化工原理试卷2011A

重庆大学 课程试卷juan

2010 ~2011 学年 第 2 学期

开课学院： 化学化工 课程号： 22017230 考试日期： 2011.06.02

考试方式：

考试时间： 120 分

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一．填空题 （20 分）

1. 蒸馏是分离 混合物的单元操作；

吸收是分离 混合物的单元操作；

干燥是分离 混合物的单元操作。

2. 吸收过程计算中，其中传质单元数是表示 的参数，而传

质单元高度是表示 的参数。

3. 对流传质理论有效膜理论的要点是 ，

，和 。 4. 对于难溶气体，其吸收过程通常为 控制，因而增加 可降低吸收阻力而有效地加快吸收过程。

5．某精馏塔在操作时，加料状态由原来的饱和液体进料改为混合物进料，

且保持塔顶冷却器负荷、D 、F 、X F 不变，则此时X D

，精馏段气相负荷V ，提馏段气相负荷V ’ 。（增大、减小、不变）。

7. 两组分精馏计算中的恒摩尔流简化的主要条件是 。 8．如附图1，两股原料预热至泡点，从精馏塔的不同部位加入，如塔顶产品量D = 50kmol/h ，回流比R = 2，F 1 = 80kmol/h ，F 2 = 40kmol/h ， 则精馏底部的气体流量V ’’= ，液体流量L ’’= 。

F F

附图1

9. 精馏过程设计时，减小操作压强，则相对挥发度 ，塔顶温度 。（增大，减小，不变，不确定）

10. 超临界萃取是利用超临界流体的 和 优点。 二．选择题 （20分）

1. 在吸收塔某处，气相主体浓度y=0.025，液相主体浓度x=0.01，气相传质分系数k y=2 kmol/m2h ， 气相总传质系数K y =1.5kmol/ m2h ，则该处气液界面上气相浓度y i 应为 。（平衡关系 y=0.5x ）.

A: 0.02; B: 0.01; C: 0.015; D: 0.005;

2. 某吸收任务的操作液汽比、气体进出口浓度、吸收剂进口温度、操作压力、吸收剂入塔浓度均已确定，若设计时选用性质优良的填料，则 。

A: 传质单元数减少，填料层高度减少; B: 传质单元数不变，填料层高度减少

命

题人：董立春

组题人：

审

题人：谭世语

命

题时间： 2011.05.16

教

务

处

制

学院 专业、班 年级 学号 姓名

公平竞争、诚实守信、严肃考纪、拒绝作弊

封

线

密

C: 传质单元数减少，填料层高度不变

D: 传质单元数不变，填料层高度不变

3. 某混合气与溶液接触，已知该物系的平衡方程为y e=0.8x，当溶液中溶质含量为0.05（摩尔分率，下同），气相中溶质含量为0.03，该过程

为，如吸收气体总压增加一倍，该过程变为。

A: 吸收；B: 解吸；C: 平衡；D: 无法确定；

4. 对一吸收过程，如果气液两相在塔顶达到平衡（L/G>m, 操作线斜率大于平衡线斜率），此时采取措施可有效的降低气体出口浓度。

A: 增加吸收温度；B: 增大吸收剂用量；

C: 降低吸收剂入口溶质浓度；D: 降低气体压力；

3. 对一精馏过程，N，R，D，F，q，相对挥发度不变，X F增加，则此时：

A：X D增加，X w不变；B：X D增加，X w增加；

C：X D增加，X w减小；D：X D减小，X w增加；

4. 与萃取精馏相抵，恒沸精馏的优点是：

A: 精馏添加剂的选择范围广；B: 经济性优于萃取精馏；

C：可用于间歇精馏，操作方便；D: 可用于分离恒沸物；

5. 已知环氧乙烷和环氧甲烷在常压下的相对挥发度为2.47，如果要求环氧乙烷在塔顶组分中的含量为0.98，塔底组分中的含量为0.05，则最小理论塔板数约为：

A：4块；B：6块；C：8块；D：10块

5．如附图2所示的几种进料情况的q线，表示为气液混合物进料的为__ ___。

A: 线1 ; B: 线2;

