中国矿业大学期末考试题

为
，它反映
。
3、一般而言，两组分 A、B 的等摩尔相互扩散体现在
单元操作中，而 A
在 B 中单向扩散体现在
单元操作中。在传质理论中有代表性的三个
模型分别为
、
和
。在吸收中的理论分析，当前仍采用
模型作为基础。
4、塔板负荷性能图中有五条线，是
、
、
、
、
。
5、萃取操作依据_____
_________。
6、分配系数 kA<1 表示: _________________。选择性系数 β 与精馏操作中 __________________相当。在 B-S 部分互溶系统中，若萃取相中含溶质 A=85kg，
1.所需溶剂比 S/F； 2.所得萃取液中 A 的浓度； 3.过程的萃取率，把计算过程的方法列出来，不必求出具体数值； 4.最大的萃取液组成是多少。 物系的溶解度曲线如图所示。
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2.(15 分) 已知一个干燥系统的操作示意图如下：
❖ 恒定干燥条件的干燥过程中， (11) 阶段湿物料表面总是保持为湿球温度。
以空气作为湿物料的干燥介质，当所用空气的相对湿度较大时，湿物料的平衡水
份相应 (12) ，自由水份相应 (13) 。
对于空气-水系统，湿球温度近似等于绝热饱和温度，平时使用的时候常常利用
湿球温度具有 (14) 特点，绝热饱和温度具有 (15) 特点。
❖ 间歇精馏可以按两种方式进行操作，即 (6) 和 (7) 。
某填料精馏塔的填料层高度为 8 米，完成分离任务需要 16 块理论板(包括塔釜)，
则等板高度(HETP)= (8) 。
全回流操作应用场合通常是 (9) 。
当进料为气液混合物且气液摩尔比为 2：3 时，进料热状况参数 q 值为 (10) 。
❖ 给出三种填料的名称 (16) ， (17) ， (18) 。
对于有溢流管(降液管)的板式塔，气液两相的流向被称为大 (19) ，小 (20) 。
序 填空内容
序号
填空内容
号
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二、简答题(10 分，每小题 5 分，请将答案直接写在题目下面)
中国矿业大学 2007～2008 学年 第 1 学期
《 化工原理 》（二）试卷（A）卷
ຫໍສະໝຸດ Baidu
课程编号：06074 考试时间：120 分钟
考试方式：闭卷
学院 化工学院 班级
姓名
学号_______
三
题号 一
二
成绩总分
1
2
3
4
5
得分
阅卷人
一、填空题 (20 分，每空 1 分，请将答案直接填入本题的表格内)
❖ 气体吸收填料层高度计算中表示设备(填料)效能高低的量是 (1) ，而表示传
t0=14℃ 预热器 t1=83℃ 等焓干燥器 2=0.8 冷凝器
A
B
C
冷凝水 1kg/h
L
求：(1) 在 H-I 图上画出整个过程 A-B-C-A 空气状态变化的示意图； (2) 循环干空气量 L[kg/h] ； (3) 干空气在预热器得到的热量 QP[kW]。 空气湿度图中焓 I 的单位[kJ/kg]。
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2.(20 分) 如附图所示，湿物料含水量为 42%，经干燥后为 4%（均为湿基），产品
产量为 0.126kg/s，空气的干球温度为 21℃，相对湿度 40%，经预热器加热至 93℃
后再送入干燥器中，离
t0=21℃ 0=40%
t1=93℃
等I
QP
w2=4%
G2=0.126kg/s
t2=38℃ w12==4620%%
开干燥器时空气的相 对湿度为 60%，若空气 在干燥器中经历等焓 干燥过程，试求： ⑴在 H-I 图上示意作出
空气的状态变化过程，标出状态点 A、B、C 的位置，并注明其有关的参数；
质任务难易程度的量是 (2) 。
某吸收过程，用纯水吸收气体中 A 组分，要求 A 组分由 yA=0.1 下降至 0.02；已 知吸收因子 A=1，若该吸收过程需理论板 NT =4 块，则需传质单元数为 (3) 。 吸收过程中最小液气比的计算关系式为(L/V)m i n = (4) 。
