《化工原理二》復(fù)習(xí)題及答案《化工原理二》復(fù)習(xí)題一、推斷題傳質(zhì)單元高度與設(shè)備的型式、操作條件有關(guān)，是吸取設(shè)備性能凹凸的反映。對錯(cuò)高溫、高壓有利于解吸。對錯(cuò)亨利系數(shù)E越大，物質(zhì)的溶解度越小。對錯(cuò)解吸操作中，溶質(zhì)由液相轉(zhuǎn)入氣相，此時(shí)氣相中溶質(zhì)的摩爾分率小于液相中溶質(zhì)的摩爾分率。對錯(cuò)吸取過程所發(fā)生的是被吸取組分的等分子反向集中。對錯(cuò)如氣膜傳質(zhì)速率小于液膜傳質(zhì)速率，則該相際傳質(zhì)過程為氣膜把握。對錯(cuò)q—0.10。對錯(cuò)精餾過程中最小回流比是保證精餾操作所需板數(shù)最少的回流比。對錯(cuò)假設(shè)精餾塔過熱蒸汽狀態(tài)進(jìn)料，q線方程斜率大于零。對錯(cuò)板式塔簡潔實(shí)現(xiàn)側(cè)線進(jìn)料和出料，而填料塔對側(cè)線進(jìn)料和出料等簡潔狀況不太適合。對錯(cuò)填料的理論板當(dāng)量高度HETP以大為好，HETP越大、分別越完善。對錯(cuò)板式塔中板上液面落差過大將導(dǎo)致氣流分布不均。為減小液面落差，設(shè)計(jì)時(shí)常實(shí)行的措施是承受構(gòu)造簡潔的篩板塔，溢流裝置承受雙溢流或多溢流。對錯(cuò)精餾用板式塔，吸取用填料塔。對錯(cuò)板式塔內(nèi)氣液逐級接觸，填料塔內(nèi)氣液連續(xù)接觸。對錯(cuò)當(dāng)增加塔板間距時(shí)，性能負(fù)荷圖中霧沫夾帶線向下移；當(dāng)削減浮閥數(shù)時(shí)，漏液線向下移。對錯(cuò)二、單項(xiàng)選擇題在吸取塔設(shè)計(jì)中，當(dāng)吸取劑用量趨于最小用量時(shí)?；厥章授呄蜃罡呶⊥苿恿呄蜃畲蟛僮髯顬榻?jīng)濟(jì)填料層高度趨向無窮大2yx=，入塔10.1y=，1.5LG=，則出塔氣體濃度最低可降至。A.0B.0.05C.0.066D.0.025在常壓下用水逆流吸取空氣中的CO2，假設(shè)將用水量增加，則出塔氣體中的CO2變大變小不變不確定常壓25℃A的分壓為0.054atm的混合汽體與溶質(zhì)A濃度為0.0018mol/l的水溶液接觸，假設(shè)該條件下符合亨利定律，亨利系數(shù)E=0.15×104atm，2HOρ≈1000kg/m3，問溶質(zhì)A的傳質(zhì)方向是 。吸取平衡解吸無法推斷用水吸取二氧化碳可看作液膜把握的吸取過程。假設(shè)11yxymKkkyK≈。ykxkxkmxmk正常操作下的逆流吸取塔，假設(shè)因某種緣由使液體量削減以致液氣比小于原定的最小液氣比時(shí)，將使。出塔氣體濃度與出塔液體濃度均增加出塔氣體濃度增加，但出塔液體濃度不變出塔液體濃度增加、回收率增加在塔下部發(fā)生解吸現(xiàn)象75℃A、水B0149.6Ap=kPa038.5Bp=kPa平衡的氣液兩相濃度分別為0.729y=、0.4x=。則其相對揮發(fā)度ABα為。Ａ.4.04Ｂ.3.89Ｃ.1.82Ｄ.1.5精餾塔設(shè)計(jì)時(shí)，假設(shè)F、Fx、Dx、Wx、V為定值時(shí)，將進(jìn)料1q=改為1q>，則所需理論板數(shù)。增加削減不變無窮大0.2q=，則加料中液體量與汽相量的比是。A.1：4B.1：5C.4：1D.5：1有關(guān)恒摩爾流的假定說法正確的選項(xiàng)是。