化工原理试题(所有试题均来自天津大学题库)下册

化工原理试题（所有试题均来自天津大学题库）
[五] j05b10045考过的题目
通过连续操作的单效蒸发器，将进料量为1200Kg/h的溶液从20％浓缩至40％，进料液的温度为40℃，比热为3.86KJ/（Kg. ℃），蒸发室的压强为0.03MPa（绝压），该压强下水的蒸发潜热r’＝2335KJ/Kg，蒸发器的传热面积A＝12m2，总传热系数K＝800 W/m2·℃。

试求：
（1）溶液的沸点为73.9℃，计算温度差损失
（2）加热蒸汽冷凝液在饱和温度下排出，并忽略损失和浓缩热时，所需要的加热蒸汽温度。

已知数据如下：
压强 MPa 0.101 0.05 0.03
溶液沸点℃ 108 87.2
纯水沸点℃ 100 80.9 68.7
[五] j05b10045
（1）根据所给数据，杜林曲线的斜率为
K=（108-87.2）/（100-80.9）＝1.089
溶液的沸点
（87.2-t1）/（80.9-68.7）＝1.089
t1＝73.9℃
沸点升高∆′＝73.9-68.7＝5.2℃
（2）蒸发水量W＝F（1－X0/X1）
＝1200（1-0.2/0.4）＝600Kg/h
蒸发器的热负荷
Q＝FCo（t1－t0）＋Wr′
＝（1200/3600）×3.86（73.9-40）＋600/3600×2335
＝432.8Kw
所需加热蒸汽温度T
Q＝KA（T－t1）
T＝Q/（KA）＋t1
＝432.8×103/（800×12）＋73.9
＝119℃
[五] j05b10048
用一双效并流蒸发器，浓缩浓度为5％（质量百分率，下同）的水溶液，沸点进料，进料量为2000Kg/h。

第一、二效的溶液沸点分别为95℃和75℃，耗用生蒸汽量为800Kg/h。

各个温度下水蒸汽的汽化潜热均可取为2280KJ/Kg。

试求不计热损失时的蒸发水量。

[五] j05b10048
解：第一效蒸发量：
已知：D1＝800kg/h， r1＝r1′＝2280KJ/kg，
W1＝D1＝800kg/h
第二效蒸发水量：
已知：D2＝W1＝800kg/h，
F2＝F1－W1＝2000-800＝1200kg/h
X02＝X1＝FX0/（F－W1）＝2000×0.05/（2000-800）＝0.0833
t02＝95℃ t2＝70℃ r2＝r2′＝2280KJ/kg
Cp02＝Cpw(1-X 02)=4.187×(1-0.0833)
=3.84KJ/（kg·℃）
D2r2＝（F2Cp02（t2－t02））/r2′＋W2 r2′
W2＝（800×2280－1200×3.84×（75－95））/2280
＝840kg/h
蒸发水量W＝W1＋W2
＝800＋840＝1640kg/h[五] j05a10014
在真空度为91.3KPa下，将12000Kg的饱和水急送至真空度为93.3KPa的蒸发罐内。

忽略热损失。

试定量说明将发生什么变化。

水的平均比热为4.18 KJ/Kg·℃。

当地大气压为101.3KPa饱和水的性质为真空度， KPa 温度，℃汽化热，KJ/Kg 蒸汽密度，Kg/m3
91.3 45.3 2390 0.06798
93.3 41.3 2398 0.05514
[五] j05a10014
与真空度为91.3KPa相对应得绝压为101.3-91.3＝10KPa
与真空度为93.3KPa相对应得绝压为101.3-93.3＝8KPa
将绝压为10KPa 的饱和水送至绝压为8KPa 的空间，水温由46.3℃ 急速下降至41.3℃，这时要放出显热，使一部分饱和水汽化（即闪蒸）。

因闪蒸而放出的显热＝12000×4.18（45.3－41.3）＝2006×102
KJ
闪蒸出水汽的流量＝2006×102
/2398＝837Kg 蒸汽
水汽的体积=837/0.05514＝1518m 3
蒸汽 [五] j05b10049考过的题目
在单效蒸发器中，每小时将2000Kg 水溶液以5％浓缩至20％（均为质量分数），沸点进料。

冷凝器
中温度为70℃，水的相应汽化热为2350KJ/Kg ；加热蒸汽温度为110℃。

蒸发器的传热面积为60 m 2
，操作
条件下总传热系数为800 W/m 2
·℃。

试求传热过程中的有效温差及总温度差损失。

（注：二次蒸汽的汽化潜热可取为2350 KJ/Kg ） [五] j05b10049
解：W ＝F （1－X 0/X 1）＝2000（1-5/20）＝1500Kg/h
由于沸点进料，故传热速率为：Q ＝Wr ′＝（1500/3600）×2350×103＝98×104
W
Δt ＝Q/（KA ）＝98×104
/（800×600）＝20.4℃ 因为 T －Tk －∑Δ＝∑Δt 或 110-70-∑Δ＝20.4 所以 ∑Δ＝19.6℃
化工原理下册试题五
[一]
1．多项选择题： （1）X06b05088
选择题（在正确答案下方划一横道）
低浓度的气膜控制系统，在逆流吸收操作中，若其它操作条件不变，而入口液体组成Xa 增高时，则气相总
传质单元数OG N 将（A 增加、B 减少、C 不变、D 不定）
气相总传质单元高度OG H 将（A 增加、B 减少、C 不变、D 不定） 气相出口组成a y 将（A 增加、B 减少、C 不变、D 不定） 液相出口组成b x 将（A 增加、B 减少、C 不变、D 不定）
（2）X07a05062
请将你认为最恰切答案填在（ ）内。