氨气溶解于水的过程属于 (5) 膜控制。
(14) 方式，要求很好的塔顶液体分布装置的是 (15) 方式。 ❖ 在多级逆流萃取中，欲达到同样的分离程度，溶剂比 S/F 愈大则所需理论级
数愈 (16) ，操作点Δ(设在三角形左侧变化)愈向 (17) S 点位移。 分配系数 kA<1 表示: (18) 。选择性系数β与精馏操作中 (19) 相当。 采用多级逆流萃取与单级萃取相比较，如果溶剂比，萃取相浓度一样，则多级逆
3. (15 分) 用填料塔从一混合气体中吸收所含的苯。混合气体中含苯 5%（体积%）， 其余为空气， 要求苯的回收率为 90%（以摩尔比表示），吸收塔为常压操作，温 度为 25℃，入塔混合气体为每小时 940m3(标准状态)，入塔吸收剂为纯煤油，煤 油的耗用量为最小耗用量的 1.5 倍，已知该系统的平衡关系 Y=0.14X（其中 Y、X 为摩尔比），已知气相体积传质系数 Kya＝0.035kmol/(m3·s)，纯煤油的平均分子 量 Ms＝170，塔径 DT＝0.6m。试求： ⑴吸收剂的耗用量为多少[kg/h]？ ⑵溶液出塔浓度 X1 为多少？
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中国矿业大学 2006～2007 学年第二学期 《 化工原理 A(2) 》试卷（ A ）卷
课程编号：06304 考试时间：120 分钟 考试方式：闭卷
学院
题号
得分 阅卷人
中国矿业大学 2006～2007 学年 第 1 学期
《 化工原理 》A（二）试卷（ ）卷
课程编号：06074
考试时间：120 分钟
考试方式：闭卷
学院 化工学院 班级
姓名
学号
三
题号 一
二
成绩总分
1
2
3
4
5
得分
阅卷人
一、填空题 (20 分，每空 1 分，请将答案直接填入本题的表格内) ❖ 在填料塔中用清水吸收混合气中 NH3，当水泵发生故障上水量减少时，气相 总传质单元数 NOG 将 (1) 根据双膜理论，当被吸收组分在液体中溶解度很小时，以液相浓度表示的总传质
5.(15 分)分离苯和甲苯混合液，进料组成为 0.4，馏出液组成为 0.95，残液组成 为 0.05（以上组成均为苯的摩尔分率）。苯对甲苯的平均相对挥发度为 2.44。泡 点进料，塔顶冷凝器为全凝器，塔釜为直接蒸汽加热。试求： ⑴最小回流比； ⑵若回流比取最小回流比的 1.2 倍，列出精馏段操作线方程； ⑶列出提馏段操作线方程。
⑵设已查得 H0＝0.008kg 水/kg 绝干气，H2＝0.03kg 水/ kg 绝干气），求绝干空气
消耗量 L（kg 绝干气/s）。
⑶预热器供应之热量 Q（kW），忽略预热器的热损失。I=(1.01+1.88H)t+2490H。
3.(10 分) 一逆流操作的常压填料吸收塔，用清水吸收混合气中的溶质 A，入塔气 体中含 A 1%(摩尔比)，经吸收后溶质 A 被回收了 80%，此时水的用量为最小用量
班级 一二
姓名 三
1
2
3
学号 总分
4
一、概念题（共 30 分，每空 1 分） 1、溶液的相对挥发度()等于两组份
， >1 则表示组分 A 和
B
， =1 则表示组分 A 和 B
。当塔板中
时，该塔板称理论塔板。
2、某低浓度气体吸收过程，已知：相平衡常数 m=1，气膜和液膜体积吸收系数
分别为 kya=210-4kmol/(m3s)，kxa=0.4kmol/(m3s)。则该吸收过程为 膜阻力控 制。气膜阻力占总阻力的百分数为 ；该气体为 溶气体。漂流因数可表
系数近似等于 (2) 相传质膜系数。 单向扩散中的漂流因数 (3) 1 。 已知 SO2 水溶液在三种温度 t1、t2、t3 下的亨利系数分别为 E1=0.0035atm， E2=0.011atm，E3=0.00652atm，则温度由高到低排序为 (4) ，(5) 。 ❖ 间歇精馏与普通连续精馏相比较，前者的不同点在于： (6) 和 (7) 。
1. 液液萃取过程和精馏都是处理液体均相混和物的，举出两种更适于萃取操作
的情况。
2. “边界底层”在流体流动、传热和传质中分别具有什么特点？
