.膜分离d.离心分离23.lewis提出了等价于化学位的物理量〔〕a.蒸馏b.吸收c.膜分离d.离心分离24.二无理想溶液的压力组成图中,P-X线是〔〕a.曲线b.直线c.有最高点d.有最低点25.形成二元最高温度恒沸物的溶液的压力组成图中,P-X线是〔〕a.曲线b.直线c.有最高点d.有最低点26.溶液的蒸气压大小〔〕a.只与温度有关b.不仅与温度有关,还与各组分的浓度有关c.不仅与温度和各组分的浓度有关,还与溶液的数量有关27.对两个不同纯物质来说,在同一温度压力条件下汽液相平衡K值越大,说明该物质沸点〔〕a.越低b.越高c.不一定高,也不一定低28.汽液相平衡K值越大,说明该组分越〔〕a.易挥发b.难挥发c.沸点高d.蒸汽压小29.气液两相处于平衡时〔〕a.两相间组份的浓度相等b.只是两相温度相等c.两相间各组份的化学位相等d.相间不发生传质30.完全不互溶的二元物质,当达到汽液平衡时,两组分各自呈现的蒸气压〔〕a.等于各自的饱和蒸汽压b.与温度有关,也与各自的液相量有关c.与温度有关,只与液相的组成有关31.完全不互溶的二元物系,当达到汽液平衡时,溶液的蒸气压力小〔〕a.只与温度有关b.不仅与温度有关,还与各组分的浓度有关c.不仅与温度和各组分的浓度有关,还与溶液的数量有关32.完全不互溶的二元物系,沸点温度〔〕a.等于P01b.等于P02c.等于P01+P02d.小于P01+P0233.完全不互溶的二元物系,沸点温度〔〕a.等于轻组分组份1的沸点T1sb.等于重组分2的沸点T2sc.大于T1s小于T2sd.小于T1s34.当把一个常人溶液加热时,开始产生气泡的点叫作〔〕a.露点b.临界点c.泡点d.熔点35.当把一个气相冷凝时,开始产生液滴的点叫作〔〕a.露点b.临界点c.泡点d.熔点36.当物系处于泡、露点之间时,体系处于〔〕a.饱和液相b.过热蒸汽c.饱和蒸汽d.气液两相37.系统温度大于露点时,体系处于〔〕a.饱和液相b.过热气相c.饱和气相d.气液两相38.系统温度小于泡时,体系处于〔〕a.饱和液相b.冷液体c.饱和气相d.气液两相39.闪蒸是单级蒸馏过程,所能达到的分离程度〔〕a.很高b.较低c.只是冷凝过程,无分离作用d.只是气化过程,无分离作用40.下列哪一个过程不是闪蒸过程〔〕a.部分气化b.部分冷凝c.等含节流d.纯组分的蒸发41.等含节流之后〔〕a.温度提高b.压力提高c.有气化现象发生,压力提高d.压力降低,温度也降低42.设计变量数就是〔〕a.设计时所涉与的变量数b.约束数c.独立变量数与约束数的和d.独立变量数与约束数的差43.约束变量数就是〔〕a.过程所涉与的变量的数目；b.固定设计变量的数目c.独立变量数与设计变量数的和；d.变量之间可以建立的方程数和给定的条件.44.A、B两组份的相对挥发度αAB越小〔〕a.A、B两组份越容易分离b.A、B两组分越难分离c.A、B两组分的分离难易与越多d.原料中含轻组分越多,所需的越少45.当蒸馏塔的回流比小于最小的回流比时〔〕a.液相不能气化b.不能完成给定的分离任务c.气相不能冷凝d.无法操作46.当蒸馏塔的产品不合格时,可以考虑〔〕a.提高进料量b.降低回流比c.提高塔压d.提高回流比47.当蒸馏塔的在全回流操作时,下列哪一描述不正确〔〕a.所需理论板数最小b.不进料c.不出产品d.热力学效率高b.恒摩尔流不太适合d.是蒸馏过程48.