化工原理试题[1]

[一]单选择题 (1) x08a02086

选择题：（按 a.增加、b.减少、c.不变、d.不定, 填入括号内） 随温度增加，气体的溶解度（ ），亨利系数E（ ）。

(2) x08b02029

在吸收塔某处，气相主体浓度y = 0.025，液相主体浓度x = 0.01，气膜传质分系数ky=2 kmol/(m2h)，气相总传质系数Ky=1.5 kmol/(m2h) ,平衡关系y = 0.5x。则该处气液界面上气相浓度yi应为__________ 。

(A) 0.02； (B) 0.01； (C) 0.015； (D) 0.005

(3) x09a02069

某二元混合物，其中Ａ为易挥发组分，液相组成ｘ＝0.6相应的泡点为ｔ，与之相平衡的汽相组成ｙ＝0.7，相应的露点为T，则：（ ）。 （Ａ）ｔ＝T （Ｂ）ｔ＜T （Ｃ）ｔ＞T （Ｄ）不能判断

(4) x09b02085

某真空操作精馏塔，因故真空度减小，则塔底残液xW变化为________。 （1）变大 （2）变小 （3）不变 （4）不确定

(5) x10b02022

下列情况中，________不是诱发降液管液泛的原因。 （1）液、气负荷过大 （2）过量雾沫夹带 （3）塔板间距过小 （4）过量漏液。

(6) x10b02101

浮阀塔与泡罩塔比较，其最主要的改进是________。

(1)简化塔板结构 (2)形成可变气道，拓宽高效操作区域； (3)提高塔板效率 (4)增大气液负荷

(7) x11a02003

已知湿空气的下列哪两个参数，利用H—I图可以查得其他未知参数？ （A）（t，tw） （B）（td，H） （C）（P，H） （D）（I，tw）

(8) x11b02020

在某常压连续干燥器中采用废气循环操作, 即由干燥器出来的一部分废气(tB, HB)和新鲜空气(t0, H0)相混合, 混合气(tM, HM)经预热器加热到tN、HN状态后送入干燥器进行等焓干燥过程。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气量L为______。

(A) L=W/(HB-HN) ；(B) L=W/(HB- HM) ；(C) L=W/(HB- H0) ；(D) L=W/( HM – H0)。

(9) x12a02001

1

在B-S部分互溶物系中加入溶质A组分，将使B-S互溶度__________。恰当降低操作温度，B-S互溶度__________。

(1)增大， (2)减小， (3)不变， (4)不确定 (10) x12b02004

一般情况下，原溶剂B组分的分配系数kB值________。

(1)大于1； (2)小于1； (3)等于1； (4)难以判断，都有可能。

[二]填空题 (1) t08a02070

对一定操作条件下的填料吸收塔，如将塔料层增高一些，则塔的HOG将＿＿＿＿＿，NOG将＿＿＿＿＿(增加，减少，不变)。

(2) t08b03013

① 解吸时溶质由＿＿＿＿＿向＿＿＿＿＿传递； ② 溶解度很大的气体，属于＿＿＿＿＿＿控制；

③ 在逆流操作的填料塔中，当吸收因数Ａ＜１时，若填料层高H＝∞，则气液两相将于

塔＿＿＿＿达到平衡。

(3) t09a02081

简单蒸馏过程中，釜内易挥发组分浓度逐渐________，其沸点则逐渐_________。

(4) t09a03068

溶液的相对挥发度α的表达式为__________ 。α>1表示组分A和B_______

_____ __，α=1则表示组分A和B__________________________________。

(5) t10a03008

填料塔是连续接触式气液传质设备，塔内＿＿＿＿为分散相，＿＿＿＿为连续相, 为保证操作过程中两相的良好接触，故填料吸收塔顶部要有良好的＿＿＿＿＿＿＿＿＿装置。

(6) t10a03009

任写出浮阀塔三种不正常操作情况：（１）＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ （２）＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（３）＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

(7) t11b03019

对于为水蒸气所饱和的空气，其干球温度t、湿球温度tw、绝热饱和温度tas及露点温度td间的大小关系是：t tw tas td 。

(8) t12a01001 萃取过程是指____________________________________________________ __的过程。 [三]计算题 j08b20024

2

用填料塔从一混合气体中吸收苯。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%。操作压强为104kPa，温度为25℃，进塔的混合气体量为1000 m3/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），