（1）某真空操作精馏塔，因故真空度减小，而F ，D ，f x
，q ，加料位置，回流比R 都不变。

则塔底残液w x 变化为：（ ）
（A ）变小 (B)变大 (C)不变 (D)不确定
(2)精馏操作时，若F ，D ，f x
，q ，加料板位置，R 都不变，而将塔顶泡点回流改为冷回流，
则塔顶产品组成D x 变化为：（ ）
（A ）变小 (B)变大 (C)不变 (D)不确定
（3）X08b05027
判断下列命题是否正确：
A)上升气速过大会引起漏夜 B)上升气速过大会引起液泛
C)上升气速过大会造成过量的液沫夹 D)上升气速过大会造成过量的气泡夹带 E)上升气速过大会使板效率下降 （4）X09a05057
①已知湿空气的下列哪两个参数，利用H-I 图可以查得其它未知参数（ ）。

(A)(w t ，t)； (B)(d t ，H)； (C)(p ，H)； (D)(I ，w t )。

②干燥器进口的温度计最小分度是0.1℃，下面是同一温度时的几种记录，哪一种是正确的（ ）。

(A). 75℃；(B). 75.0℃；(C). 75.014℃；(D). 74.98℃
③已知物料的临界含水量为0.2㎏水/㎏绝干料，空气的干球温度为t ，湿球温度为w t ，露点为d t ，
现将该物料自初始含水量1X =0.45㎏水/㎏绝干料干燥至2X =0.1㎏水/㎏绝干料，则在干燥末了时物料
表面温度m t ：（ ）。

(A). m t 〉w t ； (B). m t =t ； (C). m t =d t ； (D). m t =w t 。

2．填空题
（1）t06b05013
①解吸时溶质由 向 传递； ②溶解度很大的气体，属于 控制；
在逆流操作的填料吸收塔中，吸收因数A= 。

当A<1时，若填料层高c h =∞，则气液两相将于
塔 达到平衡。

（2）t07a05025
试述五种不同进料状态下的q 值：（1）冷液进料 ；（2）泡点液体进料 ；（3）汽液混合
物进料 ；(4)饱和蒸汽进料 ；（5）过热蒸汽进料 ； （3）t08b05006
①气体通过塔板的阻力可视作是 的阻力与 的阻力之和。

②如果板式塔设计不合理或操作不当，可能产生 、 及 等 不正常现象，使塔无法工作。

（4）t09b05062
①已知湿空气总压为101.3KN/2m ，温度为40℃，相对湿度为50﹪，已查出40℃时水的饱和蒸汽压Ps 为7375 N/2
m ，则此湿空气的湿度H 是 ㎏水/㎏绝干气，其焓是 Kj/㎏绝干气。

②为了 与 ，在干燥器中常常使用废气循环操作。

[二] j06c20032
用填料塔从一混合气体中吸收所含苯。

进塔混合气体含苯5﹪（体积百分数），其余为惰性气体。

回收率为95﹪。

吸收塔操作压强为780mmHg ，温度为25℃，进入填料塔的混合气体为10003
m /h 。

吸收剂为不含苯的煤油。

煤油的耗用量为最小用量的1.5倍。

气液逆流流动。

已知该系统的平衡关系为Y=0.14X （式中Y 、X 均为摩尔比）。

已知气相体积总传质系数Kya=125Kmol/3
m ·h 。

煤油的平均分子量为170Kg/Kmol 。

塔径为0.6m 。

试求
（1）煤油的耗用量为多少Kg/h ？ （2）煤油出塔浓度X1为多少？ （3）填料层高度为多少m ？
（4）吸收塔每小时回收多少Kg 苯？
（5）欲提高回收率可采用哪些措施？并说明理由。

参见附图：j06c032.t
[三] j07b20014
在连续精馏塔中，精馏段操作线方程y=0.75x+0.2075，q 线方程式为 y=－0.5x+1.5xF 试求①回流比R
②馏出液组成D X
③进料液的q 值
④当进料组成F X =0.44时，精馏段操作线与提馏段操作线交点处Xq 值为多少？并要求判断进料状态。

[四] j09a10082
在一连续干燥器中干燥盐类结晶，每小时处理湿物料为1000Kg ，经干燥后物料的含水量为40﹪减至5
﹪（均为湿基），以热空气为干燥介质，初始湿度1H 为0.009Kg 水/Kg 绝干气，离开干燥器时湿度2H 为
0.039 Kg 水/Kg 绝干气，假定干燥过程中无物料损失，试求： （1）水分蒸发量W （Kg 水/h ）； （2）空气消耗量L （Kg 绝干气/h ）； 原湿空气消耗量L ′（Kg 原空气/h ）；
（3）干燥产品量2G
（Kg/h ）。

[五] j10a10044
采用纯溶剂S 进行单级萃取中，已知f X
=0.3（质量分率），萃取相浓度为
A y /
B y =1.5，图中P 点为
临界互溶点，并知分配系数A K =2。

试求：溶剂比S/F 为多少？
参见附图：j10a044.t
化工原理下册试题五答案
[一]
1.多项选择题： （1）x06b05088
L ，G 不变，OG H 不变，故OG N 也不变； mG/L 不变，（b y -mXa ）/（a y -mXa ）不变； 若Xa ↑，因为b y 〉a y ，故a y ↑；
由图可见Xb 的增加。

