1、化工原理 （下册）复习资料1化工原理（下册）复习提要四类题型：选择题（10*2 分） 、填空题（15 分） 、简答题（3*5 分） 、计算题（50 分，精馏、吸收、萃取、干燥） 。1 各章要点1.1 精馏基本概念：两组分物系的汽液平衡关系，t-x-y 图, x-y 图，拉乌尔定律，泡点与露点，泡点方程与露点方程，挥发度与相对挥发度及其影响因素；精馏原理；双组分连续精馏塔的物料衡算，恒摩尔流假设，理论板概念，操作线方程，进料热状况，q 意义及计算，最小回流比的概念及确定，回流比 R 对精馏过程的影响，理论板数的确定；（图解法，逐板计算法及简捷法） ；点效率、板效率和塔效率的概念，实际塔板数的确定
2、；精馏装置的热衡算；平衡蒸馏、简单蒸馏的特点及计算；精馏塔全塔效率及点效率的测定方法。基本公式：理想物系的汽液平衡： 00)1(BAABApPxp 0BAp图图 和 ytxyxKyA ()(物料衡算： )1(FWFDWxxWF 重 组 分 的 回 收 率轻 组 分 的 回 收 率塔顶采出率=D/FL=L+qF V=V-(1-q)F操作线： LVFF WmmDnn Iqxqy FqRxxRxy 1)1()()()(11线 ：提 馏 段 ：精 馏 段 ：回流比： qDxyRminin21.化工原理 （下册）复习资料2最少理论板数： 1lg1minmWDxN单板效率： 全塔效率：*11* nLnv
3、xEyE PTNE利用图解法、简捷法、逐板计算法计算理论板数、组成。了解提馏塔、多侧线塔、蒸汽直接加热、冷液回流、分凝气、简单蒸馏与平衡蒸馏等的特点。1.2 吸收基本概念：分子扩散及对流扩散的概念，菲克定律，一维定常分子扩散速率，等分子反向扩散，单向扩散，总体流动、漂流因素；传质速率与扩散通量，浓度的不同表示法及其关系，膜模型，相内传质速率式；相平衡关系，吸收和解析得传质方向、限度，推动力及其不同得表示形式，双膜模型及传质理论简介；相际传质速率式，传质阻力及表示，气膜控制、液膜控制；吸收操作的基本概念，典型吸收设备与流程，吸收过程的相平衡关系（溶解度曲线，亨利定律） ，影响平衡的主要因素；吸收
4、过程的物料衡算，操作线方程，吸收剂的选择及用量的确定，最小溶剂用量的概念；传质单元数及传质单元高度的概念，吸收因子（解吸因子）的概念，理论板与等板高度；低浓吸收填料层高度的计算（平衡线为直线及曲线两种情况） ；传质系数的测定、准数与准数关联式；高浓度吸收的特点及计算的主要方程及步骤。 基本公式：气液平衡： mXYmxyHcExp * 对 稀 溶 液 ：传质速率： )()()()( xkykXKYNiiA 物料衡算： max1*2max122121 YYVXL吸收剂的用量： in2*1min .LY填料层高度： HETPNNHZOLOG mOLmGXLYOG XNYaKaKV 2121SYSNL
5、mSOG*21ln1AAVAL*1l化工原理 （下册）复习资料321ln1XYANTNT 1.3 蒸馏和吸收设备基本概念：塔设备的性能参数；板式塔的评价指标，典型塔板的结构特点及分类，塔板上的流体力学特性，气液接触状态，正常与非正常操作情况及调节；板式塔的设计原则；填料的评价指标，填料及填料塔的结构特点，填料塔的流体力学特性，填料塔的设计原则及步骤；板式塔与填料塔的比较，塔设备的选型。1.4 萃取基本概念：萃取原理、分离依据、应用；萃取剂选择；液液萃取相平衡、三角形相图，任意点组成、萃取（余）相与萃取（余）液的关系；临界混溶点、溶解度曲线和联结线；分配系数 k、选择性系数 、相平衡方程； 典型