3

气相总体积传质系数KYa=125kmol/(m h)，煤油的平均分子量为170，塔径为0.6m。试求：

(1) 煤油的耗用量，kg/h；

(2) 煤油的出塔浓度x1（摩尔分率）； (3) 填料层高度；

(4) 欲提高回收率，可采用那些措施？（简单说明理由）

[四]计算题 j09b20101

在常压连续精馏塔内分离苯和甲苯混合液，混合液的流量为1000kmol/h，其中含苯40%，要求塔顶馏出液中含苯90%，塔釜残液中含苯2%（均为摩尔分率）。泡点进料，塔顶冷凝器为全凝器，塔釜间接蒸汽加热，取回流比为最小回流比的1.5倍。全塔平均相对挥发度为2.5。试求： （1） 塔顶与塔底产品量D、W； （2） 回流比R；

（3） 精馏段操作线方程；

（4） 从上往下数的塔内第二块理论板上升气体组成；

（5） 若在塔操作中，将进料状态改为饱和蒸汽进料，而保持F、R、D、xF不变，此时能否完成分离任务？简单分析为什么？

[五]计算题 j11a10084

在一干燥器中干燥某湿物料,每小时处理湿物料1000kg,经干燥后物料的含水量由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:

(1)水分蒸发量；

(2)所需要的新鲜空气量。

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。

[六]计算题 j12b10009

采用纯溶剂进行单级萃取。已知料液组成xF=0. 3 (质量分率，下同)，选择性系数为6，在萃余相中，kA < 1 。试求： （1）萃取液量与萃余液量的比值；

（2）溶剂比S/F是最小溶剂比（S/F）min多少倍？（用线段表示）

3

化工原理（下）试题一(答案)

[一]单选择题

(1) x08a02086 (题分：2)

b a

(2) x08b02029 (题分：2)

(B) 理由：

 (3) x09a02069 (题分：2)

A

(4) x09b02085 (题分：2)

（1）

理由：真空度减小，，相平衡曲线靠近对角线。每块理论塔板的分离能力减小，故塔顶分离程度下降，即xD变小，塔底的分离程度也下降，即xW变大。 (5) x10b02022 (题分：2)

（4）

(6) x10b02101 (题分：2)

（2）

(7) x11a02003 (题分：2)

(A)

(8) x11b02020 (题分：2)

C

(9) x12a02001 (题分：2)

(1) (2)

(10) x12b02004 (题分：2) (2)

[二]填空题

(1) t08a02070 (题分：2)

4

不变；增加 (1分)

(2) t08b03013 (题分：3)

① 液相 气相 ② 气膜 ③ 塔底 (3) t09a02081 (题分：2)

降低， 升高 (4) t09a03068 (题分：3)

或

， 可以分离， 不能用普通精馏方法加以分离。

(5) t10a03008 (题分：3)

液体 气体 液体分布 (6) t10a03009 (题分：3)

严重漏液、 严重气泡夹带、 降液管液泛、 严重雾沫夹带、(7) t11b03019 (题分：3)

=、=、=

(8) t12a01001 (题分：1)

在混合液中加入溶剂使溶质由原溶液转移到溶剂

[三]计算题 j08b20024 (题分：20)

(1)

；

(2)

(3)

液相不足。5

(4) 欲提高回收率，可增大液相流率、增大塔高、提高操作压力等。 增大液相流率，可增大液相侧湍动程度、降低总传质阻力，从而提高传质速率和回收率。

增大塔高，可使气液传质面积增大，增大传质量，从而提高回收率。 提高操作压力，可使相平衡常数变小，从而增大传质推动力，提高传质速率和回收率。

[四]计算题 j09b20101 (题分：20) （1） 即 解之得：D=431.82kmol/h W=568.18kmol/h （2）泡点进料，

（3）精馏段操作线方程：

（4）F、R、D不变，而进料状态由饱和液体改为饱和蒸汽时，q，故

随q而，，提馏段塔板分离能力，xW必，又由全塔物料衡算可知，xD。可见不能完成分离任务。

[五]计算题 j11a10084 (题分：10) 1.求W

W=Gc(x1-x2)

G1=1000kg/h=0.278kg/s ∴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

6

∴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/(P-ψp)=0.622×0.7×7.4/(101.3-0.7×7.4)=0.0335kg/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

[六]计算题 j12b10009 (题分：10)

