化工原理下題

.PAGE化工原理（下）練習(xí)題一、填空1.精餾和普通蒸餾的根本區(qū)別在于塔有回流的液體；平衡蒸餾（閃蒸）與簡單蒸餾（微分蒸餾）的區(qū)別是簡單蒸餾為非穩(wěn)態(tài)過程，平衡蒸餾為穩(wěn)態(tài)過程。2.雙組分精餾，相對揮發(fā)度的定義為α＝_VA/VB__，其值越大表明兩組分越容易分離。α＝1時，則兩組分不能用普通精餾分離。3.精餾的原理是根據(jù)汽液混合物揮發(fā)度的不同，經(jīng)過多次的部分汽化和多次的部分冷凝，實(shí)現(xiàn)精餾操作的必要條件是塔頂液相回流和塔底上升蒸汽流。4.精餾計算中，q值的含義是_進(jìn)料熱狀況參數(shù)_，其它條件不變的情況下q值越_大__表明精餾段理論塔板數(shù)越多，q線方程的斜率(一般)越小。當(dāng)泡點(diǎn)進(jìn)料時，q＝1，q線方程的斜率＝∞。5.最小回流比是指平衡線，提餾段操作線，精餾段操作線，以及q線方程的交點(diǎn)，適宜回流比通常取為1.1―2.0倍最小回流比。6.全回流操作條件下，精餾段、提餾段的操作線與對角線重疊。此時傳質(zhì)推動力最大，所需理論塔板數(shù)最少。7.精餾塔進(jìn)料可能有5種不同的熱狀況，對于泡點(diǎn)和露點(diǎn)進(jìn)料，其進(jìn)料熱狀況參數(shù)q值分別為1和0。8.氣液兩相呈平衡狀態(tài)時，氣液兩相溫度相等，液相組成小于氣相組成。9.精餾塔進(jìn)料可能有5種不同的熱狀況，當(dāng)進(jìn)料為氣液混合物且氣液摩爾比為2:3時，則進(jìn)料熱狀況參數(shù)q值為3/5。10.對一定組成的二元體系，精餾壓力越大，則相對揮發(fā)度越大，塔操作溫度越低，從平衡角度分析對該分離過程越容易進(jìn)行。11．板式精餾塔的操作中，上升汽流的孔速對塔的穩(wěn)定運(yùn)行非常重要，適宜的孔速會使汽液兩相充分混合，穩(wěn)定地傳質(zhì)、傳熱；孔速偏離適宜圍則會導(dǎo)致塔的異?，F(xiàn)象發(fā)生，其中當(dāng)孔速過低時可導(dǎo)致__漏液_______，而孔速過高時又可能導(dǎo)致__液泛______。12.對于不飽和空氣，表示該空氣的三個溫度，即：干球溫度t,濕球溫度tw和露點(diǎn)td間的關(guān)系為_t>tw>td__________;對飽和空氣則有____t=tw=td______。13.用相對揮發(fā)度α表達(dá)的氣液平衡方程可寫為y=ax/[1+(a-1)x]，根據(jù)α的大小，可以用來判斷汽液混合物分離的難易程度，若α=1，則表示不能用普通精餾的方法分離。14.吸收操作是依據(jù)溶解度的不同，以達(dá)到分離氣體混合物的目的。15.若溶質(zhì)在氣相中的組成以分壓p、液相中的組成以摩爾分?jǐn)?shù)x表示，則亨利定律的表達(dá)式為p=Ex，E稱為亨利系數(shù)，若E值很大，說明該氣體為惰性氣體。16.對低濃度溶質(zhì)的氣液平衡系統(tǒng)，當(dāng)總壓降低時，亨利系數(shù)E將減小，相平衡常數(shù)m將不變，溶解度系數(shù)H將增大。在吸收過程中，KY和kY是以Y-Y*和y-y*為推動力的吸收系數(shù)，它們的單位是kmol/(m2·s)。17含低濃度難溶氣體的混合氣，在逆流填料吸收塔進(jìn)行吸收操作，傳質(zhì)阻力主要存在液膜中；若增大液相湍動程度，則氣相總體積吸收系數(shù)KYa值將增大；若增加吸收劑的用量，其他操作條件不變，則氣體出塔濃度Y2將增大，溶質(zhì)A的吸收率將不變；若系統(tǒng)的總壓強(qiáng)升高，則亨利系數(shù)E將不變，相平衡常數(shù)m將增大。18.亨利定律表達(dá)式p*＝Ex，若某氣體在水中的亨利系數(shù)E值很小，說明該氣體為易溶解氣體氣體。19．吸收過程中，若減小吸收劑用量，操作線的斜率減小，吸收推動力減小。20．雙膜理論是將整個相際傳質(zhì)過程簡化為氣膜與液膜兩個穩(wěn)態(tài)傳質(zhì)過程。21.脫吸因數(shù)S可表示為mqv/qL，它在Y—X圖上的幾何意義是平衡線與操作線斜率的比值。若分別以S1、S2，S3表示難溶、中等溶解度、易溶氣體在吸收過程中的脫吸因數(shù)，吸收過程中操作條件相同，則應(yīng)有S1>S2>S3。22.不飽和濕空氣預(yù)熱可提高載濕的能力，此時H不變，t升高，φ減小，傳熱傳質(zhì)推動力增大。23．對于一定干球溫度的空氣，當(dāng)其相對濕度越小時，其濕球溫度越高。14.干燥過程是傳熱和傳質(zhì)相結(jié)合的過程。恒定的干燥條件是指空氣的溫度、濕度和流速均不變的干燥過程。在干燥操作中，常用濕球溫度計來測量空氣的濕度。24.恒速干燥階段又稱表面汽化控制階段，影響該階段干燥速率的主要因素是物料表面水分的汽化速率；降速干燥階段又稱部遷移控制階段，影響該階段干燥速率的主要因素是物料本身的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸。在恒速干燥階段，濕物料表面的溫度近似等于熱空氣的濕球溫度，此階段汽化的水分為非結(jié)合水。二、選擇題1.若要求雙組分混合液分離成兩個較純的組分，則應(yīng)采用___C_____。