三、计算题 (共 70 分) 1.(15 分) 某混合液含溶质 A30%（质量%，下同）原溶剂 B70%，用纯溶剂 S 进行 单级萃取，要求萃余液中 A 的浓度不超过 10%，此时 A 组分的分配系数 kA＝1.5。 试求：
的 1.5 倍，平衡线的斜率为 1，气相总传质单元高度为 1m，试求填料层所需高度。
4.(10 分)用水作为吸收剂来吸收某低浓度气体生成稀溶液（服从亨利定律），操 作压力为 850mmHg，已知其气相吸收膜系数 kG=1.25[kmol/(m2·h·atm)]，液膜吸 收分系数 kL＝0.85[m/h]，相平衡常数 m=0.25，试分析该气体被水吸收时，是属 于气膜控制过程还是液膜控制过程？
2. 如何区分用于精馏、吸收和萃取操作的塔式设备，简答之(可以简单图示)。 三、计算题 (共 70 分) 1.(15 分) 现有含 A40%的 A、B 混合液，拟用纯溶剂 S 进行两级逆流萃取，已知 溶剂比 S/F=1。求： (1)当萃余相组成为 5%时，萃取液组成为多少? 萃取率达多少？ (2)若要求严格达到萃余相组成为 5%，你如何调整 S/F(增加还是减少 S)? 说明：①三角形相图如图所示，A 组分的分配系数 kA＝1.5。 ②以上计算不必算 出具体数值，但必须用文字和作图表示。
流萃取可使萃余分率: (20) 。
序 填空内容
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填空内容
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二、简答题(10 分，每小题 5 分，请将答案直接写在题目下面)
1. 干燥介质有两种降低相对湿度的办法：一是单纯升高温度，二是除去湿分后 升温。请简单地叙述初始湿度、温度相同的空气分别经过上述处理后用于干燥 过程各有哪些优点？
⑶填料层高度 Z 为多少[m]？ .(10 分) 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 xD=0.985 和第一块塔板下流液体浓度 x1＝0.970（均 为摩尔分率）；已知物系的相对挥发度 =2.58，试计算第一块塔板的板效率 Emv。 5.(15 分)每小时分离泡点乙醇-水混合液 2360kg 的常压连续精馏塔，塔顶采用全 凝器，水蒸气直接加热。进料组成 xF＝0.2。现测得馏出液组成 xD＝0.8，釜液组 成 xW＝0.05，精馏段某一块板上的汽相组成为 0.6，由其上一板流下的液相组成 为 0.5（以上均为摩尔分率），试求： ⑴塔顶馏出液量及釜液馏出量； ⑵操作回流比与最小回流比； ⑶计算在料液组成下乙醇对水的相对挥发度 aF； ⑷求出全塔理论板数和进料板位置。操作条件下的平衡关系如图所示。
稀释剂 B=15kg，溶剂 S=100kg，则萃取相中 yA/yB=______________。(yA、yB 均 表示质量分率)
7、干燥操作的必要条件是
，干燥过程是
相
结合的过程。
8、对不饱和空气进行加热，使温度由 t1 升至 t2，此时其相对湿度
，露点
，
湿度 。
二、简答题（共 10 分，共计 2 小题） 1、（5 分）试分析精馏过程中回流比大小对操作费与设备费的影响并说明适宜回
流比如何确定。
2、（5 分）已知某一单级萃取物系的三角形相图如下图所示，图中已确定 R 点的
位置，请你通过作图的方法确定 E 的位置，并标出联结线。
三、计算题（共 60 分，共计 4 小题） 1、（15 分）分离苯和甲苯混合液，进料量为 100kmol/h，进料组成为 0.4，馏出 液组成为 0.95，残液组成为 0.05（以上组成均为苯的摩尔分率）。苯对甲苯的平 均相对挥发度为 2.44。泡点进料，塔顶冷凝器为全凝器，塔釜为间接蒸汽加热。 试求：
等板高度(HETP)的含义是： (8) 某二元物系的相对挥发度 =3，在具有理论塔板的精馏塔内于全回流条件下作精 馏操作，已知 yn=0.4，则 xn-1= (9) ，yn+1= (10) 。 ❖ 给出三种板式塔的名称 (11) ， (12) ， (13) 。 对于填料塔的填料充填方式有乱堆和整砌两种方式，需要使用液体再分布器的是