6、萃取设备分类、结构特点与选型，流体力学特性、液泛。单级萃取计算 物料衡算，杠杆规则，S min，y max基本公式：AxykAx )1(xy1.5 干燥基本概念：干燥过程的基本概念，干燥的必要条件，干燥介质的作用；干燥介质的性质与 I-H 图、独立参数与空气状态点、饱和空气与不饱和空气参数；干燥过程的物料衡算、热量衡算，对特殊干燥过程热衡算式的简化，干燥过程的热效率与干燥效率；干燥过程的平衡关系，结合水份与非结合水份、平衡水份 X*与自由水份的概念，传质方向与限度的确定；恒定干燥条件下的干燥曲线及干燥速率曲线及测定方法，恒速段降速段、临界湿含量 XC概念及影响因素，恒定干燥条件下干燥时间的计算
7、。 基本公式：BAkBxykERSFMMSF=REE 化工原理 （下册）复习资料4干燥介质的性质： 的 意 义 与 关 系、 DasWvgH vgvgssvvtt PtMv HrCICppPp5013.274.)1( )(物料衡算： )()()()( 212112 wGXGLcc L0=L(1+H) Vs=L H热量衡算： Lcdp wvwscgdp LdQIGILQCtrWCXtIILI )()( )()( )1202 12020 1211热效率： dpwvtr10干燥速率： )()(, wttSHc rkSXUw干燥时间： 22 *2*2*11lnln)()(XSUGXkUXScc ccc
8、cc2 基本练习2.1 填空题1.一般而言，两组分 A、B 的等摩尔相互扩散体现在在 单元操作中，而 A在 B 中的单向扩散体现在 单元操作中。在传质理论中，有代表性的三个模型分别是： 、 、 。在吸收中的理论分析，当前仍采用 模型作为基础。2.某低浓度气体吸收过程，已知：相平衡常数为 m=1，气膜和液膜的体积吸收系数分别为kya=210-4Kmol/(m3s)、kxa=0.4Kmol/(m 3s)。则该吸收过程为 膜控制过程。气膜阻力占总阻力的百分数为 ，该气体为 溶气体。3.压力 ，温度 将有利于吸收过程的进行。吸收因数 A 表示与 之比，当 A1 时，增加塔高，吸收率将明显 。化工原理
9、（下册）复习资料54.实验室用水逆流吸收空气中的 CO2，当水量和空气量一定时，增加 CO2 量，则入塔气体浓度将 ，出塔气体浓度将 ，出塔液体浓度将 。5.吸收总推动力用气相浓度差表示时，应等于 和 之差。15.在吸收操作中，气体流量、气相进出口组成和液相进口组成不变时，若减少吸收剂用量，则传质推动力将 ，操作线将 平衡线，设备费用将 。6.在气相中，温度升高则物质的扩散系数将 ；压强升高则物质的扩散系数将 。7.在吸收过程中，若总传质系数近似等于气膜的分传质系数，则该过程称为 控制过程。8.解吸时的质量传递方向是从 相到 相。9.溶解度很大的气体在吸收塔内的吸收过程是 控制过程。10.在传
10、质理论中有代表性的三个模型分别是 、 和表面更新模型。在吸收的理论分析中，当前仍采用 。11.在吸收操作中，溶质的质量传递方向是从 相到 相，因此，吸收塔中的操作线在平衡线的 方。12.提高吸收剂的用量对吸收有利。当系统为气膜控制时，提高吸收剂用量将使 Kya ；当系统是液膜控制时，提高吸收剂用量将使 Kya 。在设计中，采用(L/V)=(L/V)min，则塔高 H= 。13. KX 和 kx 分别是以 、 为推动力的传质系数，它们的单位是。14.实验室中用水逆流吸收空气中 CO2，当其他条件不变时，增加 CO2 的流量，则入塔气体的浓度将 ，出塔气体的浓度将 ，出塔液体体的浓度将 。15.对