A.平衡蒸餾B.簡單蒸餾C.精餾2．精餾計算中，以下說確的是__A______。

A.再沸器算一塊理論板B.全凝器算一塊理論板C.加料板算一塊理論板3．操作中的精餾塔，若增大回流比，其他操作條件不變，則精餾段的液氣比A，塔頂餾出液組成Ａ。

A.增大；B.減小；C.不變；D.不確定4.某二元混合物，其中A為易揮發(fā)組分，液相組成xA＝0.6相應(yīng)的泡點(diǎn)為t1，與之相平衡的氣相組成yA＝0.7，相應(yīng)的露點(diǎn)為t2，則C。A.t1＝t2；B.t1＜t2；C.t1＞t2；D.不能判斷5.精餾塔的操作線是直線，其原因是D。

A.理論板假設(shè)B.理想物系C.塔頂泡點(diǎn)回流D.恒摩爾流假定6．兩組分物系的相對揮發(fā)度越小，則表示分離該物系B。A.容易B.困難C.完全D.不完全7．操作中的精餾塔，若減小回流比，其他操作條件不變，則精餾段的液氣比B，塔頂餾出液組成Ｂ。

A.增大B.減小C.不變D.不確定8.在精餾塔的圖解計算中，若進(jìn)料熱狀況變化，將使B。

A.平衡線發(fā)生變化B.操作線與q線變化C.平衡線和q線變化D.平衡線和操作線變化9．用精餾塔完成分離任務(wù)所需理論板數(shù)NT為8（包括再沸器），若全塔效率ET為50%，則塔實(shí)際板數(shù)為Ｃ。A.16層B.12層C.14層D.無法確定10.對接近常壓的低組成溶質(zhì)的氣液平衡系統(tǒng)，當(dāng)溫度升高時，亨利系數(shù)E將A，相平衡常數(shù)m將Ｃ，溶解度系數(shù)H將C。A.增大；B.不變；C.減?。籇.不確定11．若某氣體在水中的溶解度系數(shù)H非常大，則該氣體為A。A.易溶氣體；B.難溶氣體；C.中等溶解度氣體；D.不確定12．在吸收操作中，以氣相組成差表示的吸收塔某一截面上的總推動力為B。A.Y*—Y；B.Y—Y*；C.Yi—YD.Y—Yi13．在下列吸收過程中，屬于氣膜控制的過程是Ｃ。A.水吸收氫；B.水吸收硫化氫；C.水吸收氨；D.水吸收氧14．在吸收操作中，以液相組成差表示的吸收塔某一截面上的總推動力為A。A.X*—XB.X—X*C.Xi—XD.X—Xi15．在逆流操作的填料塔中，當(dāng)吸收因數(shù)A＜1，且填料層為無限高時，則氣液相平衡出現(xiàn)在C。A.塔頂B.塔上部C.塔底D.塔下部16．在一定空氣狀態(tài)下，用對流干燥方法干燥濕物料時，能除去的水分為D，不能除去的水分為A。

A.平分B.結(jié)合水分C.非結(jié)合水分D.自由水分17．在干燥實(shí)驗(yàn)中，隨著空氣流量的提高，恒定干燥速率C，臨界含水量將B。A.不變B.減少C.增大D.不一定18．濕物料的平分一定是Ｃ。

A.非結(jié)合水B.自由水分C.結(jié)合水D.臨界水分19．已知濕空氣的如下兩個參數(shù)，便可確定其他參數(shù)Ｃ。

A.H，pB.H，tdC.H，tD.I，tas20．同一物料，如恒速階段的干燥速率加快，則該物料的臨界含水量將Ｃ。A.不變B.減少C.增大D.不一定21．濕空氣在預(yù)熱過程中不變化的參數(shù)是D。A.焓B.相對濕度C.濕球溫度D.露點(diǎn)22．在恒定干燥條件下，用熱空氣干燥某物料，當(dāng)干燥速率將為零時，物料中剩余的水分是D