参见附图：x06b088.d
（2）x07a05062 （1）B （2）B
（3）x08b05027
A ）⨯
B ）∨
C ）∨
D ）⨯
E ）∨
（4）x09a05057 ① A ② D ③ A
2.填空题： （1）t06b05013
①液相 气相 ②气膜 L/mV 塔底
（2）t07a05025
（1）q>1（2）q=1（3）0<q<1（4）q=0（5）q<0
（3）t08b05006
①气体通过干板 气体通过液层 ②过量液沫夹带、漏夜、降液管液泛
（4）t09b05062
①H=0.0235Kg 水汽/Kg 绝干气 H I =100.68Kj/Kg 绝干气
②控制湿度，干燥推动力比较均匀。

[二]j06c20032
解：（1）由已知条件可知：m=0.14 2X =0
进入塔内惰性组分摩尔流量为：
V=1000/22.4*273/(273+25)*(780/760)*(1-0.05)=39.88(kmol/h) 进塔气体苯的浓度：
1Y =0.05/(1-0.05)=0.05263 则出塔气体中苯浓度为：
2Y =1Y (1-ϕA)=0.05263*(1-0.95)=0.00263
由吸收剂最少用量公式 Lmin=V(1Y -2Y )/(1Y /m-2X )
则 L=1.5Lmin=1.5V(1Y -2Y )/(1Y /m-2X )
=1.5*39.88*(0.05263-0.00263)/(0.05263/0.14) =7.956(kmol/h)
（2）由全塔物料衡算式，1X =2X +V/L(1Y -2Y )
=0+41.12/8.22*(0.05263-0.00263)=0.25 （3）mV/L=0.14*41.12/8.22=0.7 Z=OG H *OG N
OG H =(V/Ω)/(Kya)=39.88/(∏/4*0.62)/125=1.13(m)
OG N =1/(1- mV/L)*㏑[(1- mV/L)( 1Y -m 2X )/(2Y - m 2X )+ mV/L] =1/(1-0.7)* ㏑[(1-0.7)(0.05263/0.0263)+0.7]=6.34 ∴Z=6.34*1.13=7.16(m) (4)吸收苯的质量为：
m=MV(1Y -2Y )=39.88*178*(0.05263-0.00263)=155.5(kg/h)
(5)由回收率公式ϕA=1-2Y /1Y ，要使ϕA ↑ 须2Y ↓
在逆流吸收塔操作线图中可以看到2Y ↓，相当于增大操作线斜率，即L/V ↑（操作液气比增大）可以提高
回收率，增加塔高，提高操作压力也可提高回收率。

[三] j07b20014
解:y=[R/(R+1)]x+D X /(R+1)
①R/(R+1)=0.75 R=0.75R+0.75 R=0.75/0.25=3 ②D X /(R+1)=0.2075 D X /(3+1)=0.2079 D X =0.83 ③q/(q-1)=-0.5 q=-0.5q+0.5 q=0.5/1.5=0.333
④0.75x+0.2075=-0.5x+1.5
F X 0.75q X ′+0.2075=-0.5q X ′+1.5*0.44 1.25q X ′
=1.5*0.44-0.2075=0.4425 q X
′=0.362 ⑤0<q<1 原料为汽液混合物
[四]j09a10082
(1)水分蒸发量W
X1=w1/(1-w1)=0.40/(1-0.40)=0.667 kg 水/kg 绝干料 X2=w2/(1-w2)=0.05/(1-0.05)=0.053 kg 水/kg 绝干料 C G =1G (1-w1)=1000(1-0.40)=600 kg 绝干料/h
∴W=C G (x1-x2)=600*(0.667-0.053)=368.4 kg 水/h
(2)L=W/(2H -1H )=368.4/(0.039-0.009)=12280 kg 绝干气/h L ′=L(1+1H )=12280(1+0.009)=12390.5 kg 原空气/h (3)2G =1G -W=1000-368.4=631.6 kg/h [五]j10a10044
解：y A ＝y B ＝y A o /（1- y A o
）＝1.5
解知：y A o ＝0.6。

连y A o
，S 得E 点，E 点y A ＝0.08，由k A ＝y A /x A ＝2， 连E 、R 与F 、S ，交点M ＝F ＋S ＝E ＋R S/F ＝FM/SM ＝45/15＝3（倍） 参见附图：j10a044.d
化工原理下册试题 六
[一]
1. 多项选择题： （1） x06b05066 选择题：（在正确答案下划一横线）
① 双组分理想气体混合物中，组分A 的扩散系数是（A. 系统的物质属性、B. 组分A 的物质属性、C. 只
取决于系统的状态）
当系统总浓度增加时，此扩散系数将（A.增加、B. 减小、C. 不变、D. 不定）。

当系统中组分B 的分子量增加时，此扩散系数将（A. 增加、B. 减小、C. 不变、D.不定）
② 对含低浓度溶质的气体与溶液的平衡系统，溶质在气相中的摩尔浓度与其在液相中摩尔浓度的差值是
（A. 正值、B. 负值、C. 等于零、D. 不定） （2）x07b05072
请将拟认为最恰当的答案填在（ ）内。

精馏塔设计时，若F ，X f ，X D ，Xw ，V 均为定值，将进料热状态从q ＝1变为q 大于1，设计所需要理论板数：（ ）
（A ）多； （B ）少； （C ）不变； （D ）判断依据不足。

（3）x09b05053
在某常压连续干燥器中采用废气循环操作，即由干燥出来的一部分废气（t 2，H 2）和新鲜空气（t 0，H 0）相混合，混合气经预热器加热到必要的温度后再送入干燥。

