大连理工化工原理期末带答案.doc

1、1姓名：_ 大 连 理 工 大 学学号：_ 课程名称：化工原理（下） 试卷： B 考试形式：闭卷院系：_ 授课院系：化工学院_考试日期：2005 年 6 月 16 日试卷共 7 页_ 级_ 班 一 二 三 四 五 总分标准分 30 25 20 5 10得 分装一、填空（30 分）1在精馏操作中，由于工艺条件变化，进料状态由气相变为液相，提馏段操作线斜率 。（减小，增大，不变，变化不确定）2实际生产中进行间歇精馏操作，一般将 和 两种操作方式结合起来。 订3常压板式塔进行精馏操作，通常塔板上气液两相的接触状态包括 、泡沫接触状态和喷射接触状态。4清晰分割中， 组分不在塔顶出现。5连续精馏正常操作

2、时，减小再沸器热负荷，回流液流量和进料量和进料状态不变，则塔顶馏出液中易挥发组分的摩尔组成 xD 将 ，塔底采出液是易挥发组分的摩尔组成 xW 将 。（减小，增大，不变，变化不确定）线6平衡蒸馏（闪蒸）的操作温度是在操作压力下混合物的 。（泡点温度，露点温度，泡点和露点温度之间） 27Fick 定律表明，分子扩散通量与 成正比。8应用停滞膜模型简化对流传质过程，可认为在停滞膜内浓度分布为 。（线性，非线性，不确定）9吸收操作中，如果以获得溶质浓度较高的富液为操作目的，宜取吸收因子 A 。 （大于 1，小于 1，等于 1，任意取值）10吸收操作中，操作温度降低，其他条件不变，则吸收操作分离能力

3、。（减小，增大，不变，变化不确定）11采用同样操作条件完成同一分离任务，采用填料 A 需要的填料层高度为 10 米，如果选用填料 B，需要的填料层高度为 14 米。请问填料 A 的理论级当量高度是填料 B 的理论级当量高度的 倍。12易溶气体吸收过程，气膜传质阻力 液膜传质阻力（远远大于，远远小于，几乎相等，不确定关系） 。若其他条件不变，入口气量减少，气相总传质单元高度 HOG 将 ；出塔气体组成 y2 将 。（减小，增大，不变，变化不确定）13高浓度易溶气体逆流吸收过程，气膜传质系数由塔底到塔顶 。（减小，增大，几乎不变，变化不确定）14 请写出两种常用的解吸操作方法： 和 。15硅胶在空

4、气中干燥。如果空气温度降低，硅胶的平衡水分含量 ，结合水分含量 。（减小，增大，不变，变化不确定）16 一定状态的空气，仅降低空气温度，其湿球温度 ，其露点温度 。（增高，降低，不变，不确定）317恒定干燥条件下，降速干燥阶段物料的表面温度将 空气的湿球温度。（大于，小于，等于，不确定）18已知湿空气总压为101.3kPa，温度为30，空气的相对湿度为60%,已查出30时水的饱和蒸气压为4.25 kPa，则空气的湿度为 kg/kg干空气。19液-液萃取操作，要求溶剂的选择性系数 。（大于 1，小于 1，等于 1，任意取值）20多级逆流萃取操作增加溶剂用量，完成规定的分离任务所需的理论级数 。（

5、增大、减小、不变）21超临界流体具有近似液体的密度和溶解能力，又具有近似 的粘度和渗透能力。 （气体，液体，固体）22 膜分离操作物质透过膜的三种传递方式为被动传递、促进传递和主动传递，其中 传递方式物质的传递方向为逆化学位方向。23干燥操作中，采用废气循环流程，将使进入干燥器的空气湿度 。（增大、减小、不变）二 （25 分）用一精馏塔分离某二元理想混合物，进料量为100kmol/h，其中易挥发组分的摩尔分率为 0.4，进料为饱和蒸汽，塔顶采用全凝器且为泡点回流，塔釜用间接蒸汽加热。已知两组分间的平均相对挥发度为 3.0，精馏段操作线方程为 ，塔顶产2375.0.1nnxy品中易挥发组分的回收

6、率为 0.95，试求：（1） 操作回流比、塔顶产品中易挥发组分的摩尔分率（2 分） ；（2） 塔底产品的流量和塔底产品中易挥发组分的摩尔分率(5 分) ；（3）精馏段的液相负荷、提馏段的气相负荷（kmol/h） （2 分） ；（4） 最小回流比（4 分） ；4（5） 提馏段操作线方程和 q 线方程（4 分） ；（6） 塔顶第 2 块理论板上升蒸汽的组成（4 分） ；（7） 若塔顶第 1 块实际板的液相默弗里板效率为 0.7，求塔顶第2 块实际板上升蒸汽的组成（4 分） 。三、 （20 分）在一填料塔中，用含苯 0.0001（摩尔分数，下同）的洗油逆流吸收混合气体中的苯。已知混合气体的流量为 2