在精餾塔內(nèi)，各板上下降液體的摩爾量相等在精餾塔內(nèi)，各板上上升蒸汽的摩爾量相等精餾塔內(nèi)，在沒有進(jìn)料和出料的塔段中，各板上上升蒸汽的摩爾量相等，各板上下降液體的摩爾量相等精餾塔內(nèi)精餾段和提餾段下降液體〔或上升蒸汽〕摩爾流量相等當(dāng)原料組成、料液量、壓力和最終溫度都一樣時(shí)，用簡潔蒸餾和平衡蒸餾〔閃蒸〕的方法對二元抱負(fù)溶液進(jìn)展分別，其結(jié)果是。,,DDxx<平衡簡潔、,,WWxx=平衡簡潔、DD>平衡簡潔,,DDxx>平衡簡潔、,,WWxx>平衡簡潔、DD<平衡簡潔,,DDxx>平衡簡潔、,,WWxx=平衡簡潔、DD<平衡簡潔,,DDxx>平衡簡潔、,,WWxx<平衡簡潔、DD=平衡簡潔操作中的連續(xù)精餾塔，如承受的回流比小于原回流比，則。Dx、Wx均增加Dx、Wx均不變Dx減小、Wx增加不能正常操作操作中的精餾塔，保持進(jìn)料量F、進(jìn)料組成Fx、進(jìn)料熱狀況參數(shù)q釜加熱量Q不變，削減塔頂餾出量D，則塔頂易揮發(fā)組分回收率η。Ａ.增大Ｂ.減?。?不變Ｄ.不確定假設(shè)某精餾塔的加料口原在第七塊板〔自塔頂向下計(jì)數(shù)〕，現(xiàn)操作工人將料液改自第四塊板參與，緣由可能是：生產(chǎn)任務(wù)加大，料液增加了生產(chǎn)任務(wù)減小，料液削減了料液由冷液態(tài)改為飽和液態(tài)了料液由飽和液態(tài)改為冷液態(tài)了精餾設(shè)計(jì)時(shí)，F(xiàn)、Fxq、DxWxR均已確定，假設(shè)將原塔釜間接蒸汽加熱改為直接蒸汽加熱，則。所需理論板數(shù)增加、塔頂易揮發(fā)組分回收率不變所需理論板數(shù)增加、塔頂易揮發(fā)組分回收率降低所需理論板數(shù)不變、塔頂易揮發(fā)組分回收率減低所需理論板數(shù)增加、塔頂易揮發(fā)組分回收率增大對于確定干球溫度的空氣，當(dāng)其相對濕度愈低時(shí)，其濕球溫度 。愈高愈低不變不愿定，尚與其它因素有關(guān)在恒速枯燥條件下，將含水20%的濕物料進(jìn)展枯燥，開頭時(shí)枯燥速率恒定，當(dāng)枯燥至含水5%時(shí)，枯燥速率開頭下降，再連續(xù)枯燥至物料恒重，并測得此時(shí)物料含水量為0.05%，則物料的臨界含水量為。Ａ.0.05520%Ｃ.5%Ｄ.4.55%不僅與濕物料的性質(zhì)和枯燥介質(zhì)的狀態(tài)有關(guān)，而且與濕物料同枯燥介質(zhì)的接觸方式及相對速度有關(guān)的是濕物料的。臨界水分平衡水分結(jié)合水分非結(jié)合水分當(dāng)空氣的相對濕度為100%時(shí)，其干球溫度t、濕球溫度wt及露點(diǎn)溫度dt者之間的關(guān)系為 。wdttt>>wdttt>=wdttt==dwttt>>對濕度確定的空氣，以下各參數(shù)中與空氣的溫度無關(guān)。相對濕度露點(diǎn)溫度濕球溫度絕熱飽和溫度如需將空氣減濕，應(yīng)使氣溫。高于濕球溫度低于濕球溫度高于露點(diǎn)低于露點(diǎn)當(dāng)空氣的相對濕度為80%時(shí)，其干球溫度t、濕球溫度wt露點(diǎn)溫度dt者之間的關(guān)系為 。wdttt<<wdttt>=wdttt==wdttt>>同一物料，如恒速階段的枯燥速率增加，則臨界含水量 。減小不變增大不愿定物料的平衡水分確定是。