干燥过程中有关参数如下：
混合气体状态点M （t m ，H m ）预热 点N （t 1，H 1）干燥（I 2＝I 1） 点B （t 2，H 2），已知水分蒸发量为W ，则根据对整个干燥系统的物料衡算可得绝干空量L 为：（ ） （A ）L ＝W/（H 2－H 0）； （B ）L ＝W/（H 1－H 0）； （C ）L ＝W/（H 2－H 1； （D ）L ＝W/（H m －H 0）。

（4）w10a05025
在萃取操作范围内平衡联结线可视为具有相同斜率。

现用纯溶剂S 进行单级萃取。

溶剂比S/F ＝1。

则E/R ＝ （用线段表示），y A ＝ ， X A ＝ 。

参见附图：w10a025.t
2．填空题： （1）t06a05006
① G＝K G F
② G＝（X*－X）F
式中：G――――传质量，Kmol/hr； F――――传质面积，m2；
K G――――传质总系数，Kmol/m2.hr（KN/ m2）；
X――――液相摩尔分率。

某操作中的吸收塔，用清水逆流吸收气体混合物中A组分。

若y1下降，L、G、P、T等不变，则回收率有何变化；若L增加，其余操作条件不变，则出塔液体X1有何变化？
（2）t07a05070
某精馏塔塔顶上升蒸汽组成y1，温度T，经全凝器恰好冷凝到泡点，部分回流入塔，组成X0，温度t，则y1 X0，T t。

（>，＝，<）
参见附图：t07a070.t
（3）t09b05022
干燥传质速率是；干燥传热速率是。

已知在t＝50℃、P＝1atm时空气中水蒸汽分压Pv＝55.3mmHg，则该空气的湿含量H ＝；相对湿度φ＝；（50℃时水的饱和蒸汽压为92.51mmHg）非结合水份是。

（4）t08a05017
负荷性能图中有条线，分别是。

[二]j07b20140
用一连续精馏塔在常压下分离甲醇～水混合物，进料为含甲醇0.41的饱和蒸汽，流率为100Kmol/h。

要求塔顶馏出液含甲醇不低于0.95，塔底釜液甲醇不大于0.05（以上均为摩尔分率），已知操作条件下的平衡关系如附图，操作时回流比为2.4，试求：
（1）塔顶、塔底产品的流率；
（2）所需理论塔板数及进料板位置；
（3）两端的液相流率与汽相流率比和q
线方程；
（4）对应的最小回流比。

参见附图：j07b140.t
[三]j06c20098
一常压逆流吸收塔，塔截面积为0.5m2，填料层高为3米。

用清水吸收混合气中的丙酮（分子量为58），丙酮含量为5％（体积），混合气流量为1120Nm3/h。

已知在液体比为3的条件下，出塔气体中丙酮含量为0.005（摩尔分率）。

操作条件下的平衡关系为y＝2x。

试求：
（1）出口液体中的丙酮含量（质量分率）；
（2）气体体积总传质系数K y（Kmol/m3.s）；
（3）若填料增高3米，其他操作天骄不变，气体出口的丙酮含量为多少？
[四] j09b10080
采用常压干燥器干燥湿物料。

每小时处理湿物料1000Kg，干燥操作使物料的湿含量由40％减至5％，干燥介质是湿空气，初温为20℃，湿度H0＝0.009Kg水/Kg绝干空气，经预热器加热至120℃后进入干燥器中，离开干燥器时废气温度为40℃，若在干燥器中空气状态沿等I线变化。

试求：
（1）水份蒸发量W Kg/s
（2）绝干空气消耗量L Kg绝干气/s；
[五] j10a10035
现有含A40％的A、B混合液，拟用纯溶剂S进行单级萃取。

求：
（1）要求分离后所得萃取液组成为70％，问每Kg原料需加多少纯溶剂？
（2）该萃取过程萃余相可能达到的最低浓度为多少？此时每Kg原料需加多少纯溶剂？说明：①三角形相图如图1所示。

②以上计算不必算出具体数值，但必须写明作图步骤及线段的比例关系。

参见附图：j10a035.t
化工原理下册试题六答案
[一]
1. 多项选择题：
（1） x06b05066
① A系统得物质属性； B减小；
B减小②不定
（2）x07b05072
B
（3）x09b05053
A
（4）w10a05025
E/R＝RM/ME
参见附图：w10a025.t
2．填空题：
（1）t06a05006
①（p－p*）②减小；降低
（2）t07a05070
＝， >
（3）t09b05022
U＝－GCdx/（Adθ）； q＝Q/（Adθ）
0.0488； 0.598
主要以机械方式与物料相结合的水份。