7、400m3/h（标准状态） ，进塔气中含苯 0.06，要求苯的吸收率为 90%。该塔塔径为0.6m， 操作条件下的平衡关系为 ye=24x，气相总传质单元高度为1.36m，实际操作液气比为最小液气比的 1.3 倍，洗油摩尔质量为170kg/kmol。试求：(1) 吸收剂用量（ kg/h）及出塔洗油中苯的含量；(2) 气相总体积传质系数 Kya；(3) 所需填料层高度， m；(4) 增大填料层高度，若其它操作条件不变，定性分析出塔气组成和塔底吸收液组成的变化情况，并图示操作线的变化。5四、 （5 分）以 100kg 纯溶剂与 100kg 含 A、B 的混合液进行单级萃取，从中抽提溶质组分 A。已

8、知原料混合物中的 A 的质量分数为 0.3，操作条件下的物系平衡关系如图所示。试求：(1) 萃取相及萃余相的量和组成。(2) 为使萃取相中的溶质 A 组成升至最大所需的溶剂用量。AB S6五、 （10 分）用常压连续干燥器干燥处理量为 900 kg/h 的湿物料，要求湿物料含水量由 10%降至 2%（均为湿基） 。干燥介质为温度 t0= 25 ，湿度 H0= 0.011 kg/(kg 干空气) 的新鲜空气。空气经预热器加热至 t1= 110 后进入干燥器，经过理想干燥过程后，在干燥器出口处空气的湿度为 0.023 kg/(kg 干空气)。试求：（1）水分蒸发量及干燥产品量；（2）干燥器出口处空

9、气的温度以及新鲜空气的用量（m 3/h） ；（3）预热器的加热量（不计热损失） ；（4）在 t-H 图上定性表示出预热及干燥过程中空气状态的变化。附： HtI2490)8.10(73.73. tvH7B 卷答案一、1 减小 2 恒定回流比,恒定产品组成 3 鼓泡 4 重非关键组分 5 增大,减小 6 泡点、露点之间 7 扩散方向的浓度梯度 8 线性 9 小于 1 10 增大11 0.71 12 远远大于, 减小, 减小 13 减小 14 气提,升温,降压(三写二)15 增大,不变 16 降低,不变 17 大于 18 0.016 19 大于 1 20 减小21 气体 22 主动 23 增大二、解

10、：1、 ,75.01R,375.01R,2375.0RxD95.0Dx2、 ,.F hkmolD/4095.0*, hkmolW/6401 03.6*1.wx3、 RL2*3 hkolFqRqV /4)()1()( 4、 ,.0qy 18.0*)3(.)( qqyx,7159.08.9541minR 52.79.minR5、 3.263*02nxxy4.q6、 ,9.1y86.095.*23*1x8852.037.86.0*752 y7、 ,.6.91*12xxEDl 895.01x94.023758.052 y三、吸收：91245.9mA)4( 0.8.736124.7ln360.1.460

11、. 292)3( hmkol7.83.19HGak 94601.60.25)2( 53134.025. 2.95.1315.01.46.0.113.796.44.0.2)1(122121 3Oy1min2min21 nGL OGOGOGmnLGLnLeGLnGq xyNHhNyyxyqx hkgklqxyyhkolmq、不 变 。； 其 它 条 件 不 变四、解：y2y1x2 x1原 新10（1）由进料组成 xF 确定 F 点，由杠杆定律确定和点 M 在连线 FS 上的位置mM = mF+mS = 100+100 = 200kgMS= m F / mM *FS =1/2FS可见，M 点为 FS

12、 的中点，并可读得总组成为：zA = 0.15 zB = 0.35 zS = 0.50借助图中辅助曲线图解，求得过 M 点的联接线 ER，由其两端点E、R 读得两相的组成：萃取相 EyA = 0.17 yB = 0.16 yS = 0.67萃余相 RxA = 0.08 xB = 0.90 xS = 0.02mR =ME/RE* m M = 7/32*200 = 43.8kgmE = 200-43.8 = 156.3kg（2）由连线 FS 与溶解度曲线交点 R2 可得萃余相 xA 的最大值，与之呈平衡的共轭相 E2 所含溶质的组成 yA，即为本过程所能达到的 yA,max。通过辅助曲线确定联结线 E2R2，于是图上 E2 读得：yA,max = 0.35对应溶剂用量为最小值 mS,min：mS,min =FR 2/SR 2* m F = 3/49*100 = 6.1kgAB SFRER2 E2M