非結(jié)合水分自由水分結(jié)合水分臨界水分三、多項(xiàng)選擇題對于氣體吸取塔來說，假設(shè)塔高不受限制，可能到達(dá)的最大吸取maxη有關(guān)。液氣比相平衡常數(shù)吸取塔型式液體入塔濃度評價(jià)吸取劑的指標(biāo)包括。對混合氣中被分別組分有較大溶解度，而對其它組分的溶解度要小，即選擇性要高混合氣中被分別組分在溶劑中的溶解度應(yīng)對溫度的變化比較敏感溶劑的蒸汽壓、黏度要低，化學(xué)穩(wěn)定性要好，此外還要滿足價(jià)廉、易得、無毒、不易燃等經(jīng)濟(jì)和安全條件用水吸取空氣中少量的氨。總氣量G、氣溫t及氣體進(jìn)出口組1y、2y不變，而進(jìn)塔水溫上升后，將增大。最小液氣比minLV相平衡常數(shù)m總傳質(zhì)單元數(shù)OGNOGH減壓操作精餾塔內(nèi)自上而下真空度及氣相露點(diǎn)溫度的變化規(guī)律是。真空度提高真空度降低露點(diǎn)溫度提高露點(diǎn)溫度降低以下設(shè)備中能起到一塊理論板的分別作用的是。再沸器冷凝器分凝器汽化器某連續(xù)操作的常規(guī)精餾塔，在保持進(jìn)料的流量、組成和熱狀態(tài)確定，以及塔釜加熱蒸汽量和塔頂冷凝器冷卻水量確定的條件下，假設(shè)加大回流比，將使。塔頂產(chǎn)品濃度Dx將提高Dx將降低塔頂產(chǎn)品量D將提高塔底產(chǎn)品量W將提高某精餾塔的設(shè)計(jì)任務(wù)是：原料為F、Fx，要求塔頂?shù)漠a(chǎn)品組成為Dx底的產(chǎn)品組成為Wx。設(shè)計(jì)時(shí)假設(shè)選定的回流比R不變，加料熱狀態(tài)由原來的飽和汽相進(jìn)料改為飽和液體進(jìn)料，則。精餾段上升蒸汽量V不變精餾段下降液體量L增加提餾段上升蒸汽量V”不變提餾段下降液體量L”增加理論板數(shù)削減填料塔的主要內(nèi)部構(gòu)件包括。降液管液體分布器支撐板浮閥篩板塔內(nèi)氣液兩相的非抱負(fù)流淌中的空間上的不均勻流淌，是指液體或氣體流速的不均勻分布，主要包括。液沫夾帶氣體沿塔板的不均勻流淌氣泡夾帶液體沿塔板的不均勻流淌下面有關(guān)理論板概念中正確的選項(xiàng)是。理論板就是實(shí)際板理論板是抱負(fù)化的塔板，即不管進(jìn)入該板的氣、液相組成如何，而離開該板的氣、液相在傳質(zhì)、傳熱兩方面都到達(dá)平衡在精餾計(jì)算中，一般首先求得理論板數(shù)，再用塔效率予以修正，即可得實(shí)際板數(shù)理論板是一個(gè)氣液兩相都充分混合而且傳質(zhì)與傳熱過程的阻力皆為零的抱負(fù)化塔板塔設(shè)備的操作彈性與有關(guān)。塔的構(gòu)造物料性質(zhì)負(fù)荷的液氣比以下說法中正確的選項(xiàng)是。液體中的集中系數(shù)與壓力成正比，與黏度成反比氣體中的集中系數(shù)與壓力成反比，與溫度成正比液體中的集中系數(shù)與溫度成正比，與黏度成反比發(fā)生在靜止或滯流流體中的集中屬于分子集中以下推斷正確的選項(xiàng)是。濕度是濕空氣的溫度濕空氣中所含水汽的質(zhì)量與確定干空氣的質(zhì)量之比稱為濕度枯燥過程中濕度是不變的濕空氣經(jīng)預(yù)熱器前后的濕度不變提高枯燥器的熱效率可以。通過提高枯燥介質(zhì)入口濕度來實(shí)現(xiàn)通過降低枯燥介質(zhì)入口濕度來實(shí)現(xiàn)通過強(qiáng)化枯燥過程的傳熱傳質(zhì)，到達(dá)降低枯燥介質(zhì)出口溫度的效果，從而實(shí)現(xiàn)枯燥效率的提高抱負(fù)枯燥過程滿足的條件為。