11、非液膜控制的吸收过程，增大气体流量，则气相总传质系数 KY 将 ，气相总传质单元高度将 。16.物理吸收属传质过程，其溶质由 向 传递。 和 对解吸过程有利。在逆流吸收塔中，吸收因数的定义式是 。当吸收因数小于 1，若填料高度为，则气液两相将于塔 达到平衡。17.吸收过程物料衡算的基本假设是： 、 。18.吸收塔底部的排液管成 U 形，其目的是起 作用，以防止 短路。19.在采用溶剂吸收混合气体中的极易溶解的气体时，气相一侧的界面浓度 yi 接近于，而液相一侧的界面浓度 xi 接近于 。该过程属于 控制。20.对非液膜控制的低浓度吸收系统，溶剂流量越大，则气相总体积吸收系数 KYa 将，气相总
12、传质单元高度 HOG 将 。21.由于吸收过程气相中的溶质分压 液相中溶质的平衡分压，所以吸收过程的操作线在平衡曲线的 。增加吸收剂的用量，操作线的斜率 ，操作线向 平衡线的方向偏移，过程的推动力 X*-X 将 。22.在 50、760mmHg 的空气中水蒸汽的分压为 55.3mmHg，50水的饱和蒸汽压为92.51mmHg，则此空气的湿度为 ，相对湿度为 。23.在某填料层高度为 8m 的填料塔中，所完成的分离任务需要 16 块理论板（含塔釜） ，则该填料的等板高度(HETP)= 。24.对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统，当系统压强增加时，则相平衡常数 m 将 ，溶解度系数 H 将 。化
13、工原理 （下册）复习资料625.溶液中物质的扩散系数不仅与液体的 有关，还与液体的 有关。26.在气体中，压强升高则物质的扩散系数 。27.精馏塔的塔顶温度总低于塔釜温度，其原因之一是 ；另一原因是 。在精馏塔的设计中，回流比越 ，所需要的理论板数量越多，其操作的能耗越 。28.精馏塔设计时采用的参数（F、x F、q、D 、x D、R 均为定值） ，若降低塔顶回流液的温度，则塔内各板上下降液相流量将 ，各板上上升蒸汽流量将 ，精馏塔内的液汽比将 ，达到相同的分离程度所需要的理论板数量将 。29.某精馏塔在操作时，F、x F、q、D 保持不变，而增大回流比 R，则此时的 xD 将 ，x W 将
14、，V 将 ，L/V 将 。30.某连续精馏塔中，若精馏段操作线截距等于零，则：回流比等于 ；馏出液量等于 ；操作线斜率等于 。31.简单蒸馏的主要特点是 、 。简单蒸馏操作时易挥发组分的物料衡算式是 。32.精馏过程是利用 和 的原理而进行的分离过程。33.在精馏塔的设计时，提高操作压强，则相对挥发度将 ，塔顶温度将 ，塔釜温度将 。34.温度为 T时，纯态物质 A、B 的饱和蒸汽压分别为 pAs、p Bs，由 A、B 两组分组成的理想体系在温度为 T达到汽液平衡，则 A 对 B 的相对挥发度 AB= 。35.在精馏中，进料的热状态有 进料、 进料、 进料、饱和蒸汽进料、过热蒸汽进料等五种，其
15、中饱和蒸汽进料的热状况参数 q= 。36.某精馏塔的设计任务为：原料量为 F，原料组成为 xF，要求塔顶馏出液为 xD，塔釜残液组成为 xW.设计时选定的回流比不变，加料状态由原来的饱和蒸汽该为饱和液体，则所需的理论板数将 ，提馏段上升蒸汽量将 ，提馏段下降液体流量将 ，精馏段上升蒸汽量将 。37.由苯（A）和甲苯（B）组成的混合液可视为理想溶液，在 101.3KPa、90在达到汽液平衡，90苯和甲苯的饱和蒸汽压分别为 135.5KPa、54KPa，此时液相中 xA= ，苯的挥发度 A= ，相对挥发度 AB= 。38.在连续精馏塔中进行全回流操作，已测得相邻两板上下降液相组成分别为 xn-1=
