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．操作中的精馏塔，保持F、x F、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x n-1=0.7,x n=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y n= ,x n+1= ,以汽相组成表示的第n板的单板效率E n.

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,已知平衡关系y=2x,k G=0.2 kmol/m2 s, k L=2×103 kmol/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K G kmol/m2 s. (A) 2 ; (B) 0.1 (c) 0.2; (D) 2×103

(2)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____、____、____、____等,塔板上的异常操作现象包括____、____、____。

6．萃取剂的选择性是指：。

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)焓(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) (t d t); (B) (t d H); (C) (p H); (D) (I t tw)

二、(20分) 在一连续精馏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；馏出液组成为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) 精馏段操作线方程。

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。03。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N OG。

四、（10分）某湿物料质量为20kg,含水量为15%（湿基，下同），放入0.5m2的浅盘内干燥，平衡水分为1%，临界水分为6%，恒速段干燥速率为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

1．B D

2．0.7 0.5 0.8

3．B C B

4．（1）A A (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.（1）C (2) A

二、解：（1）釜残液组成

设进料量为100 kmol/h，由物料衡算可得

3分

其中kmol/h

kmol/h 7分

则 10分

(2)精馏段操作线方程

先求最小回流比，由

14分对于泡点进料，有

由汽液平衡方程

故 17分

依题意

精馏段操作线方程为

20分

三、解：（1）由题意y 1=0.03，y 2=y 1(1-φ)=0.03（1-0.95）=0.0015 S=mG/L=0.8，x 1＊=0.03，

由y 1=mx 1＊得：m=1，L/G=1/0.8=1.25 4分

1212

0.030.00150.950.03m y y L y G x

m --⎛⎫

=== ⎪⎝⎭- 1.25 1.30.95m L G L G ==⎛⎫

⎪⎝⎭ 7分

（2）由物料恒算得

()()

()()12121121

0.030.00150.023

1.25V y y L x x V x y y L -=-=-=-= 13分 （3）传质单元数计算公式得

()()12221ln 1110.03ln 10.80.87.810.80.0015OG y y N S S S y y ︒︒⎡⎤-=-+⎢⎥

--⎣⎦⎡⎤=-+=⎢⎥-⎣⎦ 20分

四、解：已知G 1=20kg ，w 1=15%，G c =G 1(1-w 1)=20(1-0.15)=17kg S=0.5m 2，x ＋=1/1-0.01=0.01，x c =6/1-0.06=0.063 U c =0.4kg/m 2.h ，

x 2=w 2/1-w 2=0.02/1-0.02=0.02

2分

恒速度按干燥时间

()()1117

0.180.0639.60.40.5

c c c G X X h U S τ=

-=-=⨯ 6分