吉利兰关联图,关联了四个物理量之间的关系,下列哪个不是其中之一〔〕a.最小理论板数b.最小回流比c.理论版d.压力49.下列关于简捷法的描述那一个不正确〔〕a.计算简便b.可为精确计算提供初值c.所需物性数据少d.计算结果准确50.如果二元物系,γ1>1,γ2>1,则此二元物系所形成的溶液一定是〔〕a.正偏差溶液b.理想溶液c.负偏差溶液d.不确定51.如果二元物系,γ1<1,γ2<1,则此二元物系所形成的溶液一定是〔〕a.正偏差溶液b.理想溶液c.负偏差溶液d.不确定52.如果二元物系,γ1=1,γ2=1,,,则此二元物系所形成的溶液一定是〔〕a.正偏差溶液b.理想溶液c.负偏差溶液d.不确定53.如果二元物系,A12>0,A21<0,则此二元物系所形成的溶液一定是〔〕a.正偏差溶液b.理想溶液c.负偏差溶液d.不确定54.如果二元物系,A12<0 ,A21>0,则此二元物系所形成的溶液一定是〔〕a.正偏差溶液b.理想溶液c.负偏差溶液d.不确定55.如果二元物系,A12=0,A21=0,则此二元物系所形成的溶液一定是〔〕a.正偏差溶液b.理想溶液c.负偏差溶液d.不确定56.关于萃取精馏塔的下列描述中,那一个不正确〔〕a.气液负荷不均,液相负荷大b.回流比提高产品纯度提高c.恒摩尔流不太适合d.是蒸馏过程57.当萃取精馏塔的进料是饱和气相对〔〕a.萃取利从塔的中部进入b.塔顶第一板加入c.塔项几块板以下进入d.进料位置不重要58.萃取塔的汽、液相最大的负荷处应在〔〕a.塔的底部b.塔的中部c.塔的项部59.在均相恒沸物条件下,其饱和蒸汽压和活度系数的关系应用〔〕60.如果二元物系有最低压力恒沸物存在,则此二元物系所形成的溶液一定是〔〕a.正偏差溶液b.理想溶液c.负偏差溶液d.不一定61.关于均相恒沸物的那一个描述不正确〔〕a.P-X线上有最高或低点b.P-Y线上有最高或低点c.沸腾的温度不变d.部分气化可以得到一定程度的分离62.下列哪一个不是均相恒沸物的特点〔〕a.气化温度不变b.气化时气相组成不变c.活度系数与饱和蒸汽压成反比d.冷凝可以分层63.关于恒沸精馏塔的下列描述中,那一个不正确〔〕a.恒沸剂用量不能随意调b.一定是为塔项产品得到c.可能是塔顶产品,也可能是塔底产品d.视具体情况而变64.对一个恒沸精馏过程,从塔内分出的最低温度的恒沸物〔〕a.一定是做为塔底产品得到b.一定是为塔顶产品得到c.可能是塔项产品,也可能是塔底产品d.视具体情况而变65.吸收塔的汽、液相最大负荷处应在〔〕a.塔的底部b.塔的中商c.塔的顶部66.在吸收操作过程中,任一组分的吸收因子Ai与其吸收率Φi在数值上相应是〔〕a.Ai<Φib.Ai=Φic.Ai>Φi67.下列哪一个不是吸收的有利条件〔〕a.提高温度b.提高吸收剂用量c.提高压力d.减少处理的气体量68.下列哪一个不是影响吸收因子的物理量〔〕a.温度b.吸收剂用量c.压力d.气体浓度69.平衡常数较小的组分是〔〕a.难吸收的组分b.最较轻组份c.挥发能力大的组分d.吸收剂中的溶解度大70.易吸收组分主要在塔的什么位置被吸收〔〕a.塔顶板b.进料板c.塔底板71.平均吸收因子法〔〕a.假设全塔的温度相等b.假设全塔的压力相等c.假设各板的吸收因子相等72.下列哪一个不是等温吸附时的物系特点〔〕a.被吸收的组分量很少b.溶解热小c.吸收剂用量较大d.被吸收组分的浓度高73.关于吸收的描述下列哪一个不正确〔〕a.