枯燥器無熱量補(bǔ)充枯燥器熱損失可無視不計(jì)物料進(jìn)出枯燥器的焓相等四、計(jì)算題流率為0.015kmol/(s·m2)的空氣混合氣中含氨體積分?jǐn)?shù)為2%，擬用逆流吸收以回收其中92%的氨。塔頂淋入摩爾分?jǐn)?shù)為0.0003的稀氨水溶液，設(shè)計(jì)承受的液氣比為最小液氣比的 1.6倍，操作范圍內(nèi)物系聽從亨利定律1.3yx=，所用填料的總傳質(zhì)系數(shù)yKa=0.03kmol/(s·m3)。試求：1x；全塔的平均推動力my?；所需塔高H。某吸取塔用25mm×25mm的瓷環(huán)作填料，充填高度5m，塔1m，用清水逆流吸取流量為2250m3/h的混合氣。混合氣中含有丙酮體積分5%，塔頂逸出廢氣含丙酮體積分?jǐn)?shù)降為0.26%，塔底液體中每千克水帶有60g丙酮。操作在101.3kPa、25℃2yx=。試求：OGH及容積傳質(zhì)系數(shù)yKa；每小時(shí)回收的丙酮量，kg/h。在一逆流操作的填料吸取塔中用清水吸取空氣中某組分A，操作條件下平衡關(guān)系為2.2yx=，入塔氣體中A的含量為6%〔體積〕，96%，取吸取劑用量為最小用量的1.2倍，試求：出塔水溶液的濃度；假設(shè)氣相總傳質(zhì)單元高度為0.8m，現(xiàn)有一填料層高度為8m的塔，問是否能用？用一連續(xù)精餾塔分別某二元抱負(fù)溶液，進(jìn)料量為100kmol/h，0.4〔摩爾分率，下同〕，露點(diǎn)進(jìn)料，餾出液組成為0.9，塔底殘液組0.1，相對揮發(fā)度為2.5，塔頂冷凝器為全凝器，操作回流比為最小回流比的倍。試求：塔底、塔頂產(chǎn)物的摩爾流量；塔底再沸器產(chǎn)生的汽相流量；從塔頂向下數(shù)的其次塊理論板上升的蒸汽組成。欲設(shè)計(jì)一連續(xù)精餾塔用以分別含苯0.5、流率為150kmol/h的苯—甲苯料液，要求餾出液中含苯0.96，殘液中含苯不高于0.05〔以上均為摩爾分?jǐn)?shù)〕。泡點(diǎn)進(jìn)料，選用的回流比是最小回流比的1.2倍，2.5。塔頂承受全凝器。試求：塔頂、塔底的產(chǎn)品量；回流比；由塔頂向下數(shù)其次塊理論板的上升氣相組成。用板式精餾塔在常壓下分別苯—甲苯溶液，塔頂為全凝器，塔底間接蒸汽加熱，平均相對揮發(fā)度為2.47。進(jìn)料量為150kmol/h，組成為0.4〔摩爾分率〕的飽和蒸汽?；亓鞅葹?。塔頂餾出液中含苯0.95，塔底殘液中含苯0.05。求：〔1〕塔頂餾出液及塔底殘液的量；精餾段及提餾段操作線方程；回流比與最小回流比的比值。在一常壓連續(xù)枯燥器中，濕物料處理量為0.8kg/s，物料含水量由5%枯燥到1％〔均為濕基〕?？諝獬跏紲囟葹?20℃、濕度為0.005kg/kg干空氣，穎空氣預(yù)熱到90℃進(jìn)入枯燥器進(jìn)展枯燥，空氣離開枯燥器時(shí)的溫度為55℃。假設(shè)枯燥過程為抱負(fù)枯燥過程。試求：空氣離開枯燥器時(shí)的濕度，kg/kg絕干氣；所需的絕干空氣量、預(yù)熱器的耗熱量，kW。在常壓下將干球溫度65℃、濕球溫度40℃的空氣冷卻至25℃，計(jì)算：〔1〕1kg〔2〕1kg〔：25℃水的飽和蒸汽壓為3.1684kPa；40℃水的飽和蒸汽7.3766kPa2401.1kJ/kg〕在常壓枯燥器內(nèi)枯燥某濕物料，將500kg/h濕物料從最初含水20%降至2%〔均為濕基〕。