化工原理试卷.docx

一、填空选择题（每空1分，共30分）1.漂流因子可表示为,它反映:单向扩散中漂流因子1.等分子反向扩散中漂流因子1.（、<、=）2蒸窗的依据是：汲取的依据是.3气体汲取时，汲取因数为A,塔底、塔顶的传质推动力分别为（Ay）t,和（»，则:A=I时,（Ay）.（y）1.：A>I时，（Ay）I1.（Ay）I（>、<、=）4 .当气体溶解度很大时，汲取过程受膜限制，此时传侦阻力大部分集中在相中，此时可以认为气相总传质系数儿k,.（填>,<或=5 .恒摩尔流叙定的内容包括,：其成立的条件是、,6 .完成某分别任务需理论板数为N=7（包括再沸蹲），若E1.=50¾,则塔内需实际板数为层。7 .某两组分物系的精锚过程，其相对挥发度u=3,对第n、nT两U理论板，在全回潦条件下，已知Xn=O.3,则y,z=o8 .萃取操作选择萃取剂的原则为：（写出三条）。9一块完整的塔盘可以分为、安定区和无效区五个区域.10写出三种常见的填料名称、和。11.塔板负荷性能图由五条线组成，分别是：气相负荷上限线、过量漏液线、线和线,二、问答题（每题5分，共15分）1 .操作中的精饲塔，保持F、q、D不变，而使V'减小，此时塔顶产品浓度X。、塔底产品浓度X、将如何改变？试作定性分析。2 .萃取中安排系数k及选择性系数的定义是什么？k=1.及B=I两种状况下萃取掾作能否进行？3在板式塔中若削减塔板的开孔率，分析说明塔板负荷性能图中漏液线如何移动？三、计算题（共55分）：1. （20分）某逆流汲取塔，用纯溶剂汲取混合气体中的可溶组分。气体入塔浓度为0.01（摩号分率，下同），回收率为0.9.平衡关系为Y=2X,且知1./V=1.2（1.V）,1.n,气相传质单元高度H.,=O.9n,试求：操作液气比1./V；（7分）所需塔的填料层高度Z,m：（7分）若该塔操作时，因解吸不良导致入塔溶剂组成X.=0.0005,其他入塔条件不变,则回收率又为多少？（6分）2. （20分）在一连续粘福塔中分别某志向二元混合物，已知原料液进料量为100kmoUh,轻组分含量为05（摩尔分率，下同）,泡点进料,塔顶储巾液量为50kmo1.h,要求塔顶产品中含轻组分0.96,已知物系的相对挥发度为2.1,操作I可潦比是最小同潦比的1.5倍，塔顶为全凝.泡点回流，恒摩尔潦假定成立。试求：塔釜残液组成；（3分）坡小回流比Rmin：（5分）离开其次块塔板的气相组成X2：（7分）若经过精播段第n块实际板的液相组成改变（XE-S为0.01,求经过该板的气相组成的最大改变量。已知每层塔板的气相默弗里板效率为0.5。（5分）3（15分）用纯萃取剂S对100kg溶质A含量为0.5（质量分率，卜同）的AB二元混合液进行雌级萃取，体系的溶解度曲线及协助曲线如图所示，若要求萃余相中溶质A的含量为0.1,试求：萃取剂用员及萃取液、萃余液组成：（8分）（2）若要使萃取液中溶质A的含珏最高，试确定所需溶剂S的用量.（7分）A卷化工原理下期末试题答案一、填空选择题（每空1分，共30分）1 .P/>d,总体流淌对传质速率的影响，21-=I2 .依据液体混合物中各组分沸点/蒸气质/挥发丽殛异而薛M分分别开来:依照气体混合物中各组分布溶剂中的溶解度不同而将各组分分别开来3,（Ay）.=_（AM：（Ay）.<（y）b4.气膜限制，气相中,也=k；5,恒摩尔溢潦，恒摩尔汽化：各组分的摩尔汽化潜热相等、条组分由于温度不同而交换的显热可以忽视、热损失忽视不计612层7.y111.=0.7948选择性系数比较大：易于与被萃取物分别：易于找寻，价格便宜9.受液区、鼓泡区、溢流区10拉西环、鲍尔环和栅板填科11.液泛线、液相负荷上限线和液相负荷卜限线二、问答题（共15分）：1 .答：由V'=（R+1）D+（q-I）F可知，其他条件不变，当V'减小时，则回流比R减小，于是精储段操作战斜率减小，及精馈段操作线将旌近平衡线，使精储段分别实力卜.降，而板数肯定，取Xi1.将下降；而由全塔物平：Fx,=Dxd蝴X”可知，其他条件不变，若力减小，则X.增大。2 .答：安排系数k：肯定温度下，溶质组分A在平衡的E相与R相中的组成之比，即：kt=yx.:选择性系数B：萃取相中A的质M分数萃取相中B的质量分数萃余相中A的质盘分数举余相中B的质量分数k=1时萃取操作可以进行，而B=I使萃取操作不能进行。