（4）t08a05017
①5 ②液泛线，雾沫夹带线，漏液线，液相上限线，液相下限线
[二]j07b20140
解：（1）物料衡算：
F＝D＋W （a）
Fx F＝Dx D＋Wx W（b）
由（a）得W＝F－D
则：Fx F＝Dx D＋（F－D）x W
100×0.41＝D×0.95＋（100－D）×0.05
41＝0.95D＋5－0.05D
D＝36/0.9＝40Kmol/h
W＝100-40＝60 Kmol/h
（2）精馏段操作方程：
y＝（R/（R＋1）x＋x D/（R＋1）
x D/（R＋1）＝0.95/（2.4＋1）＝0.279≈0.28
提馏段的操作方程：
y′＝（（L＋q F）/（L＋q F－W））x′－WxW/（L＋q F－W）
L＝RD＝2.4×40＝96Kmol/h
Q线y＝（q/（q－1））x－x F/（q－1）
y=x F
由图解得：N T＝6-1＝5（不含釜），进料位置Nf＝5
（3）V＝L＋D＝96＋40＝136 Kmol/h
L/V＝96/136＝0.706
L′/V′＝L/V′＝L/（V－（1-q）F
＝96/（136-100）＝2.67
（4）R min/（R min＋1）＝（y D－y0）/（x D－x0）
＝（0.95-0.41）/（0.95-0.1）＝0.6353
R min＝（0.6353 R min＋0.6353
R min＝0.6353/（1-0.6353）＝1.742
附图：j07b140.d
[三]j06c20098
①L/G＝（y1－y2）/x1， x1＝（y1－y2）/（L/G）＝（0.05-0.005）/3＝0.015
a1＝（0.015×58）/18＝0.0483
②S＝m/（L/G）＝2/3＝0.667
N OG＝1/（1-S）Ln[(1-S)y1/y2+S]=4.16
H OG=h/ N OG＝3/4.16＝0.721m
H OG＝G/K ya
G＝1120/（22.4×3600×0.5）＝0.0278 Kmol/㎡·S
K ya＝G/ H OG＝0.0385 Kmol/㎡·S
③h′＝3+3＝6m， H OG不变，S不变
N OG′＝h′/ H OG＝6/0.721＝8.32
N OG′＝1/（1-S）Ln[（-S）y1′/y2′＋S]
y2′＝0.0011
[四] j09b10080
（1）W＝Gc（x1－x2）
x1＝0.4/(1-0.4)=0.667
x2＝0.05/（1-0.05）＝0.0526
Gc＝1000（1-0.4）＝600Kg绝干料/h
所以 W＝600（0.667－0.0526）
＝368.64Kg/h＝0.1024Kg/s
（2）L＝W（H2－H1）
H1＝Ho＝0.009Kg水/Kg绝干气
t1＝120℃， t2＝℃
H2未知，可通过I1=I2求算
I1＝（1.01＋1.88H1）t1＋2490H1＝1.01t1＋（1.88t1＋2490）H1
I2＝（1.01＋1.88H2）t1＋2490H2＝1.01t2＋（1.88t2＋2490）H2
所以 H2＝（1.01×120＋（1.88×120＋2490）×0.009-1.01×40）/（1.88×40＋2490）＝0.041Kg水/Kg绝干气
所以 L＝0.1024/（0.041－0.009）＝3.1974Kg绝干气/s
G2′＝0.95G2
所以G2′＝0.95×Gc（1＋x2）
＝0.95×600/3600×（1＋0.0526）
＝0.167Kg/s
V＝L·v H
＝3.1974[(0.772+1.244Ho)(to+273)/273
＝3.1974[(0.772+1.244×0.009)×（20＋273）/273
＝2.69m3/s
[五] j10a10035
（1）由已知x ＝40％，y ＝70％，在AB 上得F 点和E ′点，连S ，E ′交右溶解度曲线于E ，由E 作平衡结线ER ，ER 与SF 交点得M ，S/F ＝MF/SM 。

（2）SF 交溶解度曲线于S ′，由S ′作平衡结线得Rmin ，由图得x min ＝2％，S/F ＝S ′F/SS ′。

参见附图：j10a035.d
化工原理下册试题七
[一]
1．多项选择题： （1）X06a05087 选择题：（在正确答案下方划一横道）
① 对解吸因数S=0.5的系统进行逆流吸收，y ﹡=mX ，当塔高为无穷大时，
b y 将（A 大于、B 小于、C 等于）b y ﹡，塔顶气相出口浓度a y 将（A 大于、B 小于、C 等于）a
y ﹡。

② 采用化学吸收可使原来的物理吸收系统的液膜阻力（A 增加、B 减少、C 不变），气膜阻力（A 增加、B 减少、C 不变）。

（2）X07b05049
精馏中引入回流，下降的液相与上升的汽相发生传质使上升的汽相易挥发组分浓度提高，最恰当的说法是 。

（A ）液相中易挥发组分进入汽相； （B ）汽相中难挥发组分进入液相；
（C ）液相中易挥发组分和难挥发组分进入汽相，但其中易挥发组分较多；
（D ）液相中易挥发组分进入汽相和汽相中难挥发组分进入液相的现象同时发生。

（3）X09a05058
① 同一物料，如恒速段的干燥速率增加，则临界含水量：（ ）。

（A ）减小；（B ）不变；（C ）增大；（D ）不一定。

② 同一物料，在一定的干燥速率下，物料愈厚，则临界含水量（ ）。

（A ）愈低；（B ）愈高；（C ）不变；（D ）不一定。

（4）X10b05005
1.萃取剂加入量应使原料和萃取剂的和点M 位于（Ⅰ类物系） （A ）溶解度曲线之上方去； （B ）溶解度曲线上； （C ）溶解度曲线之下方去； （D ）座标线上。

2.萃取是利用各组分间的 差异来分离液体混合液的。

（A ）挥发度 （B ）离散度 （C ）溶解度 （D ）密度
2．填空题
（1）t06a05003
吸收塔底部的排液管成U 形，目的是起 作用，以防止 。

操作中的吸收塔，若使用液气比小于设计的最小液气比，则其操作结果是吸收效果 ；若吸
收剂入塔浓度2X 降低，其他操作条件不变，吸收结果将使吸收率 出口气体浓度 。

（2）t07a05040
精馏操作的依据是 。

实现精馏操作的必要条件包括 和 。

（3）t08a05001
① 塔板中溢流堰的主要作用是为了保证塔板上有 。

当喷淋量一定时，填料塔单位高度填料层的压力降与空塔气速关系线上存在着两个转折点，其中下转折点称为 ，上转折点成为 。

② 筛板塔、泡罩塔、浮阀塔相比较，操作弹性最大的是 ；
单板压力降最小的是 ； 造价最便宜的是 。

A 筛板塔 B 浮阀塔 C 泡罩塔
（4）t09a05007
饱和空气在恒压下冷却，温度由1t 降至2t ，此时其相对湿度 ，湿度 ，湿球温
度 ，露点 。

判断正误
干燥操作能耗大，但要从湿固体物料中除去湿份（水份），必须采用干燥。

（ ） 干燥过程中，湿物料表面并不总是保持为湿球温度。

（ ） [三] j07a20158
苯和甲苯混合物中，含苯0.4，流量1000Kmol/h ，在一常压精馏塔内进行分离，要求塔顶馏出液中含苯0.9（以上均为摩尔分率），苯的回收率不低于90﹪，泡点进料，泡点回流，取回流比为最小回流比的1.5倍。