020t=℃，00.01H=kg/kg〔絕干氣〕的空氣經(jīng)預(yù)熱器升溫至100℃后進(jìn)入枯燥器，60℃，無視熱損失。試計(jì)算：完成上述枯燥任務(wù)所需的濕空氣量；空氣經(jīng)預(yù)熱器獲得的熱量。參考答案一、推斷題ABABBBBB9.A10.A11.B12.A13.B14.A15.B二、單項(xiàng)選擇題DDBACAAB9.A10.C11.D12.C13.B14.D15.B16.B17.C18.A19.C20.B21.D22.D23.C24.C三、多項(xiàng)選擇題ABDABCABCBCACADADEBCBD10.BCD11.ABC12.BCD13.BD14.AC15.ABC四、計(jì)算題1.解：〔1〕21(1)0.02(10.92)0.0016yyη=-=?-=1212min12120.020.00161.2200.021.30.0003eyyyyLGxxymx---??====?---??∴min201.952LLGG??==?= 依據(jù)全塔物料衡算，得：121210.00030.020.00160.009431.952GxxyyL=+-=+?-=〔2〕31110.021.30.009437.7510yymx-?=-=-?=?32220.00161.30.00031.2110yymx-?=-=-?=?331212(7.751.21)103.5210lnln7.751.21myyyyy--?-?-??=== 〔3〕1230.020.00165.233.5210OGmyyNy---===??0.0150.50.03OGyGHKa===m2OGOGHHN=?=?=m2.解：〔1〕58M=丙酮∴160580.018286058100018x==+由全塔物料衡算：12120.050.00262.590.018280yyLGxx--===--120.7722.59m A L G === 1222111ln 11110.05ln(10.772)0.7727.1910.7720.0026OGymxNAAymxA??-??=-+???--=-+=??-??∴50.6957.19OGOGHHN===m∵OGyGHKa=022*******.022.422.4298TVGT”=?=?=kmol/h∴292.00.6950.0469136004yOGGKaHπ===??kmol/(m3·s)〔2〕每小時(shí)回收的丙酮量為：1292.0(0.050.0026)58252.9GyyM”-=?-?=kg/h3.解：〔1〕21(1)0.06(10.96)0.0024yyη=-=?-=1212min12120.060.00242.1120.062.20eyyyyLGxxymx---??====?---??∴min122.5344LLGG??==?= 依據(jù)全塔物料衡算，得：1212100.060.00240.02272.5344GxxyyL=+-=+?-=〔2〕12.20.8682.5344mGAL===1222111ln1110.06ln10.8680.86810.8110.8680.0024OGymxNAymxAA??-?=-+??--??=-+=??-??0.810.818.65OGOGHHN=?=?=m8>m故此塔不能用。4.解：〔1〕04011003750901--==?=--.....FWDWxxDFxxkmol/h10037.562.5WFD=-=-=對于露點(diǎn)進(jìn)料：(1)VVFRDF=-=+-∵04==.eFyx0.40.2105(1)eeeyxyαα===---?