16、0.7，x n=0.5（轻组分的摩尔分率） 。已知操作条件下的相对挥发度为 3，则 yn= ，x n*= ，以液相组成表示的第 n 块板的板效率 EML= 。39.精馏过程是利用 和 的原理而进行。40.在精馏操作中，有 种进料热状况，其中 进料的 q 值最大。41.某二元物系的相对挥发度 =2.5，于全回流条件下作精馏操作，已知 yn=0.4，则第 n+1块理论板上的上升汽相组成 yn+1= （由塔顶往下数） 。全回流操作应用的场合通常是 、 。42.在精馏塔中，对离开同一理论板的汽液两相，气相的露点温度 液相的泡点温度。（；=；1 和 q=0 的进料热状况分别是 和 。44.温度为 T时，
17、纯态物质 A、B 的饱和蒸汽压分别为 pAs、p Bs，由 A、B 两组分组成的化工原理 （下册）复习资料7理想体系在温度为 T达到汽液平衡，则 A 对 B 的相对挥发度 AB= 。45.精馏过程是利用同时进行多次 和多次 的原理而进行的。其必要条件是：、 。46.筛板塔、泡罩塔、浮阀塔相比，操作弹性最大的是 ，单板压降最大的是 ，造价最低的时 。塔板上的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降与空塔气速的关系曲线上有两个转折点，其中下转折点称为 ，上转折点称为 。47.板式塔从总体上看，汽液两相在塔内呈 接触，在板上则呈 。对填料塔中填料，要求其比表面
18、积要大的理由是 ，为了使通过塔的压降小，应选 大的填料。48.评价塔板分离性能的有 效率、 效率和点效率。49.描述填料性能的参数有 、 和填料因子。50.对填料，可以从 、 、 等三个性能参数来评价填料性能。51.通常，板式塔的负荷性能图由 、 、 、液相负荷上限、液相负荷下限等五条线围成。52.板式塔不正常操作现象通常有 、 、 。53.某填料精馏塔的填料层高度为 9m，完成分离任务需要的理论板数为 16 块（不含再沸器），则等板高度(HETP)= ，HETP 的含义是 。54.筛板塔、泡罩塔、浮阀塔相比较，操作弹性最小的是 ；单板压降最小的是 ；最易发生漏夜的是 ；造价最低的是 。55.
19、解吸时，溶质由 向 传递。56.在 1atm 下，不饱和湿空气的温度为 293K。相对湿度为 60%，当加热到 373K 时，湿度将 ，相对湿度将 ，湿球温度将 ，露点温度将 ，焓将 。57.恒定的干燥条件是指空气的 ， ， 及都不变。在实际干燥中常常用 和 来测量空气的湿度。在湿空气的湿度 H 一定下，若增大总压 P，则露点温度将 ，若升高体系的温度，则露点温度将 。58.高空气的预热温度，可以提高干燥操作恒速段的速率，这是因为 。降低废气出口温度可以提高干燥器的热效率，但废气出口温度不能过低，否则可能会出现现象。59.恒定的干燥条件是指空气的 、 、 以及 都不变。60.对不饱和空气，干球
20、温度、湿球温度和露点温度间的关系是 t tw td。61.将饱和空气从温度 t1 恒压冷却到 t2，相对湿度将 ，湿度将 ，湿球温度将 ，露点温度将 。62.在连续干燥过程中，将新鲜湿空气经预热器预热，则预热后空气的湿球温度将 ，露点温度将 ，相对湿度将 。63.已知在常压及 25下某湿物料中水份与空气之间的平衡关系为：空气的 =100%时，物料的平衡含水量为 0.02Kg(水)/Kg（绝干料） ；空气的 =40%时，物料的平衡含水量为化工原理 （下册）复习资料80.007Kg(水)/Kg（绝干料） 。现将含水量为 0.23 Kg(水)/Kg（绝干料）的该湿物料与 25、=40%的常压空气接触
21、，则该物料的自由含水量为 Kg(水)/Kg（绝干料） ，结合水含量为 Kg(水)/Kg（绝干料） ，非结合水含量为 Kg(水)/Kg（绝干料） 。64.用 N2干燥含溶剂苯的固体物料，尾气状态为 293K、102.4KPa，其中苯的分压为7.32KPa。则尾气中以苯计的湿度= ，相对湿度= ，露点温度= 。若将尾气总压增加到 204.8KPa，则尾气中以苯计的湿度= ，相对湿度= ，露点温度= 。 （苯的饱和蒸汽压：lnPs=20.7936-2788.51/(T-52.36)，其中：T：K；Ps：Pa）65.对一定湿度的气体，若总压升高，则露点温度将 ；若干球温度升高，则露点温度将 。66.在