已知 =2.5。

试求：
（1）塔顶产品量D ；
（2）塔底残液量W 及组成w x ；
（3）最小回流比；
（4）精馏段操作线方程； （5）提馏段操作线方程；
（6）若改用饱和蒸汽进料，仍用（4）中所用之回流比，所需理论板数为多少？
[四] j09b10030
有一连续干燥器在常压下操作，生产能力为1000Kg/h （以干燥产品计），物料水分由12﹪降为3﹪（均为湿），物料温度则由15℃至28℃，绝干物料的比热为1.3Kj/（Kg 绝干料，℃），空气的初温为25℃，湿度为0.01 Kg/Kg 绝干空气，经预热器后升温至70℃，干燥器出口废气为45℃，设空气在干燥器进出口处焓值相等，干燥系统热损失可忽略不计，试求：
①在H —I 图上（或t —H 图上）示意画出湿空气在整个过程中所经历的状态点； ②空气用量（3
m /h ）（初始状态下）。

[五] j10a10034
用一单级接触式萃取器以S 为溶剂，由A 、B 溶液中萃取出A 。

若原料液的质量组成为45﹪，质量为120Kg ，萃取后所得萃余相中A 的含量为10﹪（质量百分数），求： （1） 所需萃取剂用量；
（2） 所得萃取相的质量和组成； （3） 所得萃取液的质量和组成。

化工原理下册试题七答案
[一]
1.多项选择题 （1）x06a05087
①S<1，故平衡线与操作线将在塔顶相交；大于（A ）；等于（C ）； ②减少（B ）；不变（C ）。

（2）x07b05049 答：（D ） （3）x09a05058 ①C ②B （4）x10b05005 1.C 2.C 2.填空题
（1）t06a05003
液封作用 气体溢出，
吸收效果达不到要求 吸收率增大，出口气体浓度降低 （2）t07a05040
混合液中各组分的挥发度差异。

塔顶液相回流 塔底上升气流 （3）t08a05001 ①一定高度的液层 载点 泛点 ②B A A （4）t09a05007
不变，下降，下降，下降。

× √
[二]j06c15097
①m=E/P=1.5/1=1.5,又L/(mG)=2,所以L/G=3, 据：L(x1-x2)=G(y1-y2),x2=0
所以x1=G/L*y1*η=1/3*0.05*0.9=0.015 ②G=1120/22.4=50 kmol/h
OG H =G/(Ky a Ω)=50/(100*0.785*20.8)=0.995m OG N =1/(1-1/A)㏑[(1-1/A)(1/(1-η))+1/A]
=1/(1-0.5) ㏑[(1-0.5)(1/(1-0.9))+0.5]=3.41
所以H=OG H *OG N =3.4m
③因为x2=0, OG H 不变，H 一定，所以OG N 一定
由上述OG N 计算式知，OG N ，1/A 一定，η不变
所以y2′=y1′(1-η)=0.1*(1-0.9)=0.01 X1′=G/L*ηy1′=1/3*0.9*0.1=0.03
[三]j07c20158
（1）D=1000*0.4*0.9/0.9=400 kmol/h （2）W=1000-400=600 kmol/h
w X =(1000*0.4-400*0.9)/600=0.0667 （3）Xq=Xf=0.4
Yq=2.5*0.4/(1+1.5*0.4)=0.625 Rm=(0.9-0.625)/(0.625-0.4)=1.22 （4）R=1.5*1.22=1.83
1n y +=(1.83/2.83)Xn + 0.9/2.83=0.646Xn + 0.318 （5）V ′=V=2.83*400=1132
L ′=1.83*400 + 1000=1732
1n y +′=(1732/1132)Xn ′ - 600*0.0667/1132=1.53 Xn ′ – 0.0353 （6）q y =f X
=0.4
q y =αq X /(1+(α-1) q X ) 得 q X
=0.21 Rm = (0.9-0.4)/(0.4-0.21) = 2.63
R < Rm T N =∞
[四]j09b15030 ①如图示
②干物料量 1000*（1-0.03）=970 Kg/h W2=30 Kg/h
W1/(970+ W1)=0.12 故 W1 = 132.3 Kg/h 蒸发水量 132.3-30=102.3 Kg/h 由H-t 图可得 H2 = 0.02 Kg/Kg 干料
L 干(H2-0.01)=102.3 L 干=102.3/(0.02-0.01)=10230 Kg/h
空气初始湿比容 V=(0.773+1.244H1)(273+t)/273=0.857 3m /Kg 故空气用量 10230*0.857=87703
m /h
③ △=0 W q =∑q - W c m t
（无） =2G cm /W*(tm2-tm1) - W c m t
=970*1.3/102.3*(28-15)+30*4.187/102.3*(28-15)–4.187*15 113.4 KJ/Kg 水份
参见附图：j09b030.d
[五] j10a15034
（1）S/F=MF/MS=56/51=1.098 S=120*1.098=131.8 kg （2）M=S+F=131.8+120=251.8 kg E/M=MR/RE=49/65=0.754
E=0.754*251.8=189.8 kg 其中 A ﹪=23 S ﹪=66 B ﹪=11﹪ （3）A Y =75﹪ B Y =25﹪
E /F=
F R /R E =35/65=0.538 E =120*0.538=64.56 kg 参见附图：j10a034.d
化工原理下册试题八
1．多项选择题： （1）x06a05087 选择题：（在正确答案下方划一横线）
① 对解吸因数S ＝0.5的系统进行逆流吸收，y *
＝mx ，当塔高为无穷大时，
（1） y b 将（A 大于、B 小于、C 等于） y b *，塔顶气相出口浓度y a 将（A 大于、B 小于、C 等于）y a *。