根据溶解度的差异分离混合物b.适合处理大量大气体的分离c.效率比精馏低d.能得到高纯度的气体74.当体系的yi-yi*>0时〔〕a.发生解吸过程b.发生吸收过程c.发生精馏过程d.没有物质的净转移75.当体系的yi-yi*=0时〔〕a.发生解吸过程b.发生吸收过程c.发生精馏过程d.没有物质的净转移76.下列关于吸附过程的描述哪一个不正确〔〕a.很早就被人们认识,但没有工业化b.可以分离气体混合物c.不能分离液体混合物d.是传质过程77.下列关于吸附剂的描述哪一个不正确〔〕a.分子筛可作为吸附剂b.多孔性的固体c.外表面积比内表面积大d.吸附容量有限第三部分名词解释1.分离过程：将一股式多股原料分成组成不同的两种或多种产品的过程.2.机械分离过程：原料本身两相以上,所组成的混合物,简单地将其各相加以分离的过程.3.传质分离过程：传质分离过程用于均相混合物的分离,其特点是有质量传递现象发生.按所依据的物理化学原理不同,工业上常用的分离过程又分为平衡分离过程和速率分离过程两类.4.相平衡：混合物或溶液形成若干相,这些相保持着物理平衡而共存的状态.从热力学上看,整个物系的自由焓处于最小状态,从动力学看,相间无物质的静的传递.5.相对挥发度：两组分平衡常数的比值叫这两个组分的相对挥发度.6.泡点温度：当把一个液相加热时,开始产生气泡时的温度.7.露点温度：当把一个气体冷却时,开始产生气泡时的温度.8.气化率：气化过程的气化量与进料量的比值.9.冷凝率：冷凝过程的冷凝量与进料量的比.10.设计变量数：设计过程需要指定的变量数,等于独立变量总数与约束数的差.11.独立变量数：描述一个过程所需的独立变量的总数.12.约束数：变量之间可以建立的方程的数目与已知的条件数目.13.回流比：回流的液的相量与塔顶产品量的比值.14.精馏过程：将挥发度不同的组分所组成的混合物,在精馏塔中同时多次地部分气化和部分冷凝,使其分离成几乎纯态组成的过程.15.全塔效率：理论板数与实际板数的比值.16.精馏的最小回流比：精馏时有一个回流比下,完成给定的分离任务所需的理论板数无穷多,回流比小于这个回流比,无论多少块板都不能完成给定的分离任务,这个回流比就是最小的回流比.实际回流比大于最小回流比.17.理论板：离开板的气液两相处于平衡的板叫做理论板.18.萃取剂的选择性：加溶剂时的相对挥发度与未加溶剂时的相对挥发度的比值.19.萃取精馏：向相对挥发度接近于1或等于1的体系,加入第三组分P,P体系中任何组分形成恒沸物,从塔底出来的精馏过程.20.共沸精馏：向相对挥发度接近于1或等于1的体系,加入第三组分P,P体系中某个或某几个组分形成恒沸物,从塔顶出来的精馏过程.21.吸收过程：按混合物中各组份溶液度的差异分离混合物的过程叫吸收过程.22.吸收因子：操作线的斜率〔L/V〕与平衡线的斜率〔KI〕的比值.23.绝对吸收率：被吸收的组分的量占进料中的量的分率.24.热力学效率：可逆功与实际功的比值.25.膜的定义：广义上定义为两相之间不连续的区间.26.半透膜：能够让溶液中的一种或几种组分通过而其他组分不能通过的这种选择性膜叫半透膜.27.渗透：当用半透膜隔开没浓度的溶液时,纯溶剂通过膜向低高浓度溶液流动的现象叫渗透.28.反渗透：当用半透膜隔开不同浓度的溶液时,纯溶剂通过膜向低浓度溶液流动的现象叫反渗透.29.吸附过程：当用多几性的固体处理流体时,流体的分子和原子附着在固体表面上的现象叫吸附过程.30.