∴09042640402105--===--min.....DeeexyRyxmin43.96RR==?=(1)4.9637.510086.0VVFRDF=-=+-=?-=kmol/h對塔頂?shù)谝粔K塔板1Dyx=〔全凝器〕1110.90.7826(1)yxyαα===---? 由 精 餾 段 操 作 線 方 程 ：213960907826080631139613961=+=?+=++++......DxRyxRR5.解：〔1〕由全塔物料衡算：0.50.0515074.180.960.05FWDWxxDFxx--==?=--Kmol/h15074.1875.82WFD=-=-=Kmol/h〔2〕∵泡點(diǎn)進(jìn)料：1q=∴0.5eFxx==141(1)11.50.5e e e x y x αα?===+-+? ∴最小回流比： m i n0.960.7141.1500.7140.5DeeexyRyx--===--回流比：min51.38RR==?=〔3〕精餾段操作線方程：11.380.960.5800.403112.382.38DnnnnxRyxxxRR+=+=+=+++平衡方程：(1)2.51.5yyxyyαα==---從塔頂往下計(jì)算：10.96Dxy==1110.960.901.50.96yxy===--?210.5800.4030.5080.9060.4030.928yx=+=?+=6.解：〔1〕由全塔物料衡算：0.40.0515058.330.950.05FWDWxxDFxx--==?=--kmol/h∴15058.3391.67WFD=-=-=kmol/h〔2〕精餾段操作線方程：140.950.80.191155DnnnnxRyxxxRR1(1)(1)(1)(1)458.3391.670.051.6470.0324558.33150558.33150WnnnnWxRDyxRDqFRDqFxx+=-++-++-??=-=-?-?-〔3〕飽和蒸汽進(jìn)料0.4eFyy==0.40.2125(1)2.471.470.4eeeyxyαα===---?min0.950.42.930.40.2125DeeexyRyx--===--min41.362.93RR==解：〔1〕由于為抱負(fù)枯燥過程，所以為等焓枯燥。有：12II=11111.01 1.8824901.01 1.880.0059024900.005104.2I H t H=++=+??+?=kJ/kg干空氣22222221.011.8824901.011.8855249055.552593.4IHtHHHH=++=+?+=+得：20.0189H=kg/kg絕干氣〔2〕1(1)0.8(10.05)0.76CGGw=-=?-=kg/s11210.050.010.05260.0101110.0510.01wXXw=====---1221CWGXXVHH=-=-120.76(0.05260.0101)0.0323CWGXX=-=?-=kg/s∴210.03232.3240.01890.005WVHH===--kg/s110(1.011.88)2.324(1.011.880.005)(9020)165.8PQVHtt=+-=?+?-=kW解：〔1〕40℃下的空氣濕度為：,4040407.37660.6220.6220.0488101.3257.3766s w s p H p p ==?=--℃，℃，℃kg 水/kg 干氣1401,1,401.091.090.048865400.03752401.1wwwHHttr=--=-?-=，℃℃kg水/kg干氣,2520.6223