化工原理部分复试试题及答案.pdf

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1、-简答题：1，试分析精馏过程中回流比大小对操作费与设备费的影响并说明适宜回流比方何确定。答：回流比有两个极限，全回流时，到达一定的别离程度需要的理论板层数最小设备费用最低，但无产品取出，对工业生产无意义；最小回流比时，需要无限多理论板层数，设备费用为无限大，随回流比加大，N 降为有限数，设备费用降低，但随回流比的加大，塔径、T换热设备等加大，且操作费用加大。操作回流比确实定应尽可能使设备费用与操作费用总和为最小，通常取 R=(1.22)R。min2，精馏塔在一定条件下操作，试问：回流液由饱和液体改为冷液时，塔顶产品组成有何变化.为什么.答：从泡点回流改为冷液回流时，塔顶馏出液组成增大。原因是：

2、冷液回流至塔顶时，冷凝一局部蒸气，放出的潜热把冷液加热至塔顶第一板的饱和温度。冷凝局部中含难挥发组分较大，使气相易挥发组分增浓。同时，在塔顶回流比保持不变的条件下，增加了塔的回流，这也有利于别离。3，简述精馏和蒸馏的区别与联系。答：精馏引入塔顶回流和塔底蒸汽上升，通过屡次局部气化和局部冷凝从而到达高纯度别离的目的，相当于多级蒸馏。而蒸馏只是通过简单的一次气液相平衡来别离气液混合物，只能到达有限度的别离。二者在本质上是一致的，都是通过各组分相对挥发度的差异而到达别离目的的。4，精馏塔在一定条件下操作时，试问：将加料口向上移动两层塔板，此时塔顶和塔底产品组成将有何变化.为什么.答：当加料板从适宜位

3、置向上移两层板时，精馏段理论板层数减少，在其它条件不变时，别离能力下降，塔顶馏出液组成下降，塔底釜残液浓度升高，易挥发组分收率降低。5，提高吸收剂用量对吸收是有利的。当系统为气膜控制时，试分析K a 的变化情况。y答：以液相阻力为主的吸收操作，增加吸收剂用量，可降低液相阻力而有效地加快吸收过程，即可明显提高吸收速率，所以吸收过程的K 的值可明显提高。ya计算题：1、(17 分)常压下，用煤油从苯蒸汽与空气混合物吸收苯，吸收率为99%，混合气量为53Kmol/h，入塔气含苯 2%体积，入塔煤油中含苯 0.02%摩尔分率，溶剂用量为最小用量的 1.5 倍，在操作温度 50下，相平衡关系为 y=0.

4、36*，总传质系数 K a=0.015kmol/m s，y*2塔径为 1.1 米，试求所需填料层高度m。解：1，由题意，可得：y=0.02 y=y(1)=0.02(10.99)=0.0002121*=y/m=0.02/0.36=0.0556-2分1e1*=0.00022(L/G)=(y y)/(*)=(0.020.0002)/(0.05560.0002)=0.3577-2分min121e2.z.-(L/G)=1.5(L/G)=1.50.3577=0.5366min*=*+(G/L)(y y)=0.0002+(1/0.5366)(0.020.0002)=0.0371-2分12122，y=yy*=

5、0.020.360.0002=0.00664111y=y y*=0.00020.360.0002=0.000128-2分222=(y y)/ln(y/y)=(0.006640.000128)/ln(0.00664/0.000128)=0.00165ym1212-3分3，HOGya=G/K=(53/3600)/(/41.12)/0.015=1.033mN=(y y)/=(0.020.0002)/0.00165=12-2分OG12ymH=HN=1.03312=12.4m-3 分OGOG2、(15分)在填料层高度为8m的填料塔中，用纯溶剂逆流吸收空气H2 S 混合气中的H2 S以净化空气。入塔中含H

6、2 S为2.8%(体积%)，要求回收率为95%，塔在1 atm，15C下操作，此时平衡关系为y=2*，出塔溶液中含H2 S为0.0126摩尔分率，混合气体过塔截面的摩尔流率为100kmol/(m.h)。试求：单位塔截面积上吸收剂用量；气相总传质单元数；气相体积总传质系数。解：y=0.02812y=y(1-)=0.028(1-0.95)=0.0014-2分21L=(y-y)/*G121=(0.028-0.0014)/0.0126100=211kmol/m h-3分y=y-m*=0.028-20.0126=0.00281112y=y=0.0014-2分22y=(0.0028-0.0014)/(Ln