（2） 若系统压力减小一倍，二气液摩尔流量与进口组成均不变，则此时气体入口组成y b 将（A 大于、
B 小于、
C 等于）y b *。

② 采用化学吸收可使原来的物理吸收系统的液膜阻力（A 增加、B 减小、C 不变），气膜阻力（A 增加、
B 减小、
C 不变）。

（3） x07a05071
原料的数量和浓度相同，用简单蒸馏得汽相总组成为X D 1，用平衡蒸馏得汽相总组成为X D 2。

若两种蒸馏方法所得得汽相量相同，则：（ ） （A ）X D 1> X D 2； （B ）X D 1＝ X D 2； （C ）X D 1<X D 2； （D ）不能判断
（3）x08a05020
指出下列哪些属于筛板精馏塔得设计参数：
（A ）h o （底隙高） （B ）Ws （安定区宽） （C ）Wc （边缘区宽） （D ）d 0（孔径） （E ）h L （板上清液层高） （4）x09b05052
①在等速干燥阶段中，在给定得空气条件下，对干燥速率正确得判断是：（ ）
（A ） 干燥速率随物料种类不同而有极大的差异； （B ） 干燥速率随物料种类不同而有极大的差异； （C ） 各种不同物料的干燥速率实质上是相同的； （D ） 不一定。

② 湿空气在温度308K 和总压1.52MPa 下，已知其湿度H 为0.0023Kg 水/Kg 绝干空气，则其比容v H 应
为（单位均为m 3
/Kg 绝干空气）（ ）。

（A ）0.0583； （B ）1.673； （C ）2.382； （D ）0.0224。

2．填空题： （1）t06b05050
某逆流吸收塔，用纯溶剂吸收混合气中易溶组分，设备高为无穷大，入塔Y 1＝8％（体积），平衡关系Y ＝2X 。

试问：（1）若液气比（摩尔比，下同）为2.5时，吸收率＝ ％ （2）若液气比为1.5时，吸收率＝ ％ （2）t07a05070
某精馏塔塔顶上升蒸汽组成y 1，温度T ，经全凝器恰好冷凝到泡点，部分回流入塔，组成x o ，温度t ，则y 1 x o ，T t 。

（>，=，<） 参见附图：t07a070.t
（3） T08a05024
填料塔设计时，空塔气速一般取 气速的50％－80％，理由是 。

若填料层高度较高，为了有效润湿填料，塔内应设置 装置。

一般而言，塔料塔的压降 板式塔压降。

（>，=，
<）
（4）t09a05060
已知在常压及25℃下水份在某湿物料与空气之间的平衡关系为：相对湿度φ＝100％时，平衡含水量X*＝0.02Kg/Kg绝干料；相对湿度φ＝40％时，平衡含水量X*＝0.007。

现该物料含水量为0.23 Kg/Kg绝干料，令其与25℃，φ＝40％的空气接触，则该物料的自由含水量为 Kg/Kg绝干料，结合水含量为 Kg/Kg绝干料，非结合水的含量为
Kg/Kg绝干料。

[二]j06a20100
设计一台常压操作的填料塔，用清水吸收焦炉气中的氨，操作条件下的平衡关系为y＝1.2x，气体流率为4480m3/㎡·h，入塔气体浓度为10g/N m3，要求回收率为95％，吸收剂用量为最小用量的1.5倍，气相体积总传质系数为Kya＝200kmol/ m3h。

试求：
①水用量（m3/㎡·h）（取ρ水1000kg/ m3）；
②出塔溶液中氨的浓度（mol％）；
③填料层高度（m）；
④Kya正比于G0.8（G为摩尔流率），若回收率不变，塔内温度、压力、均不变，在流量不变情况下，气体流率增加一倍，则填料层高度应变为多少？
[三] j07a20003
某一正在操作的连续精馏塔，有塔板15块，塔顶设为全凝器，用于分离苯－甲苯混合液，液中含苯35％，泡点进料，馏出液含苯97％，残液含苯5％（以上皆为摩尔分率）
（1）求最小回流比Rmin。

（2）如采用回流比R＝4.3，求理论塔板数Nt及总板效率Et。

（3）如果单板效率等于总板效率，试求提馏段最下一块板上升蒸汽的组成。

参见附图：j07a003.t
[四]j09a10084
在一干燥器中干燥某湿物料，每小时处理湿
物料1000Kg，经干燥后物料的含量由40％减至5％
（均为湿基），干燥介质为373K的热空气，其中所
含水汽的分压为1.0KN/m2，空气在313K及相对湿
度70％下离开干燥器，试求所需要的空气量。