3.答:若削减开孔率,漏液线将向下移动。三、计算题（共55分）<20分)解：已知H=°°则："以,-001分)7=>>=s(-7)=00(-0.9)=1.OIO×IO由1.田-_:-匕_0.01010-1.010×IOf_1.vj-i.=×1.-Xi,=Yhm-xazO-O1.O1.OzZ-O.-=1.2-=1.2×1.8=2.I6VVVjmn（1（2分）（3分）（1分）S=半=2/2.16=0.9259S)户I-SYa->nXa(I-0.9259)0101.0+0.9259.=6.9()0.001010JIn1-0.9259.Z=HoaNoc=0.9X6.9()=6.21/M(3)若1.=°W,则XjX1.o.0005（2分）（3分）（2分）（1分）此时S不变，以不变、Z不变,则心不变，所以。不变，即:O.Oi()IO0.01010-wXuO.O1O1O-2×().(XX)50.001010Ya->nX1.1.r,-2×0.(MX)5解得：ru=1.91.()-Yh0.010102.(20分)F=00kmo1./h.Xf=0.5.q=1.D=50kno1./h.x1.,=0.96解：已知：=2.1,R=1.54由物料平衡得：F=O+WFxr=DXD+VVxw1.W=50kmo1./h,rw=004分）100=50+WI(X)×0.5=50X0.96+IV.vw.y=4=1,V°5,=_=0.67741.+(-1.)x,1+(2.1-1)0.5(3).-.=1.5min=1.5×1.593=2.390y=x+上=0.7050÷0.2832精循段操作线方程：R+1.R+I=0.9195v1.+<-y1)ay2=OJo50M+0.2832=0.9315若J-S=°°1由操作线方程:.则y：m?y=O.7O5Oa,.1+0.2832y41.=O.7O5Oxn+0.2832则：yn-v,1=O.7O5O(x,.1-.vi)=0.00705Piv-*由0.00705八U：=0.51.-为“则：I=O0141分）区（15分）（2分）（3分）（2分）（1（3分）<2分）（1分）（2分）（2分）（2分）（2分）（2分）（1一、填空题（每空1分，共25分）I、分子扩散可分为和两种方式。在传质过程中.志向物系的液体精例过程属于扩散.2、气体汲取是利用气体混合物中各组分的差异而实现对气体混合物的分别，精储则是利用均相液体混合物中各组分的差异使各组分得以分别，萃取是依据各组分在所选择的溶剂中的差异来分别液体混介物的。3、汲取过程中if1.度上升，气体的溶解度,亨利系数,相平衡常数。4、汲取过程的气膜限制是指。5,由八、B两组分组成的志向溶液,在45'C卜组分的饱和蒸汽压分别是p.=60kPa.P（I=3OkPa,其相对挥发度为。6、全回流操作时操作线与y-x图对角线，回流比R=。正常操作时的相宜回流比一般为最小回流比的倍。7、间歇精馆的操作主要分为两类：的操作和的操作。8、某泡点进料的连续精幅塔，已知其精懦段操作线方程为y=080x-0.172,提窗段操作线方程为y=1.2-0.017,则回流比R=,值出液组成Xn=,釜液组成9、萃取操作中安排系数的含义是。萃取剂的选择性系数的含义为：10、三解形相图中临界混溶点是指,IH塔板上常见的几种流体流型有：、和二、简答题（每题5分，共兖）1、某填料汲取塔，逆流操作，用清水汲取混合气中A组分，若1.、V、T、P均不变，进口气体的外增加，MNog.Xb.和W如何改变，并说明理由。2,简述恒摩尔流假定的内容及其成立条件。3、对一给定的精馀塔，当其回流比小于最小回流比时会出现什么后果？为什么？4、画出塔板负荷性能图并标明各线的名称三、计算题（共55分）1.<20分）用清水在逆流填料塔中汲取某混合气体中的溶质A,塔径为1.5m。原料气流显为267.9kmo1.h原料气中溶质A的体积分率为0.08“已知操作条件下气液平衡关系为Y=I.8X,气相总体积体积传质系数Ka=507X02k11W（m%）.