（1）

又 解之得：

（2）如图所示，连SE0、SR0交溶解度曲线于E、R点，连R、E交FS于点M，又FS与溶解度曲线左交点为M 。

化工原理（下）试题二

[一]单选择题 (1) x08a02023

7

只要组分在气相中的分压__________液相中该组分的平衡分压，吸收就会继续进行，直至达到一个新的平衡为止。

(A)大于 (B)小于 (C)等于 (D)不等于

(2) x08a03091 选择题：（请按a.增加、b.减少、c.不变，填入括号内）

在常压下用水逆流吸空气中的CO2，若将用水量增加，则出口气体中的CO2含量将（ ）,气相总传质系数Ky将（ ），出塔液体中CO2浓度将（ ）。

(3) x09a02001

二元溶液连续精馏计算中，进料热状态的变化将引起以下线的变化______________。

（Ａ）平衡线；（Ｂ）操作线与ｑ线；（Ｃ）平衡线与操作线；（Ｄ）平衡线与ｑ线。

(4) x09b02070

连续稳定进料操作的精馏塔，其提馏段液汽比总是大于1和精馏段液汽比总是小于1。___

（1）对 ；（2）错 ； （3）不确定

(5) x11a05016

① 湿物料的平衡水份一定是( )

(A)非结合水份 ； (B)自由水份 ； (C)结合水份 ； (D)临界水份 ② 空气温度为t0，湿度为H0，相对湿度为φ0的湿空气，经一间接蒸汽加热的预热器后,空气的温度为t1，湿度为H1，相对湿度为φ1，则有( ) (A)H1 >H0 ； (B)φ0 >φ1 ； (C)H1 ③ 在恒定干燥条件下,将含水20%的湿物料进行干燥,开始时干燥速率恒定,当干燥至含水量为5%时,干燥速率开始下降,再继续干燥至物料恒重,并测得此时物料含水量为0.05%,则物料的临界含水量为( ) (A)5% ； (B)20% ； (C)0.05% ； (D)4.55% ④空气的干球温度为t,湿球温度为tw ,露点为td ,当空气的相对湿度φ=98%时,则( )

(A)t=tW =td ；(B)t>tw >td；(C)ttW =td

(6) x12a02003

进行萃取操作时应使______ __

(1) 分配系数大于1； (2)分配系数小于1； (3)选择性系数大于1； (4)选择性系数小于1。 [二]填空题 (1) t08a02040

在设计吸收塔时，增加吸收剂用量，将使操作线的斜率_______ ___和吸收过程的推动力(Δym)____ ____。

(2) t08a02905

通常所讨论的吸收操作中，当吸收剂用量趋于最小用量时，_______。 (A)回收率趋向最高 (B)吸收推动力趋向最大 (C)操作最为经济 (D)填料层高度趋向无穷大。

8

(3) t09a02096

全回流时，精馏段操作线方程为______ __ __，提馏段操作线方程为____ ____。

(4) t09b03100 精馏操作的依据是_______________________________________________ ___。实现精馏操作的必要条件包括___________________________________________ _ 和_______________________________ ____________。

(5) t10a05023

板式塔从总体上看汽液两相呈___ _____接触，在板上汽液两相呈________接触。

板式塔不正常操作现象通常有______________________，________________________

和____________________________。

(6) t11a02031

恒定的干燥条件是指空气的_________ ____、_______ _____、________ ___以及

__________ ____都不变。

(7) t12a04003 萃取操作依据是________________________________________ ___。选择萃取剂的主要原则有____________________________、____________________________ 和 _________________________________ 。 [三]判断题 (1) z10a02001

在同样空塔气速和液体流量下，塔板开孔率增加： （1）其漏液量也增加； （对，错） （2）压力降必减少。 （对，错） (2) z10b02003

只要塔板间距足够高，

（1）就可以消除雾沫夹带； （对，错） （2）但不一定避免降液管液泛。 （对，错） [四]计算题 j08b20005

某厂吸收塔填料层高4m ，用水吸收尾气中的公害组分A。在此情况下，测得的浓度如图所示。已知平衡关系为y=1.5x，求： (1) 气相总传质单元高度；

(2) 操作液气比为最小液气比的多少倍； (3) 由于法定排放浓度y2必须≤0.002，所以拟将填料层加高，若液气比不变，问填料层应加高多少；

(4)

9

画出加高前后，吸收操作线的示意图。

[五]计算题 j09b20007

拟设计一常压连续精馏塔以分离某易挥发组分含量为40%(mol%下同)、流量为100kmol/h的料液，要求馏出液组成为 92%，回收率为 90%，料液为泡点进料,回流比为最小回流比的1.5倍,全塔效率E0为0.7。操作条件下物系的平衡关系见附图。试求:

⑴完成分离任务所需的实际塔板数及实际加料板的位置；

⑵若F、xF和E0不变,欲提高此系统易挥发组分的回收率,试定性说明可采用的措施有哪些?