7、0.0028/0.0014)=0.00202-2分mN=(y-y)/y=13.2-2分OG12mH=G/K aNyOG-2分.z.-K a=G/HN=100/813.2=165kmol/(m h)-3 分yOG33、(16分)在直径为0.8m的填料塔中，用1200/h的清水吸收空气和S0 混合气体中的S0，混22合气量为1000m 标准/h，混合气含S0 1.3%体积。要求回收率为99.5%，操作条件为2320、1atm，平衡关系为y=0.75*，总体积传质系数K a=0.055Kmol/m s。求液体出口浓度和ey3填料高度(m)。解：D=0.8m Ls=1200kg/h G=1000Nm/

8、hy=0.013=0.995*=0 y=0.75*Kya=0.055kmol/m.s.atm12e33Ls=1200/(360018)=0.0185kmol/sG=1000/(22.43600)=0.0124kmol/s为低浓度吸收L/G=0.0185/0.0124=1.49*=(G/L)(y-y)+*=(0.013-0.000065)/1.49=0.008681122y=y(1-)=0.013(1-0.995)=0.00006521Z=HNOGOG而N=y-y/YOG12my=y-y 0.00818=0.006490111y=y-y*=0.000065-0=0.000065222y=(y-y

9、)/1n(y/y)m1212=(0.006490-0.000065)/1n(0.006490/0.000065)=0.001396N=(0.013-0.000065)/0.001396=9.266OGH=G/(Kya)=0.0124/(0.7850.8 0.055=0.449(m)OG2H=9.2660.449=4.2m5、17分苯和甲苯混合物中，含苯0.4，流量1000Kmol/h，在一常压精馏塔进展别离，要求塔顶馏出液中含苯0.9(以上均为mol分率)，苯的回收率不低于90%，泡点进料，泡点回流，取回流比为最小回流比的1.5倍，己知=2.5。求：1塔顶产品量Kmol/h；2塔底残液量W及组

10、成*；W3最小回流比；4精馏段操作线数值方程；5提馏段操作线数值方程；6 假设改用饱和蒸汽进料，仍用4 中所用回流比时所需理论板数。.z.-解：(1)D=10000.40.9/0.9=400 kmol/h(2)W=1000-400=600kmol/h*w=(10000.4-4000.9)/600=0.0667(3)*q=*f=0.4yq=2.50.4/(1+1.50.4)=0.625Rm=(0.9-0.625)/(0.625-0.4)=1.22(4)R=1.51.22=1.83yn+1=(1.83/2.83)*n+0.9/2.83=0.646*n+0.318(5)=V=2.83400=1132

11、 V=1.83400+1000=1732 Lym+1=(1732/1132)*m-6000.0667/1132=1.53*m-0.03536yq=*f=0.4yq=*q/(1+(-1)*q)得*q=0.21Rm=(0.9-0.4)/(0.4-0.21)=2.63RRm NT=6、15分采用常压枯燥器枯燥湿物料。每小时处理湿物料1000kg，枯燥操作使物料的湿基含量40%减至5%，枯燥介质是湿空气，初温为20C，湿度为H0=0.009 kg水/kg绝干空气，经预热器加热至120C后进入枯燥器中，离开枯燥器时废气温度为40C，假设在枯燥器中空气状态沿等I 线变化。试求：1水份蒸发量Wkg/s；2绝

12、干空气消耗量Lkg绝干气/s；3枯燥收率为95%时产品量kg/s；4 假设鼓风机装在新鲜空气进口处，风机的风量m3/s。解：1*=0.4/(1-0.4)=0.667*=0.05/(1-0.05)=0.052612Gc=1000(1-0.4)=600 kg绝干料/hW=Gc(*-*)=600(0.667-0.0526)=368.64kg/h=0.1024 kg/s-4分122H1012=H=0.009 kg水/kg绝干气，t=120C，t=20C，H 未知,可通过I=I 鉴定求算212I=(1.01+1.88H)t+2490H=1.01t+(1.88t1+2490)H111111I=(1.01+

13、1.88H)t+2490H=1.01t+(1.88t2+2490)H222222H=(1.01120+(1.88120+2490)40)/(1.8840+2490)2=0.041 kg水/kg绝干气-3分.z.-V=W/(H-H)=0.1024/(0.041-0.009)=3.148kg/s-2分213G=0.95G22G=0.95Gc(1+*2)=0.95600/3600(1+0.0526)=0.167 kg/s2-4分4V=VVH=3.148(0.772+1.244H0)(t0+273)/273=3.148(0.772+1.2440.009)(20+273)/273=2.69 m/s-4 分.z.