A.自由水分；B.結(jié)合水；C.非結(jié)合水；D.平分23.對不飽和空氣，干球溫度、濕球溫度及露點(diǎn)三者之間的關(guān)系為C；對于飽和空氣，三者之間的關(guān)系為B。A.ｔ＞ｔd＞ｔw；B.ｔ=ｔw=ｔd；C.ｔ＞ｔw＞ｔd；D.不確定24.在總壓為101.33kPa下，將不飽和空氣由溫度ｔ1降溫至溫度ｔ2，則該濕空氣的濕度H將C，相對濕度j將Ａ，露點(diǎn)ｔd將Ｃ。A.增大B.減小C.不變D.不確定25．空氣的濕含量一定時，其溫度愈高，則它的相對濕度____B________。

A.愈高B.愈低C.不變26．將不飽和空氣在總壓和濕度不變的情況下進(jìn)行冷卻而達(dá)到飽和時的溫度，稱為濕空氣的_____B______。

A.濕球溫度B.絕熱飽和溫度C.露點(diǎn)三、分析題1．一操作中精餾塔，若保持F、xF、q、V’（塔釜上升蒸汽量）不變，而增大回流比R，試分析xD、xW、D、W變化趨勢。并說明上述結(jié)果在實(shí)際生產(chǎn)中有何意義？2．已知常壓（101.3kPa）下60℃及803．在一常壓精餾塔中分離苯—甲苯混合液，原料液流量為100kmol/h，組成為0.5（苯摩爾分率，下同），泡點(diǎn)進(jìn)料。餾出液組成為0.9，釜?dú)堃航M成為0.1。操作回流比為2.0。試求：（1）塔頂及塔底產(chǎn)品流量（kmol/h）；（2）達(dá)到餾出液流量56kmol/h是否可行？最大餾出液流量為多少？（3）若餾出液流量為54kmol/h，xD要求不變，應(yīng)采用什么措施（定性分析）？4．試分析濕空氣的濕球溫度與其絕熱飽和溫度有何區(qū)別和聯(lián)系？5．試分析：（1）濕空氣的干球溫度、濕球溫度、露點(diǎn)在什么情況下相等？什么情況下不等，大小關(guān)系如何?（2）濕空氣在進(jìn)入干燥器前，往往進(jìn)行預(yù)熱，這樣做有什么好處?四、計算題1.戊烷與已烷的混合溶液中戊烷的摩爾分率為0.55。常壓下此溶液用連續(xù)精餾的方法進(jìn)行分離。若進(jìn)料為泡點(diǎn)液體，塔頂采用全凝囂，回流比取為1.2，要求塔頂溜出液中戊烷的濃度不得低于0.95，塔底釜液中戊烷的濃度不得高于0.05。體系的平衡曲線見右圖，求：①在上述操作條件下所需要的理論塔扳數(shù)。②理論板加料位置。③全塔效率67%時實(shí)際塔板數(shù)為多少？④運(yùn)行中由于料液預(yù)熱器溫度過高導(dǎo)致進(jìn)料部分汽化，試分析產(chǎn)品質(zhì)量可能發(fā)生什么變化？2.在連續(xù)精餾塔中分離某組成為0.5（易揮發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù)，下同）的兩組分理想溶液。原料液于泡點(diǎn)下進(jìn)入塔。塔頂采用分凝器和全凝器。分凝器向塔提供回流液，其組成為0.88，全凝器提供組成為0.95的合格產(chǎn)品。塔頂餾出物中易揮發(fā)組分的回收率為96%。若測得塔頂?shù)谝粚影宓囊合嘟M成為0.79，試求：（1）操作回流比和最小回流比；（2）若餾出液流量為100kmol/h，則原料液流量為多少？3.在常壓連續(xù)精餾塔中分離兩組分理想溶液，塔頂采用全凝器。該物系的平均相對揮發(fā)度為2.5。原料液組成為0.35（易揮發(fā)組分摩爾分率，下同），飽和蒸氣加料。塔頂采出率為40%，且已知精餾段操作線方程為y=0.75x+0.20，試求：（1）提餾段操作線方程；（2）若塔頂?shù)谝话逑陆档囊合嘟M成為0.7，求該板的氣相默弗里效率Emv1。4.在一填料層高度為5m的填料塔，用純?nèi)軇┪栈旌蠚庵腥苜|(zhì)組分。當(dāng)液氣比為1.0時，溶質(zhì)回收率可達(dá)90%。在操作條件下氣液平衡關(guān)系為Y=0.5X。現(xiàn)改用另一種性能較好的填料，在相同的操作條件下，溶質(zhì)回收率可提高到95%，試問此填料的體積吸收總系數(shù)為原填料的多少倍？5.在101.33kPa下用水吸收混于空氣中的氨。已知氨的摩爾分?jǐn)?shù)為0.1，混合氣于40℃下進(jìn)入塔底，體積流量為0.556m3/s，空塔氣速為1.2m/s。吸收劑用量為理論最小用量的1.1倍，氨的吸收率為95%，且已估算出塔氣相體積吸收總系數(shù)KYa的平均值為0.1112kmol/(m3·s)。在操作條件下的氣液平衡關(guān)系為Y*=2.6X，試求塔徑及填料層高度6.在逆流絕熱干燥裝置中