[六]计算题 j11a10082

10

在一连续干燥器中干燥盐类结晶,每小时处理湿物料为1000kg,经干燥物料的含水量由40%减至5%(均为湿基),以热空气为干燥介质,初始湿度H1为0.009kg水/kg绝干气,离开干燥器时湿度H为0.039kg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G(kg/h)。 [七]计算题 j12b10006

用纯溶剂S进行单级萃取，=0.15（质量分率，下同），萃取相中A的浓度与萃余相中A的浓度相同，采用溶剂比S/F为1。试求： （1）选择性系数；

（2）当溶剂用量为最少时，求萃取液浓度均相同）

。（设所涉及范围内分配系数

化工原理（下）试题二(答案)

[一]单选择题

(1) x08a02023 (题分：2)

(A)

(2) x08a03091 (题分：3)

b a b

(3) x09a02001 (题分：2)

B

(4) x09b02070 (题分：2) （1）

(5) x11a05016 (题分：5)

C B A B (6) x12a02003 (题分：2)

(3)

[二]填空题

11

(1) t08a02040 (题分：2)

变大，变大

(2) t08a02905 (题分：2)

(D)

(3) t09a02096 (题分：2)

(4) t09b03100 (题分：3)

混合液中各组分挥发度的差异

由塔板或填料层所构成的若干个接触级、塔顶有液相回流、塔底有上升气流。 (5) t10a05023 (题分：5)

①逆流 ②错流 ③过量液沫(雾沫)夹带 ④溢流液泛(或液泛) ⑤严重漏液

(6) t11a02031 (题分：2)

湿度、温度、速度、与物料接触的状况。 (7) t12a04003 (题分：4)

溶液中各组分在溶剂中溶解度有差异。 较强溶解能力、较高选择性、易于回收。 [三]判断题

(1) z10a02001 (题分：2) （1）对； （2）对

(2) z10b02003 (题分：2) （1）错； （2）对

[四]计算题 j08b20005 (题分：20) 解：（１） y1e=1.5×x1=1.5×0.008=0.012

Δy1=0.02-0.012=0.008, Δy2=0.004

Δym =(0.008-0.004)ln(0.008/0.004)=0.00577 ＮOG=(0.02-0.004)/0.00577=2.77 ∴ＨOG=4/2.77=1.44m

（２） L/G=(0.02-0.004)/0.008=2 (L/G)min =(0.02-0.004)/(0.02/1.5) =1.2

∴(L/G)／(L/G)min =2/1.2=1.67

（３） x1=(y1-y2)／(L/G)=(0.02-0.002)/2=0.009 y1e=1.5x=0.0135

Δy1=0.0065, Δy2=0.002 Δym =0.00382 ＮOG=4.71

H＝ＨOG×ＮOG=1.44×4.71=6.80m ∴加高6.80-4=2.8m （４） 如图。

12

[五]计算题 j09b20007 (题分：20) 解:1. D=ηFxF/xD=0.9×100×0.4/0.92=39.13 kmol/h； W=60.9kmol/h

xW=0.1FxF/W=0.1×100×0.4/60.9=0.0656 ∵q=1 ∴xe=xF=0.4 查图得 ye=0.61

Rmin=(xD- ye)/(ye-xe)=(0.92-0.61)/(0.61-0.4)=1.48 R=1.5×1.48=2.2 , yc= xD/(R+1)=0.92/3.2=0.29 ,

在y-x图中绘图得:

NT=15-1=14块(未包括釜), Ne=14/0.7=20块(不包括釜)

NT精馏=5块 ； Ne精馏=5/0.7=7.14,取8 块,∴第九块为实际加料板。

2.可用措施:⑴加大回流比,xD↑,η↑；

⑵ 改为冷液进料,使进入精馏段气相中易挥发组分含量提高，从而使

xD↑ η↑；

（3）下移加料点, 使精馏段塔板数增加，从而使xD↑η↑。

13

[六]计算题 j11a10082 (题分：10) (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 Gc=G1(1-w1)=1000(1-0.40)=600kg绝干料/h ∴W=Gc(x1-x2)=600×(0.667-0.053)=368.4kg水/h

