陈敏恒《化工原理》(第4版)(下册)章节题库(气液传质设备)【圣才出品】

第10章气液传质设备

一、选择题

1．以下参数中，属于板式塔结构参数的是（）；属于操作参数的是（）。

A．板间距

B．孔数

C．孔速

D．板上清液层高度

【答案】AB；CD

2．设计筛板塔时，若改变某一结构参数，会引起负荷性能图的变化。下面叙述中正确的一组是（）。

A．板间距降低，使雾沫夹带线上移

B．板间距降低，使液泛线下移

C．塔径增大，使液泛线下移

D．降液管面积增加，使雾沫夹带线下移

【答案】D

3．塔板上设置入口安定区的目的是（），设置出口安定区的目的是（）。

A．防止气体进入降液管

B．避免严重的液沫夹带

C．防止越堰液体的气体夹带量过大

D．避免板上液流不均匀

【答案】A；C

4．填料的静持液量与（）有关，动持液量与（）有关。A．填料特性

B．液体特性

C．气相负荷

D．液相负荷

【答案】AB；ABCD

5．用填料吸收塔分离某气体混合物，以下说法正确的是（）。A．气液两相流动参数相同，填料因子增大，液泛气速减小B．气液两相流动参数相同，填料因子减小，液泛气速减小C．填料因子相同，气液两相流动参数增大，液泛气速减小D．填料因子相同，气液两相流动参数减小，液泛气速减小

【答案】AC

6．以下说法正确的是（）。

A．等板高度是指分离效果相当于1m填料的塔板数

B．填料塔操作时出现液泛对传质无影响

C．填料层内气体的流动一般处于层流状态

D．液泛条件下单位高度填料层的压降只取决于填料种类和物系性质

【答案】D

二、填空题

1．在传质设备中，塔板上的气液两相之间可能的接触状态有：______、______和______。板式塔操作的转相点是指______。

【答案】鼓泡；泡沫；喷射；由泡沫状态转为喷射状态的临界点

2．在设计或研制新型气液传质设备时，要求设备具有______ 、______、______。

【答案】传质效率高；生产能力大；操作弹性宽；塔板压降小；结构简单（以上答案中任选三个）

3．对逆流操作的填料塔，液体自塔______部进入，在填料表面呈______状流下。

【答案】上；膜

4．液体在填料塔中流下时，造成较大尺度上的分布不均匀性的原因有：______ 和______ 。

【答案】初始分布不均匀；填料层内液流的不均匀性

5．填料操作压降线（Δp/Z-u）大致可分为三个区域，即______ 、______和______。填料塔操作时应控制在______区域。此时，连续相是______，分散相是______。

【答案】恒持液量区；载液区；液泛区；载液区；气体；液体

三、简答题

1．评价板式塔塔板性能的标准有哪些？

答：通过能力大、塔板效率高、塔板压降低、操作弹性大、结构简单、制造成本低。

2．欲提高填料吸收塔的回收率，应从哪些方面着手？

答：（1）降低操作温度或增大压力，可使吸收速率提高，使回收率提高；（2）在保证不发生“液泛”的前提下，适当增大气速；（3）适当增大吸收剂的用量（增大喷淋密度），可使回收率提高（但会导致操作费增大，溶液浓度x下降）；（4）喷淋液体应均匀，并保证填料被充分润湿；（5）可适当增加填料层高度。

3．什么是填料塔的传质单元高度H OG和等板高度HETP？

答：传质单元高度H OG：填料吸收塔每个传质单元对应的填料层高度。等板高度（HETP）：填料精馏塔一块理论板所对应的填料层高度。

四、计算题

1．拟在常压下设计一筛板塔分离甲醇-水混合液。原料中甲醇浓度为40％（摩尔分数，下同），塔顶得到几乎纯的甲醇产品，塔底几乎为纯水。要求年产甲醇4万吨，一年生产300天，每天生产24 h。初步设计结果为：回流比3.5，单流型塔板，板间距500 mm，弓形降液管，平直堰，堰高50 mm，堰长与塔径之比为0.75，筛板厚度3 mm，筛孔按正三角形排列，孔径6 mm，孔间距18 mm。试计算：

（1）泛点率与塔径；

（2）塔板压降；

（3）液沫夹带量；

（4）降液管内泡沫层高度。

解：塔顶产品几乎为纯甲醇，故塔顶温度等于常压下甲醇的沸点，塔顶馏出液的物性按纯甲醇计。

查得甲醇的相对分子质量为32.04 g/mol，常压沸点为64.7℃，则64.7℃、101.325 kPa 下气相甲醇的密度为

查有机液体相对密度共线图知64.7℃下甲醇的密度为753 kg/m3。查有机液体的表面张力共线图知64.7℃下甲醇的表面张力为18.3 mN/m。

塔顶气液两相的体积流量为

（1）泛点率与塔径。

由筛板塔泛点关联图中横坐标

根据板间距，查图得则液泛气速为

泛点率取80％，以气体流通面积为基准的净速度

气体流通面积

已知查得，则

圆整塔径，取D＝2.2 m，则

气体流通面积

泛点百分率

（2）塔板压降。

①干板压降。

筛孔按正三角形排列，开孔率为

孔速

据ψ和，查得孔流系数，故干板压降为

②堰上液层高度。