C: 线 3; D: 线 4;

3

附图2

6. 在图解法求理论塔板数过程中，如进料浓度发生变化，将使。

A: 平衡线发生变化B: 操作线斜率发生变化

C: q线斜率发生变化D: 以上都不变

7. 以下几种膜分离操作中，分离机理有可能是选择性溶解-扩散理论的

是。

A：微滤；B: 超滤；

C：电渗析；D: 反渗透

8. 在选择萃取剂时，要求溶质A的分配系数k A（）。

A: 一定大于1；B: 一定小于1；

C: 一定等于1；D: 都可以。

9. 已知物料的临界含水量为0.2kg水/kg绝干物料，空气的干球温度为t，湿球温度为t W，露点为t d。现将该物料自初始自由含水量X1=0.45kg水/kg绝干物料，干燥至自由含水量X2=0.18kg水/kg绝干物料，则干燥物料表面温度tm：_______。

A: t m > t w B: t m = t C: t m = t d D: t m = t w

10. 某蒸发器用以增浓50%(质量)的NaOH水溶液，加热用饱和温度为160ºC

的饱和蒸汽，已知常压下50%的NaOH水溶液的沸点为140ºC，当冷凝器真空度为53kPa（此温度下，纯水的饱和温度为80ºC）。如忽略液面高度

且杜林规则适用，则传热温度差为。

A． 30 ºC； B. 40 ºC； C. 50 ºC； D. 60 ºC；

三．问答题（10分）

1．介绍膜分离过程中的浓差极化想象及其影响。

2.某混合液含溶质A20%，稀释剂80%，拟用纯溶剂S单级萃取，要求萃余液中A的含量为10%，溶解度曲线如图所示。在操作范围内溶质A的分配系数k A=1，图示表示：（不需数字，只需说明和图示求解过程）（1）每处理100kg原料液时，需溶剂用量S多少kg？

（2）所得萃取液中A的浓度y A0为多少？

（3）过程的选择性系数β为多少？

四．计算题（50分）

(1). (16分) 流率为0.04 kg/(s⋅m2) 的空气混合气中含氨体积分数为2%，拟

用逆流吸收以回收其中95%的氨。塔顶淋入摩尔分数为0.0004的稀氨水

溶液，设计采用的液气比为最小液气比的1.5倍，操作范围内物系服从亨

利定律y=1.2x，所用填料的总传质系数K y a = 0.052kmol/(s⋅m3)。试求：1. 液

体在塔底的摩尔分数x1; 2. 全塔的平均推动力∆y m; 3. 所需塔高。

(2). (16分) 在一常压精馏塔内分离苯和甲苯混合物，塔顶为全凝器，塔

釜间接蒸汽加热，平均相对挥发度为2.5，饱和蒸汽进料。已知进料量为200kmol/h，进料组成为0.4（摩尔分率），回流比为4，塔顶馏出液中苯

的浓度为0.9。试求：（1）精馏段操作线方程；(2) 回流比与最小回流的

比值；（3）若全回流操作时，塔顶第一块塔板的气相默弗里板效率为0.6，

从第一块塔板下降液体的组成为0.9，求由塔顶第一块板上升的气相组成

即全凝器的组成？

(3). (8分) 用精馏塔分离两组分理想混合物，已知F=100 kmol/h，4.0

=

F

x

（摩尔分率，下同），泡点进料，95

.0

=

D

x，05

.0

=

W

x，操作回流比R=1.61，物系相对挥发度α = 2.5。试求：（1）塔顶和塔底产品流量（kmol/h）；（2）提馏段上升蒸汽流量（kmol/h）；（3）写出提馏段操作线方程；

(4). (10分) 一理想干燥器在总压100kPa下将物料由含水50%（湿基）干

燥至含水1%（湿基），湿物料的处理量为20kg/s。室外空气温度为25ºC，

湿度为0.005kg/kg干气，经预热后进入干燥器，废气排出温度为50ºC，

相对湿度60%。试求：(1) 查湿-焓图求废气的湿度H2；(1) 空气用量V；(2) 预热温度(可直接查图)；(3) 干燥器热效率。