(2)L=W/(H2-H1)=368.4/(0.039-0.009)=12280kg绝干气/h L’=L(1+H1)=12280(1+0.009)=12390.5kg原空气/h (3)G2=G1-W=1000-368.4=631.6kg/h

[七]计算题 j12b10006 (题分：10)

（1）作图法求解：连接xF、S两点，因为S/F=1，所以FS中点即为合点M。又

，故过M作水平线RE即为连结线，连接SE、SR，并延长至

图上可读出

=0. ，

=0. 1

，由

（2）设FS线与平衡线左交点为M，过M作水平线ME，则ME即为S用量最少时的连结线。连结SE并延长至AB边上，得

=0. 6

化工原理（下）试题三

[一]单选择题 (1) x08a02086

选择题：（按 a.增加、b.减少、c.不变、d.不定, 填入括号内） 随温度增加，气体的溶解度（ ），亨利系数E（ ）。 (2) x08b02074

14

吸收塔操作时，若解吸因数mG/L增加，而气液进口组成不变，则溶质回收率将 ，而出塔液体浓度将 。 （⑴增加；⑵减少；⑶不变；⑷不定）。 (3) x09a02052

连续精馏塔设计时，当采用塔顶全凝器、泡点回流方案时，为完成分离任务所需理论板数为Ｎ。若采用塔顶分凝器，而回流比和前方案相同时，则完成同样分离任务所需理论板数为

Ｎˊ，其相对大小是______。

（Ａ）Ｎˊ＞Ｎ； （Ｂ）Ｎˊ＝Ｎ； （Ｃ）Ｎˊ＜Ｎ； （Ｄ）判断依据不足。 (4) x09b02070

连续稳定进料操作的精馏塔，其提馏段液汽比总是大于1和精馏段液汽比总是小于1。__ _ （1）对 ； （2）错 ； （3）不确定 (5) x11a02011

湿空气在预热过程中不变化的参数是________。

(A) 焓； （B）相对湿度； （C）露点温度； （D）湿球温度 。 (6) x11a02058

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。 (7) x12a02002

萃取剂加入量应使原料和萃取剂的和点M位于________ (1) 溶解度曲线之上方区； (2) 溶解度曲线上； (3) 溶解度曲线之下方区； (4) 坐标线上。

[二]填空题 (1) t08a05903

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时的最小液气比，则其操作结果是吸收效果＿＿＿＿＿＿＿＿；若吸收剂入塔浓度ｘ2降低，其它操作条件不变，吸收结果将使吸收率＿＿＿＿＿＿，出口气体浓度＿＿＿＿＿＿＿。

(2) t09a05004

15

① 溶液的相对挥发度(α)可用两组份的摩尔分率表示为________________,α>1则表示组分A和B________________ ____,α=1则表示组分A和B________________ _______________________。

② 当塔板中______________ ____________________________________时,该塔板称理论塔板。 (3) t10a02038

板式塔从总体上看气液两相呈_____ _____接触，在板上气液两相呈_____ _____接触。 (4) t10b03040

在浮阀塔设计中，哪些因素考虑不周时，则塔易发生降液管液泛，请举出其中三种情况： （1）_______________________________；（2） ______________ ____ __； （3）___________________________________。 (5) t11b04028

用相对湿度φ=0.6的空气干燥含水量为0.43（干基）的湿木材。木材水份含量和空气相对湿度的关系如图所示。则平衡水份=______ ________ ；自由水份= ________________；结合水份________ ______；非结合水份=_______ _____。并将有关水分数据标注在图上。

(5) t11b04028图 (6) t12a03002图

(6) t12a03002

某液体组成为xA = 0.6、xB = 0.4，试在三角相图中表示出该点的坐标位置。若在其中加入等量的S，此时坐标点位置在何处（在坐标图中标出），并请写出其组成：xA=_________、xB=__________、 xS =__________。 [三]判断题

(1) z10b04005 是非题

① 同一塔板上液体流量愈大，

（１）则液面落差也愈大（ ）

（２）而塔板上各处气体的压力降也愈不均匀（ ） ② 只要塔板间距足够高，

（１）就可以消除雾沫夹带（ ）

（２）但不能一定避免降液管液泛（ ）

[四]计算题 j08c20100

设计一台常压操作的填料吸收塔，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/m2.h（标态），入塔气体浓度为 10g/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Kya=200kmol/m3.h。试求：