表观吸附量：当用M千克的多孔性的固体处理体积是V的液体时,溶液原始浓度为,吸附达到平衡时的浓度为,则表观吸附量〔每千克吸附吸附的吸附质的量〕为：C0吸附达到平衡时的浓度为C*,则表观吸附量<每千克吸附吸附的吸质的量>为:第四部分 问答题1. 已知A,B 二组分的恒压相图如下图所示,现有一温度为T0原料经加热后出口温度为T4 过加器前后压力看作不变.试说明该原料在通过加热器的过程中,各相应温度处的相态和组成变化的情况？t0过冷液体,组成等于x Ft1饱和液体,组成等于x Ft2气夜两相,y>x F >xt3饱和气体,组成等于x Ft4过热气体,组成等于x F2. 简述绝热闪蒸过程的特点.绝热闪蒸过程是等焓过程,节流后压力降低,所以会有汽化现象发生,汽化要吸收热量,由于是绝热过程,只能吸收本身的热量,因此,体系的漫度降低.3. 图中A 塔的操作压力量对比20atm,塔底产品经节流阀后很快进入B 塔.B 塔的操作压力为10atm,试问：a.液体经节流后会发生哪些变化？b.如果B 塔的操作压力为5atm 时,会与在某些方面10atm 下的情况有何不同？<1>经节流后有气相产生,由于气化要吸收自身的热量,系统温度将降低.<2>B 塔的操作压力为5atm 时比操作压力为10atm 时气化率大,温度下降幅度也大.4. 普通精馏塔的可调设计变量是几个？试按设计型和操作型指定设计变量. 普通精馏塔由4个可调设计变量.按设计型：两个分离要求、回流比、再沸器蒸出率；按操作型：全塔理论板数、精馏段理论板数、回流比、塔顶产品的流量.5. 简述逐板的计算进料位置的确定原则.使全塔理论板数最少为原则,看分离效果的好坏来确定.从塔底向上计算时,x lk /x hk 越大越好,从塔项往下计算时,y lk /y hk 越小越好.6. 简述逐计算塔顶的判断原则.()()lk lk n d x x使全塔理论板数最少为原则,看分离效果的好坏来确定,即则第n板既为塔顶板.7.简述逐计算的计算起点的选择原则.以组分的组成估算最精确的误差最小的那块板开始逐板计算.8.简述精馏过程最小回流时的特点.最小回流比是馏的极限情况之一,此时,未完成给定的分离任务,所需要理论经板数无穷多,如果回流比小于最小回流比,则无论多少理论板数也不能完成给定的分离任务.9.简述精馏过程全回流的特点.全回流是精馏的极限情况之一.全回流所需的理论板数最少.此时,不进料,不出产品.10.简述捷法的特点.简捷法是通过N、N m、R、R m四者的关系计算理论的板数的近似计算法,其计算简便,不需太多物性数据,当要求计算精度高时,不失为一种快捷的方法,也可为精确计算提供初值.11.简述萃取塔操作要注意的事项.a.气液相负荷不均,液相负荷远大于气相负荷；b.塔料的温度要严控制；c.回流比不能随意调整.12.萃取精馏塔如果不设回收段,把萃剂与塔顶回流同时都从塔顶打入塔内,将会产生什么后果,为什么？在萃取精馏中不设回收段,将会使入塔顶的萃取剂得不到回收,塔顶产品夹带萃取剂,从而影响产品的纯度,使塔顶得不到纯净的产品.13.根据题给的X-Y相图,回答以下问题：a.该系统在未回萃取剂P时是正偏差是负偏差系统？有最高还是最低温度的恒沸物？b.回入萃取剂之后在精馏段和提馏段利还是利？a.该系统在未加萃剂P时是正偏差系统,有最低温度的恒沸物.b.加入萃取剂之后在精馏段有利,固原来有恒沸物,P加入之后恒沸物消失；在提馏段是不利,因P加入之后体系中组分的相对挥发度降低.14.从热力学角度简述萃取剂的选择原则.萃取应能使的体系的相对挥发度提高,即与塔组分形成正偏差,与塔组分形成负偏差或者理想溶液.15.工艺角度简述萃剂的选择原则.。