22、实际的干燥操作中，常用 t 和 或 来测量空气的湿度。67.将温度为 t1 的不饱和空气在恒压下冷却至 t2、相对湿度为 95%，此时下列各性质将如何变化：相对湿度 ；湿度 ；露点温度 ；湿球温度 。68、萃取设备与气液传质设备有较大区别，其要原因是_、_。69、液液取中，如果物系的界面张力大小，则液滴分散比较_，两相沉降跟里较_。70、 试写出三种工业萃取设备的名称_、_、_.71、从技术上说，萃取剂选择的基本条件是_、_。72、萃取中分配系数的定义是 Ak=_， Ak=1 的物系可否进行萃取操作_。73、单级萃取操作中，在维持相同萃余液量之比将_，萃取液的浓度(指溶质)将_ (；不变；不定
23、)74、萃取过程是_ 。75、用萃取剂 S 对 A、B 混合液进行单级（理论）萃取，当萃取剂用量增加时（进料量和组成均保持不变） ，所获得的萃取液组成_。76、单级（理论）萃取中，在维持进料组成和萃取相浓度不变的条件下莫若用含有少量溶质的萃取剂代替纯溶剂所得萃取液浓度将_(、不变、不一定) 77、若三元混合液组成为 Ax=0.6， B=0.4，试在三角形相图中表示出该点的坐标位置，若在其中加入混合液等量的 S，此时坐标点位置在何处，并请写出其组成：Ax=_, B=_, =_.78、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
24、D）坐标线上。79、单级(理论)萃取中，在维持进料组成和萃取相浓度不变的条件下，若用含有少量溶质的萃取剂代替纯溶剂所得萃余相浓度将 。 80、萃取是利用各组分间的 差异来分离液体混合物的。 2.2 分析与简答题1.在精馏塔的设计中，处理量是否会影响理论板层数？并说明原因。2.在精馏塔的操作中，若 R1，若 q、 xF、 R、 V不变，增大 F，则：L 、 V、 L、 D、 W、 xD、 如何变化？7.增大操作压强，而 F、q、x F、R 不变，则：x D、x W 如何变化？8.增大操作压强，保持 T、X 2、Y 1、V、L 等不变，则 Y2、X 1 将如何变化？化工原理 （下册）复习资料99.
25、升高吸收操作的温度,保持 P、X 2、Y 1、V、L 等不变，则 Y2、X 1 将如何变化？10.增大吸收剂用量,保持 T、P、X 2、Y 1、V 等不变，则 Y2、X 1 将如何变化？11.降低 X2 对吸收结果有什么影响？12.试从操作弹性、单板压降两方面比较泡罩塔板、筛板、浮阀塔板，并从以上三种塔板中选择一种塔板用于减压精馏。13.板式塔的不正常操作现象有哪些？在设计和操作中应如何避免出现这些不正常操作现象？14.什么是填料的载点和泛点？其载点和泛点与哪些因素有关？如何确定填料塔的操作流速？15 在吸收实验中，如何确定相平衡常数？如何确定溶液的出口浓度和混合气体的进口浓度？塔的操作压强是
26、怎样测定的？16.设计一个测定吸收塔传质性能的实验流程？并拟出所需仪器和设备清单？17.在精馏实验中，为什么要测定回流液的温度？18.在精馏实验中，为什么要测量进料液的温度？19.干燥实验中，怎样保持其干燥条件恒定？20、杠杆定律包括哪些内容？在萃取计算中有哪些用途？21、何谓联结线、溶解度曲线、临界混溶点？22、辅助曲线怎样求取？有何用途？23、分配系数的定义是什么？它与联结线的斜率有什么关系？影响分配系数的主要是什么？24、何谓选择性系数？有何物理意义？为什么说 1 的物系不能用萃取方法分离？1 的物系是否可以用萃取方法进行分离？影响 的主要因素是什么？25、选择溶剂时应考虑哪些因素？26