若汲取剂用成为最小用量的1.6倍，现要求溶质回收率为90%，求：出塔气体中溶质A的摩尔比：（5分）汲取剂用证:（5分）填料层高度。（10分）2、（20分）用一连续精镭塔分别由A（轻组分）、B组成的二元志向溶液，已知原料液中A组分占0.44（摩尔分率），泡点进料，全塔平均相对挥发度为2.5,恒摩尔流假定成立，该塔两段操作线方程为：y=1.48-0.0096y=0.6x÷0.38试求：哪一个是精情段操作战方程？（2分）塔顶、塔底产品中A、B两组分的摩尔分率：（5分）塔顶、塔底产品量的摩尔比；（5分）操作回潦比为最小回流比的多少倍？（8分）3、（15分）用一单级接触式萃取器，以三筑乙烷为萃取剂，从丙酮-水溶液中萃取出丙丽。其相平衡关系如图所示。若原料液的质员为100kg,其中含内朋45kg,萃取后所得草余相中内期含量为10%（质量分数）。试求：所需萃取剂（三氯乙烷）的质量：（7分）所得萃取相的质量及其含丙酮的质量分数。（8分）B卷答案一、填空题（每空1分，共25分）1、 等分子反向扩散和单向扩散，等分子反向扩散2、 在某种溶剂中溶解度，饱和蒸气压，溶解度3、 降低，增大，增大4、 气相传质分阻力限制若整个汲取过程的传质速率5、 26、 二合，回流比R=8,.2.0倍7、 恒回流比操作和恒塔顶产品组成的操作8、R=4,Xn=0.86,XI=0.0859、溶质在互成平衡的萃取的第萃余与中的含中的比,萃取相中溶在与稀平剂的组成相）,A'y8_kXB比同萃余相中溶痂与稀释剂的组成之比的比值（XJXa''"）10,两共兼相组成无限接近的点（或平衡连接线无限短的启）Ik雎溢流（直径流向）、双溢流（分别流向）和回转流淌（U型流淌）二、简答题（每题5分，共20分）1、答：汲取塔中进口气体浓度增加，传质单元数不变、汲取液出口浓度增加，尾气出口浓度变大.2、答：内容：恒摩尔流溢流和恒摩尔潦气化1,其成立的条件是：各组分的摩尔汽化潜热相等、备组分由于温度不同而交换的显热可以忽视、热损失忽视不计.3、答：塔顶产品的组成不能达到分别要求。缘由是最小回流比是能达到分别要求的最低回流量,而回流比的降低将使分别难度增大，所需的理论塔板数增加，塔肯定理论塔板数基本肯定.4、答：1、过量液沫夹带线2、漏液线3、液泛线4、液体负荷过小线5、降液管中液体停留时间不足线三、计算题（共55分）1.（20分）解：已知y%=°0,则:=1.61.62=2.592=由=匕=/（1_）=0.08696（1-0.9）=8.696×IO一匕0.086968.696X1.O-x；-x“yj-xu0.08696zs-0=1.62V=2.592×267.9=M1.Akmo1.Ih（2分）（3分）（3分）（1分）（1分）1.8/2.592=0.6944上&SY，叫-1.n（1.-0.6944）0,08696+（）.6944-43261-0.69441.，0.008696J三-D2三-15j-1.767，/267.9Ka.0507x3600x1.7670K306mZ=HWi*Noc=08306×4.326=3693，（2分）（3分）（1分）（2分）（2分）2,（20分）F=00kmo1.h.x1.=0.5.<7=I.D=50kmo1./h.x=0.96解：已知:=2R=1.5Rmin是精储段操作线方程.分）塔顶、塔底产品中A、B两组分的摩尔分率；V=X+=0.6,+0.38精储段操作线方程：R+R+1（2分）（3分）（5分）（2分）（2分）（3分）（1/C=1.5xd=0.95xw=0.02由提锦段的操作线方程可求得塔顶、塔底产品房的摩尔比:=0.8333Wq=,/=*=°44aXt2.5×0.44ak-,y,=£=0.6626«1.+（-I）x,1+（2.5-1）-0.441.291x1.,-y,0.95-0.66267=06626-0.44Z.=1.066=，-162分）3、（15分）解：作图可得出所需萃取剂（-：氯乙烷）的质址:=F=-×100=200AgMS2。（7分）由图可读出:y,E=R=0.164（2分）RM36一I=三3.6ME10（2分）RM3636E=（F+S）三-（F+S）=-x（100+200）=235*gRE4646（2分）Ak：=Ey.=235x0.164=38.5Ag（2分）林丙函y