《分离工程》试卷及答案
一、填空(每空2分,共20分)1. 如果设计中给定数值的物理量的数目等于 设计变量 ，设计才有结果。
2. 在最小回流比条件下，若只有重组分是非分配组分，轻组分为分配组分，存在着两个恒浓区，出现在 精镏段和进料板 位置。
3. 在萃取精镏中，当原溶液非理想性不大时，加入溶剂后，溶剂与组分1形成具有较强 正 偏差的非理想溶液，与组分2形成 负偏差或理想 溶液 ，可提高组分1对2的相对挥发度。
4. 化学吸收中用增强因子表示化学反应对传质速率的增强程度，增强因子E 的定义是 化学吸收的液相分传质系数（k L ）/无化学吸收的液相分传质系数（k 0L ） 。
5. 对普通的N 级逆流装置进行变量分析，若组分数为C 个，建立的MESH 方程在全塔有 NC+NC+2N+N=N(2C+3) 个。
6. 热力学效率定义为=η ； 实际的分离过程是不可逆的，所以热力学效率必定 于1。
7. 反渗透是利用反渗透膜选择性的只透过 溶剂 的性质，对溶液施加压力，克服 溶剂的渗透压 ，是一种用来浓缩溶液的膜分离过程。
二、推导(20分)1. 由物料衡算，相平衡关系式推导图1单级分离基本关系式。
1(1)0(1)1ci i i i z K K ψ=-=-+∑ 式中： K i ——相平衡常数；ψ——气相分率（气体量/进料量）。
2. 精馏塔第j 级进出物料如图1，建立MESH 方程。
三、简答(每题5分,共25分)1.什么叫相平衡？相平衡常数的定义是什么？由混合物或溶液形成若干相，这些相保持物理平衡而共存状态。
热力学上看物系的自由焓最小；动力学上看相间表观传递速率为零。
K i =yi/xi。
2.关键组分的定义是什么；在精馏操作中，一般关键组分与非关键组分在顶、釜的分配情况如何？由设计者指定浓度或提出回收率的组分。
LK绝大多数在塔顶出现，在釜中量严格控制；HK绝大多数在塔釜出现，在顶中量严格控制；LNK全部或接近全部在塔顶出现；HNK全部或接近全部在塔釜出现。
分离工程课后习题答案刘家祺
分离工程课后习题答案刘家祺分离工程习题第一章1.列出5种使用ESA和5种使用MSA的分离操作。
答：属于ESA分离操作的有精馏、萃取精馏、吸收蒸出、再沸蒸出、共沸精馏。
属于MSA分离操作的有萃取精馏、液-液萃取、液-液萃取（双溶剂）、吸收、吸附。
5.海水的渗透压由下式近似计算：π=RTC/M，式中C为溶解盐的浓度，g/cm3；M为离子状态的各种溶剂的平均分子量。
若从含盐0.035 g/cm3的海水中制取纯水，M=31.5，操作温度为298K。
问反渗透膜两侧的最小压差应为多少kPa? 答：渗透压π=RTC/M＝8.314×298×0.035/31.5=2.753kPa。
所以反渗透膜两侧的最小压差应为2.753kPa。
9.假定有一绝热平衡闪蒸过程，所有变量表示在所附简图中。