水在313K时的饱和蒸汽压可取为7.4KN/m2，
湿空气的总压为101.3KN/m2。

[五] j10b10040
某A、B混合液用纯溶剂S单级萃取。

已知：
F＝10Kg/h，X f＝0.4（质量分率，下同）。

K A＝1，
萃取相的组成X A/XB＝
1/3。

试求：（1）萃余液
量；（2）溶剂量。

参见附图：j10b040.t
化工原理下册试题八答案
[一]
1．多项选择题：
（1）x06a05087
① S<1，故平衡线与操作线将在塔顶相交
（1）大于（A）；等于（C）（2）等于（C）（P减小一倍，m增加一倍m＝2）；
②等于（B）；不变（C）。

（2）x07a05071
解：（A）
（3）x08a05020
A）∨ B）∨ C）∨ D）∨ E）×
（3）x08a05020
①C ② A vH＝（0.772＋1.244H）×（T/273）×1.013×105/P
＝（0.772＋1.244×0.0023）×（308/273）×1.013/15
＝0.0583m3/Kg绝干气
2．填空题：
（1）t06b05050
①100％②75％
（2）t07a05070
解：＝，>。

（3）T08a05024
①泛点②泛点气速是操作上限③液体再分布④<
（4）t09a05060
自由含水量X－X2*＝0.23-0.007＝0.223
结合水量为X1*＝0.02
非结合水量X－X1* ＝0.23-0.02＝0.21
[二] j06c20100
①y1＝（10×10-3/17）/（1/22.4）＝0.0132
y2＝Y1（1-η）＝0.0132（1-0.95）＝6.59×10-4
（L/G）min＝（y1－y2）/（y1/m）＝η·m＝0.95×1.2＝1.14
L/G＝1.5（L/G）min＝1.5×1.14＝1.71
G＝4480/22.4＝200Kmol/㎡·h
L＝1.71×200＝342 Kmol/㎡·h＝342×18/1000＝6.16m3/㎡·h
②X1＝（y1－y2）/（L/G）＝（0.0132-6.59×10-4）/1.71＝0.00733
＝0.733％
③H OG＝G/Kya＝200/200＝1m
S＝m/（L/G）＝1.2/1.71＝0.702
N OG＝1/（1-S）Ln[（1－S）y1/y2＋S]＝6.37
h＝6.73m
④H OG′∝G′/ G′0.8＝G′0.2＝（1.2G）0.2H OG/H OG＝1.20.2＝1.037，
H OG′＝1.037m， S′＝m/（L/ G′）＝m/（L/1.2G）＝1.2s＝0.842
N OG′＝1/（1－S′）Ln[（1－S′）y1/y2＋S′]＝8.78
h′＝H OG′×N OG′＝1.037×8.78＝9.10m
[三] j07a20003
已知：Np＝15块，xF＝0.35， q＝1，xD＝0.97， xW＝0.05
解：（1）求Rmin
因为q＝1，做q线交于平衡曲线，得d′点（0.35，0.557）
所以Rmin＝（xD－yq）/（yq－xq）＝（0.97-0.557）/（0.557－0.35）＝2
（2）当R＝4.3时，求E T与N T
因为 y n＋1＝[（R/R＋1）]x n＋x D/（R＋1）＝[.3/（4.3+1）] x n+[0.97/（4.3+1）]
所以y n＋1＝0.8113 x n＋0.183
在x－y相图中做精馏段操作线：a（0.97，0.97），c（0，0.183），精馏段操作线与q线交于d点，以d 点与b（0.05，0.05）点做提馏段操作线，从a点向b点在平衡线与操作线之间做操作，由图可知：N T＝10.8-1＝9.8，
E T＝9.8/15＝0.653
（3）令最下一块塔板为n板，ηn＝E T＝0.653
因为在塔釜内残液进行部分汽化，为一个平衡级
所以 y釜应与xw成平衡关系，从平衡曲线上得y釜＝0.11
而y釜与xn成操作关系，所以提馏段操作线上得xn＝0.1
而yn*＝f平（xn）所以从平衡曲线上得＝0.21
所以 yn＝0.653（0.21-0.11）＝0.175
参见附图：j07a003.d
[四]j09a10084
1．求W
W＝Gc（x1－x2）
G1＝1000Kg/h＝0.278Kg/s
所以 Gc＝0.278（1-0.4）＝0.167Kg/s
x1＝w1（1-w1）＝0.40/（1-0.40）
＝0.667Kg/Kg绝干料
x2＝w2/（1-w2）＝0.05/（1-0.05）
＝0.053Kg/Kg绝干料
所以 W＝Gc（x1－x2）＝0.167（0.667-0.053）
＝0.1025kg/s
2．求H1
H1＝0.622p/（P－p）
＝0.622×1.0/（101.3-1.0）
＝0.0062kg/kg干空气
3．求H2
H2＝0.622ψp s/（P－ψp s）
＝0.622×0.7×7.4/（101.3－0.7×7.4）
＝0.0062kg/kg干空气
4．求L
L＝W/（H2－H1）＝0.1025/（0.0335－0.0062）
＝3.76kg干空气/s
进口的湿空气量＝L（1+H1）＝3.76（1＋0.0062）
＝3.783Kg/s
[五] j10b10040
解：（1）x A/x B＝x A o/x B o＝x A o/（1- x A o）＝1/3
解知萃余液组成x A o＝0.25，连R1o S得R点。

作RE平行BS，连SE延长与AB边交于点E′，得萃余液组成y x A o＝0.75。

据杠杆法则：
E0＝Fx（xf－x A o）/（y x A o－x A o）＝100×（0.4－0.25）/（0.75-0.25）＝30kg/h
（2）RE与FS交点M。

S＝F×FM/SM＝100×24/24＝100kg/h
参见附图：j10b040.d。