16

①水用量（m3/m2.h）（取ρ水1000kg/m）；

②出塔溶液中氨的浓度（mol%）； ③填料层高度（m）。

[五]计算题 j09b20140

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：

⑴ 塔顶、塔底产品的流率；

⑵ 所需理论塔板数及进料板位置；

⑶ 两段的液相流率与汽相流率之比和q线方程； ⑷ 对应的最小回流比。 [六]计算题 j11a10084

在一干燥器中干燥某湿物料,每小时处理湿物料1000kg,经干燥后物料的含水量由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/m,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/m,湿空气的总压为101.3kN/m。

[七]计算题 j12b10007

有A、B、S三种组分的有机液体，A与B、A与S完全互溶，B与S部分互溶，其溶解曲线如图，已知A、B混合液的进料量为100 kg/h 。 （1）若采用纯溶剂S进行单级萃取,萃取液最大浓度可达到多少?

（2）当进料为含A30%的AB混合液,萃取液的浓度达到了最大值,此时溶剂用量为多少?

化工原理（下）试题三（答案）

[一]单选择题

(1) x08a02086 (题分：2)

b a

(2) x08b02074 (题分：2) 减少 ；不定

(3) x09a02052 (题分：2)

c

(4) x09b02070 (题分：2) （1）

17

(5) x11a02011 (题分：2) （C）

(6) x11a02058 (题分：2) ① Ｃ ② Ｂ (7) x12a02002 (题分：2)

(3) [二]填空题

(1) t08a05903 (题分：5)

液封作用 气体倒灌

吸收效果达不到要求 吸收率增大，出口气体浓度降低 (2) t09a05004 (题分：5)

①．（ｙA /ｙB ）／（ｘA /ｘB ） 能用精馏方法分离 不能用普通精馏方法分离

②．离开该板的汽相与液相组成之间达到相平衡 (3) t10a02038 (题分：2) 逆流 、错流

(4) t10b03040 (题分：3)

（1）开孔率过小或气速过大；（2）板间距过小；（3）降液管截面积太小。 (5) t11b04028 (题分：4)

0.11kg水/kg干物料； 0.32kg水/kg干物料；0.3 kg水/kg干物料；0.13 kg水/kg干物料。

(6) t12a03002 (题分：3)

xA=0.3、xB=0.2、 xS =0.5。 [三]判断题

(1) z10b04005 (题分：4) ① （１） 是 （２） 非 ② （１） 非

只能减少雾沫夹带，有部分小液滴的带出只由它们的沉降速度决定。 （２） 是

[四]计算题 j08c20100 (题分：20)

①y1=(10×10-3/17)/(1/22.4)=0.0132 y2=y1(1-η)=0.0132(1-0.95)=6.6×10-4

(L/G)min=(y1-y2)/(y1/m)=ηm=0.95×1.2=1.14 L/G=1.5(L/G)=1.5×1.14=1.71 G=4480/22.4=200 kmol/m2.h

L=1.71×200=342 kmol/m2.h =342×18/1000=6.16 m3/m2.h ②x1=(y1-y2)/(L/G)=(0.0132-6.6×10-4)/1.71=0.00733=0.733% ③HOG =G/Kya=200/200=1 m

1/A=m/(L/G)=1.2/1.71=0.702

18

H= HOG .NOG=6.35 m ④HOG ∝G/G0.7∝G0.3 HOG’/HOG=1.20.3=1.056,

HOG’=1.056m , 1/A’=m/(L/G’)=m/(L/1.2G)=1.2×(1/A)=0.842

H= HOG .NOG=1.056×8.93 =9.43m

[五]计算题 j09b20140 (题分：20) 解:(1)物料衡算:

F=D+W (a)

Fx=Dx+Wx (b) 由(a)得W=F-D

则:Fx=Dx+(F-D)x

100×0.41=D×0.95+(100-D)×0.05 41=0.95D+5-0.05D D=36/0.9=40 kmol/h W=100-40=60 kmol/h (2) 精馏段操作线方程: y=(R/(R+1))x+x/(R+1)

x/(R+1)=0.95/(2.4+1)=0.279≈0.28 提馏段操作线方程:

y＇=((L+qF)/(L+qF-W))x＇-Wx/(L+qF-W) L=RD=2.4×40=96 kmol/h q=0 L=L=96 kmol/h q线 y=(q/(q-1))x-x/(q-1) y=x