27、、 试简述用图解法进行单级萃取过程计算的方法和步骤？27、在两种完全不互溶物系萃取过程的计算中，为什么组成有 Y、X ？28、选择萃取设备的主要依据是什么？29、根据附图所列双塔吸收的五种流程布置方案，示意绘出与各流程相对应的平衡线和操作线，并用图中表示浓度的符号标明各操作线端点坐标。a1a2Yb( a ) ( b ) aX1aX2b1b 2( a ) ( b ) aYX1a2b1YbX( a ) ( b )（1） (2) (3)化工原理 （下册）复习资料10aY1a2b( a ) ( b ) aY1aX2X1bb( a ) ( b )(4) (5)2.4 计算题 1.在逆流操作的吸收塔内，于
28、 1.013105Pa、24下用清水吸收混合气中的 H2S，将其浓度由 2%降至 0.1%（体积百分数） 。该系统符合亨利定律，亨利系数 E=5451.013105Pa。若取吸收剂用量为理论最小用量的 1.2 倍，试计算操作液气比 qmL/qmV 及出口液相组成X1。若操作压强改为 101.013105Pa 而其它已知条件不变，再求 L/V 及 X1。2.一吸收塔于常压下操作，用清水吸收焦炉气中的氨。焦炉气处理量为 5000 标准 m3/h，氨的浓度为 10g/标准 m3，要求氨的回收率不低于 99%。水的用量为最小用量的 1.5 倍，焦炉气入塔温度为 30，空塔气速为 1.1m/s。操作条件
29、下的平衡关系为 Y*=1.2X，气相体积吸收总系数为 KYa=0.0611kmol/（m 3s） 。试分别用对数平均推动力法及数学分析法求气相总传质单元数，再求所需的填料层高度。3.600m3/h（28及 1.013105Pa）的空气-氨的混合物，用水吸收其中的氨，使其含量由5%（体积）降低到 0.04%。今有一填料塔，塔径 D=0.5m，填料层高 Z=5m，总传质系数 KYa=300kmol/（m 3h） ，溶剂用量为最小用量的 1.2 倍。在此操作条件下，平衡关系 Y*=1.44X，问这个塔是否适用？4.有一直径为 880mm 的填料吸收塔，所用填料为 50mm 拉西环，处理 3000m3
30、/h 混合气（气体体积按 25与 1.013105Pa 计算）其中含丙酮 5%，用水作溶剂。塔顶送出的废气含 0.263%丙酮。塔底送出的溶液含丙酮 61.2g/kg，测得气相总体积传质系数KYa=211kmol/（m 3h） ，操作条件下的平衡关系 Y*=2.0X。求所需填料层高度。在上述情况下每小时可回收多少丙酮？若把填料层加高 3m，则可多回收多少丙酮？（提示：填料层加高后，传质单元高度 HOG 不变。 ）5.一吸收塔，用清水吸收某易溶气体，已知其填料层高度为 6m，平衡关系 Y*=0.75X，气体流速 G=50kmol/（m 2h）清水流速 L=40kmol/（m 2h） ，y 1=0.10，吸收率为 98%。求（1）传质单元高度 HOG；（2）若生产情况有变化，新的气体流速为 60kmol（m 2h） ，新的清水流速为 58.6kmol/（m 2h） ，塔仍能维持正常操作。欲使其他参数 y1，y 2，x 2 保持不变，试求新情况下填料层高度应为多少？假设 KYa=AG0.7L0.8。6.在一塔径为 0.8 的逆流填料塔中，用清水吸收溶质 A 和空气的混合物，其中空气的流量为 0.5kmol/s，y 1=0.05（摩尔分率，下同） ，y 2=0.005，采用液气比为最小液气比的 1.2 倍，KYa=0.85kmol/m3.s，相平衡关系为 Y=1.5X，求：