求：（1）总变更量数Nv;（2）有关变更量的独立方程数Nc；（3）设计变量数Ni;（4）固定和可调设计变量数Nx , Na；（5）对典型的绝热闪蒸过程，你将推荐规定哪些变量？思路1：3股物流均视为单相物流，总变量数Nv=3(C+2)=3c+6独立方程数Nc物料衡算式C个热量衡算式1个相平衡组成关系式C个1个平衡温度等式1个平衡压力等式共2C+3个故设计变量Ni=Nv-Ni=3C+6-(2C+3)=C+3固定设计变量Nx＝C+2,加上节流后的压力，共C+3个可调设计变量Na＝0解：（1）Nv = 3 ( c+2 )（2）Nc 物 c能 1相 c内在(P，T) 2Nc = 2c+3（3）Ni = Nv – Nc = c+3（4）Nxu = ( c+2 )+1 = c+3（5）Nau = c+3 –( c+3 ) = 0思路2：输出的两股物流看成是相平衡物流，所以总变量数Nv=2(C+2) 独立方程数Nc：物料衡算式C个，热量衡算式1个,共C+1个设计变量数Ni=Nv-Ni=2C+4-(C+1)=C+3固定设计变量Nx:有C+2个加上节流后的压力共C+3个可调设计变量Na：有011.满足下列要求而设计再沸汽提塔见附图，求：（1）设计变更量数是多少？（2）如果有，请指出哪些附加变量需要规定？解：N x u 进料c+2压力9c+11=7+11=18N a u 串级单元 1传热 1合计 2N V U = N x u+N a u = 20附加变量：总理论板数。
《分离工程》试卷及答案及《概率论与数理统计》习题及答案
一、填空(每空2分,共20分)1. 如果设计中给定数值的物理量的数目等于设计变量，设计才有结果。
2. 在最小回流比条件下，若只有重组分是非分配组分，轻组分为分配组分，存在着两个恒浓区，出现在精镏段和进料板位置。
3. 在萃取精镏中，当原溶液非理想性不大时，加入溶剂后，溶剂与组分1形成具有较强正偏差的非理想溶液，与组分2形成负偏差或理想溶液，可提高组分1对2的相对挥发度。
4. 化学吸收中用增强因子表示化学反应对传质速率的增强程度，增强因子E的定义是化学吸收的液相分传质系数（k L）/无化学吸收的液相分传质系数（k0L）。
5. 对普通的N级逆流装置进行变量分析，若组分数为C个，建立的MESH方程在全塔有NC+NC+2N+N=N(2C+3) 个。
η；实际的分离过程是不可逆的，所6. 热力学效率定义为=以热力学效率必定于1。
7. 反渗透是利用反渗透膜选择性的只透过溶剂的性质，对溶液施加压力，克服溶剂的渗透压，是一种用来浓缩溶液的膜分离过程。
二、推导(20分)1. 由物料衡算，相平衡关系式推导图1单级分离基本关系式。
1(1)0(1)1ci i i i zK K ψ=-=-+∑ 式中： K i ——相平衡常数；ψ——气相分率（气体量/进料量）。
2. 精馏塔第j 级进出物料如图1，建立MESH 方程。
三、简答(每题5分,共25分)1.什么叫相平衡？相平衡常数的定义是什么？由混合物或溶液形成若干相，这些相保持物理平衡而共存状态。
热力学上看物系的自由焓最小；动力学上看相间表观传递速率为零。
K i=y i/x i。
2.关键组分的定义是什么；在精馏操作中，一般关键组分与非关键组分在顶、釜的分配情况如何？由设计者指定浓度或提出回收率的组分。
LK绝大多数在塔顶出现，在釜中量严格控制；HK绝大多数在塔釜出现，在顶中量严格控制；LNK全部或接近全部在塔顶出现；HNK全部或接近全部在塔釜出现。
3.在吸收过程中，塔中每级汽、液流量为什么不能视为恒摩尔流？吸收为单相传质过程，吸收剂吸收了气体中的溶质而流量在下降过程中不断增加，气体的流量相应的减少，因此气液相流量在塔内都不能视为恒定。