大连理工大学化工原理期末试题2004xa

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大 连 理 工 大 学

学号：课程名称： 化工原理（下） 试卷 A 试卷共 6 页 院系：授课院（系）：化工学院 考试日期： 2004年6月12日 _____ 级

一、选择填空或填空（30分） 1. 某二元混合物，进料量为100kmol/h ，进料组成x F =0.6，要求塔顶得到组成x D 不小于0.9的产品，则塔顶馏出液的最大流量为 kmol/h 。 2．简单蒸馏过程中，釜内易挥发组分浓度逐渐 ，釜液温度逐渐 。（增大、减小、不变、不确定） 3．完成一分离任务需要17块理论板（包括塔釜），若改用填料塔，且所用填料的理论级当量高度（HETP ）为0.5m ，则完成这一分离任务所需的填料层高度为 m 。 4. 板式塔操作的液泛可以有两种情况，即 和 。

5．间歇精馏的操作方法可分为 和 。 6．板式塔 ___________ 操作。 A) 只能用于精馏操作 B) 只能用于吸收操作 C) 不能用于精馏和吸收操作 D) 能用于精馏和吸收操作 7. 恒沸精馏的原理是在原溶液中加入第三组分，使其与原溶液中的某组分形成 ，从而使原溶液易于分离。 8．物质透过膜的主要三种方式为： 、促进传递和主动传递 9．溶解度很大的气体的吸收过程，属于 控制过程。对于该过程，欲强化传质应设法提高 传质系数。 10．在逆流操作的填料吸收塔中，吸收因子A<1时，若填料层高h=∞，则气液两相将于 达到平衡。（塔顶、塔底、塔内

任意截面）

11．在化学吸收过程中，随化学反应速度增大，增强因子。（增大、减小、不变、不确定）

12．在气体流量，气相进出口组成和液相进口组成不变时，若增大吸收剂用量，则传质推动力将，操作线将平衡线，完成分离任务所需的填料层高度将。

13．对一定操作条件下的填料塔，填料层高度增大，则H OG，N OG。

14. 对于不饱和空气，绝热饱和温度_______________露点温度。(小于、大于、等

于)。

15．物料同不饱和空气接触的时间足够长，_______________水分一定是可以被干燥的。（结合、自由、平衡）

16. 相同的干燥条件下，在恒速干燥阶段，湿棉花的干燥速率_______________湿沙子

的干燥速率。(小于、大于、等于)

17. 用空气干燥某种热敏物料，空气的初始和终了状态相同，空气宜采用

_____________加热。（单级、多级、不确定）

18. 在干燥过程中，当物料的湿含量达到平衡含水量时，传质推动力为___________

（>0, =0, 不确定）

19. 三角形坐标描述三元物系时，在三角形边上的点，代表___________物系。（一

元、两元、三元、不确定）

20. 与原溶剂完全互溶的溶剂__________被选为萃取剂。（可以、不可以、不确定）21．溶剂用量相同时，多级错流萃取的分离效果较单级萃取效果________。（好、差、相同）

二、完成下列计算

1. （18分）在一精馏塔中分离二元混合物，塔顶装有全凝器，塔底为间接蒸汽

加热的再沸器，原料流率为1000kmol/h，其组成为0.5（摩尔分数，下同），

饱和液体进料，相对挥发度α=7，塔顶产品组成为0.95，塔顶易挥发组分的回

收率为92%，回流比为5，试求：

（1）塔两端产品流量；

（2）若塔的总板效率为0.6，试用逐板计算法求完成分离任务所需的实际塔板数；

（3）计算最小回流比，并说明本题设计时所取回流比在经济上是否合理（在常规范围内）。

2.（5分）有一精馏塔，塔顶设全凝器，在常压下分离苯-甲苯物系，采用回流比R=3。今测得塔顶馏出液浓度x D=0.985和第一块塔板下流液体浓度x1=0.970（均为摩尔分数）；已知物系的相对挥发度α=2.58，试计算第一块板的板效率E mV。

三、（20）设计一逆流吸收的填料塔，在常温、常压下用清水吸收空气-丙酮混合气中的

丙酮。已知入塔混合气体流率为80 kmol/h，含丙酮5%（摩尔分率），要求吸收率为95%。该塔塔径为0.8m，操作条件下的平衡关系为y e=2.0x，气相总体积传质系数K y a=150 kmol/m3·h，实际操作液气比为最小液气比的1.2倍。试求：

（1）用水量为多少，（kg/h）；

（2）出塔吸收液的饱和度；

（3）所需填料层高度，m；

（4）定性分析若塔的操作温度降低，其他条件不变，则出塔气体组成y2如何变化？为达到相同的回收率，应采取什么措施。

四．（7分）以纯溶剂S，从A、B混合液中萃取出组分A，已知原料液质量100 kg，含A 40%，经单级萃取，完全脱除溶剂后的萃余液中含A 10% ，（以上均为质量百分数）。试求：

（1）所需溶剂用量；

（2）萃取相的质量和组成；

（3）完全脱除溶剂后，萃取液的量。

五．（10分）用一常压气流干燥器干燥某种物料，要求其干基含水量从X 1=0.12 kg 水/kg

绝干物料降到X 2=0.02 kg 水/kg 绝干物料，干燥器的生产能力为1000kg/h （以绝干

产品计）；空气进入干燥器时湿含量为0.01kg 水/kg 干空气，温度为110O C ，空气出干燥器时湿含量为0.03kg 水/kg 干空气，按理想干燥过程计算，试求：

（1） 蒸发水分量，（kg/h ）；

（2） 干空气消耗量，（kg 干空气/h ）；

（3） 空气出干燥器时的温度；

（4） 若系统总压取101.3 kPa ，试求干燥器出口处空气中的水汽分压。

附：湿比焓的计算式：

[]干空气

kg kJ H t H I /2490)88.101.1(++=