由图解可得:N=6-1=5(不含釜),进料位置N=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/(R+1)=(y-y)/(x-x) =(0.95-0.41)/(0.95-0.1)=0.6353

19

R=0.6353R+0.6353

R=0.6353/(1-0.6353)=1.742

[六]计算题 j11a10084 (题分：10) 1.求W

W=Gc(x1-x2)

G1=1000kg/h=0.278kg/s ∴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 ∴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/(P-ψp)=0.622×0.7×7.4/(101.3-0.7×7.4) =0.0335kg/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 [七]计算题 j12b10007 (题分：10)

（1）过S作溶解度曲线的切线和AB交于点，由此得 （2）过E点作平衡联结线ER交FS线于点M，由图读得：

 S=0.5100=50 kg/h

=88%

化工原理（下）试题四

[一]单选择题

20

(1) x08a04002

① 在填料塔中用清水吸收混合气中NH3，当水泵发生故障水量减少时,气相总传质单元数NOG______ _____ (A)增加； (B)减少； (C)不变。

② 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系数__ _

(A)大于液相传质分系数； (B)近似等于液相传质分系数； (C)小于气相传质分系数； (D)近似等于气相传质分系数。

③ 气体吸收计算中表示设备(填料)效能高低的一个量是____ ____,而表示传质任务难易程度的一个量是____________。 (2) x09a02060

对某双组分理想物系，当温度t=80℃时，尔组成

，则与此液相组成相平衡的汽相组成

，

为。

，液相摩

(A)0.5 ； (B)0. ； (C)0.72 ； (D)0.6 (3) x09a02100

以下说法中不正确的是________。 精馏段操作线方程式是描述精馏段中

(A) 某板下降的液体浓度与下一板上升的蒸汽浓度间的关系式； (B) 减少某板上升的蒸汽浓度与上一板下降的液体浓度之间的关系式； (C) 进入某板的气体与液体的浓度之间的关系式； (D) 在相邻两板间相遇的汽相与液相浓度之间的关系式。 (4) x10a05919

指出下列那些属于筛板精馏塔的设计参数： A) ｔ／ｄ(孔间距/孔径) B) ｎ(孔数) C) ｈ(板上清液层高度) D) Ａ(降液管面积) E) Ｕ(孔速) (5) x11b02017

在下列哪一根线上露点温度相等？__ ____。 (A) 等相对湿度线； (B) 等热焓线； (C)等湿度线； (D)绝热冷却线 (6) x12a01002

萃取剂加入量应使原料和萃取剂的和点M位于________ (A) 溶解度曲线之上方区； (B) 溶解度曲线上； (C) 溶解度曲线之下方区； (D) 坐标线上。

[二]填空题 (1) t08a02032

在相同的液相浓度下，易溶气体溶液上方的分压较___ ___，难溶气体溶液上方的分压较___ ___。（大，小）

21

(2) t08b02015

压力_____ _____，温度____ ______，将有利于解吸的进行。

(3) t09a05925

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 。

(4) t10a03009

任写出浮阀塔三种不正常操作情况：（１） （２） （３） 。

(5) t10b03050

为保证操作过程中两相的良好接触，填料吸收塔顶部要有良好的__________ _____ 装置；

① 气体通过塔板的阻力可视作是 的阻力与 。

(6) t11a05009

①对不饱和湿空气,干球温度 湿球温度，露点温度 湿球温度。(>,=,<)

②干燥操作中，干燥介质（不饱和湿空气）经预热器后湿度 ，温度 。

③当物料在恒定干燥条件下用空气进行恒速对流干燥时，物料的表面温度等于

空气的

温度。

(7) t12a04003

萃取操作依据是___________________________________________。选择萃取剂的主要原则有_____________________ _______、_________________ ___________ 和 _________________________ ________ 。 [三]计算题 j08b20058

在常压操作的填料塔中，用20℃清水逆流吸收混合气中的氨，混合气量为2000m3/h，其中氨的流量为160m3/h，出口气体中的氨流量为4 m3/h，平衡关系

为y =1.5x，传质系数Ky＝0.45 kmol/(m2h)，（均按摩尔分率表示），试求：

(1) 吸收率为多少？若吸收剂用量为最小用量的1.2倍时，求溶液的出口浓度（摩尔分率）。

(2) 已知塔径为1.2m，内充25253的乱堆填料拉西环，填料有效

23

比表面积约200m/m，求填料层高度； (3) 若将吸收剂改为含氨0.1%（mol%）的水溶液，而其他操作条件

22

不变时，填料层高度应如何变化才能使回收率保持不变？

[四]计算题 j09b20936

用一塔顶设全凝器的常压精馏塔分离含甲醇为0.3、流量为100kmol/h的甲醇－水混合液，泡点进料，并要求塔顶产品含甲醇为0.95，塔底产品含甲醇为0.015（以上均为摩尔分率），已知精馏段操作线为：y=0.6x+0.38，操作条件下的平衡关系如图所示，试求：

1.塔顶及塔底的产品流量（kmol/h)； 2.塔的理论板数及进料位置；

3.流入再沸器的液相流量和离开再沸器的气相流量。

[五]计算题 j11a10081

已知湿物料含水量为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:

(1)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；

(2)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)。 [六]计算题 j12b10006

用纯溶剂S进行单级萃取，=0.15（质量分率，下同），萃取相中A的浓度与萃余相中A的浓度相同，采用溶剂比S/F为1。试求： （1）选择性系数；

（2）当溶剂用量为最少时，求萃取液浓度均相同）

。（设所涉及范围内分配系数

23

化工原理（下）试题四（答案）

[一]单选择题

(1) x08a04002 (题分：4)

① Ａ ② Ｂ ③ 传质单元高度 传质单元数 (2) x09a02060 (题分：2) (2)

理由： (3) x09a02100 (题分：2) （3）

(4) x10a05919 (题分：5)

A) ∨ B) ∨ C) × D) ∨ E) × (5) x11b02017 (题分：2) （C）

(6) x12a01002 (题分：1) (3)

[二]填空题

(1) t08a02032 (题分：2) 小，大

(2) t08b02015 (题分：2) 降低，升高

(3) t09a05925 (题分：5)

（１） ｑ＞１ （２） ｑ＝１ （３） ０＜ｑ＜１ （４） ｑ＝０（５）ｑ＜０

(4) t10a03009 (题分：3)

严重漏液、严重气泡夹带、降液管液泛、严重雾沫夹带、液相不足。 (5) t10b03050 (题分：3) 液体预分布；液体；液层。 (6) t11a05009 (题分：5)

大于， 小于 不变， 升高 湿球温度

(7) t12a04003 (题分：4)

溶液中各组分在溶剂中溶解度有差异。 较强溶解能力、较高选择性、易于回收。 [三]计算题 j08b20058 (题分：20) (1)进塔气体组成 ，属低浓气体吸收

24

吸收率

(2)

※(3) 若吸收剂进塔浓度由x2=0改为

时，1/A不变，HOG不变

H’=HOG.NOG’=0.817×19.77=16.15m [四]计算题 j09b20936 (题分：20)

解:1.F=D+W Fxf=DxD+Wxw D=F

D=100(0.3-0.015)/(0.95-0.015)=30.48kmol/h=30.5kmol/h W=F-D=69.50kmol/h

2.xD=0.95, xw=0.015, q=1, xD/(R+1)=0.38 作图得:NT=9-1=8(不含釜) 进料位置: Nf=6 3.xD/(R+1)=0.38

R=1.5 V’=V-(1-q)F=V=(R+1)D (∵q=1) V′=30.5(1.5+1)=76.25kmol/h

25

L=L+qF=RD+F=1.5×30.5+100=145.8kmol/h

[五]计算题 j11a10081 (题分：10) (1)如答图所示

(2) Gc=G2(1-w2) =0.126(1-0.04)=0.121kg/s X1=42/58=0.724kg水/kg绝干料 X2=4/96=0.0417kg水/kg绝干料 W=Gc(X1-X2)=0.121(0.724-0.0417) =0.0826kg水/s

L=W/(H2-H0)=0.0826/(0.03-0.008) =3.76 kg绝干气/s ※(3)Qp=L(I1-I0)

I1-I0=(1.01+1.88H)(t1-t0)

=(1.01+1.88×0.008)×(93-21) =73 kJ/kg绝干气 ∴预热器供应热量

Qp=L(I1-I0)=3.76×73=274 kw

[六]计算题 j12b10006 (题分：10)

（1）作图法求解：连接xF、S两点，因为S/F=1，所以FS中点即为合点M。又

，故过M作水平线RE即为连结线，连接SE、SR，并延长至

图上可读出

=0. ，

=0. 1

，由

（2）设FS线与平衡线左交点为M，过M作水平线ME， 则ME即为S用量最少时的连结线。连结SE并延长至AB边上， 得=0. 6

26