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£海,程秋木丸笔(勤奋、求是、创新、奉献)学年第一学期期末考试试卷20232023〜主考教师陆杰、刘锡建、王远强学院化学化工学院班级姓名学号《化工原理
(二)》课程试卷参考答案B(本卷考试时间120分钟)题号--―•四五六七八九十总得分题分2020107101815100得分
一、填空题(每空1分,共20分)
1、蒸储是运用各组分挥发度不同将液体混合物部分汽化而使混合物得到分离的单元操作,两组分蒸锵中,相对挥发度差异越—大—,分离越易;相对挥发度.—等于L时不能用普通精储方法分离
2、在精像塔中当塔板中离开的气相与液相之间达成相平衡时,该塔板称为理论板,精储塔的塔顶温度总是低于塔底温度
3、总压为
99.7kPa,100℃时苯与甲苯的饱和蒸气压分别是
179.18kPa和
74.53kPa,平衡时苯的液相组成为—
0.241(以摩尔分数表达),苯与甲苯的相对挥发度为
2.40o
4、当分离规定和回流比一定期,过冷液体进料的9值最大,此时分离所需的理论板数最少—o
5、对于同一种溶质,溶解度随温度的升高而减小,加压和降温对吸取操作有利
6、根据双膜理论,水吸取空气中氨的过程属气膜控制过程;水吸取空气中CO的过程属液2膜控制过程;上述两种气体中,CO2吸取可以采用化学吸取,可显著提高吸取速率
7、在吸取操作中,气体流量、气相进出口组成和液相进口组成不变时,若减少吸取剂用量,则操作线将靠近平衡线,传质推动力将―减小o
8、当不饱和湿空气温度升高时,湿球温度升高,相对湿度减少,露点不变
二、选择题(每题2分,共20分)
1、下述说法中错误的是(B)o(A)板式塔内气液逐级接触,填料塔内气液连续接触(B)吸取过程可以用等分子反向扩散说明(C)精储既可以用板式塔,又可以用填料塔(D)吸取既可以用板式塔,又可以用填料塔
2、二元溶液连续精微计算中,进料热状况的变化将引起以下线的变化(A)o(A)提储段操作线与q线(B)平衡线(C)平衡线与精微段操作线(D)精储段操作线与q线
3、操作中连续精储塔,F、q、XF、D、W不变,回流比小于原回流比,则(B)(A)x>工卬均增长(B)x减小,0增长D D(C)x、均不变(D)不能正常操作D
4、为防止液泛的发生应采用的措施是(C)o(A)增长气速(B)增长液体流量(C)增大板间距(D)增长塔板开孔率
5、对一定操作条件下的填料吸取塔,如将填料层增高一些,则塔的C)(A)增大(B)减小(C)不变(D)不能判断
6、低浓度逆流吸取操作,当气液进塔组成不变,而改变操作条件使脱吸因数s增大,则气体出塔浓度为将(A)(A)增大(B)减小(C)不变(D)不拟定
7、有关扩散传质中漂流因数概念,下来讨论中对的的是(D)(A)漂流因数概念只合用于气相扩散传质,而不合用于液相扩散传质(B)漂流因数反映分子扩散速率对单向分子扩散传质速率之比(C)漂流因数概念只合用于分子扩散传质过程,而不合用于对流扩散传质过程(D)漂流因数一定大于或者等于
18、将不饱和空气等湿冷却到饱和状态时的温度称为(A)(A)露点温度(B)干球温度(C)湿球温度(D)绝热饱和温度
9、空气的干球温度为t,湿球温度为t,露点为td,当空气的相对湿度为100%时,则wA At=t=td Btt tdC ttti Dtt=tdw w ww
10、干燥过程中较易除去的是B oA结合水分B非结合水分C平衡水分D自由水分
三、10分、某连续精微操作分离二元混合溶液,已知操作线方程为精储段y=
0.80x+
0.16提微段y=
1.40%-
0.02若原料液于泡点进料时,求回流比,塔顶、塔底产品和进料的组成解由精微段操作线方程斜率工=
0.80解得R=4R+1联解y=
0.80x+
0.16及y=x得塔顶产品组成x=x=
0.80再联解y=l.40x-
0.02及y=x得塔底产品组成部分Xw=%=
0.05再联解y=
0.80X+
0.16及y=lA0x-
0.02得x=
0.3,y=
0.4
四、分总压为10L325kPa、温度为20℃时,NE在水中溶解,NH3在溶液中的摩尔分数为
0.012,此时溶液上方气相中NH3的平衡分压为
2.266kPa试求此时之溶解度系数”、亨利系数E、相平衡常数根溶液的密度为lOOOkg/n解:y
0.0224m=——=------=
1.8673分x
0.012或者由式(6-1)石=生=乙也=
188.8kPa(2分)升
0.012溶剂水的密度Ps-1000kg/m3,摩尔质量M-18kg/kmol,s由式(6-10)计算HH xP=—1°°°—=0294kmol/(m3•kPa)(2分)EM
188.8x18s
五、(70劾在一常压气流干燥器中干燥某种湿物料,已知数据如下空气进入预热器的温度为15℃,湿含量为
0.0073kg水/kg绝干气,经预热后空气进干燥器温度为90℃,空气出干燥器温度为30℃,湿度为
0.023kg水/kg绝干气物料通过干燥后含水率由
0.15降至
0.01(均为干基),干燥器生产能力Gc为
234.7依绝干物料/力试求
(1)空气进出干燥器的焰值变化;(4分)
(2)水分蒸发量(kglh);(2分)
(3)空气的消耗量及单位空气消耗量;(4分)解
(1)4=(1・01+1・88口为+2490=U0L7/Zg绝干气Z=(
1.01+
1.88H)r+2490H=8S.9kJ/kg绝干气2222△/二4—4=-
21.IkJ/kg绝干气
(2)水分蒸发量;W=G(X-X)=
32.9kg/hC12
(3)L=W/(”2—J=2096kg绝干空气/hI=1/(〃2—J=1/(
0.023-
0.0073)=
63.7kg干空气/kg水
六、逐邀78分)用连续精储塔分离某二元混合液,原料液流量为200kmol/h,露点进料,进料浓度为
0.5,塔顶微出液组成为
0.96,釜液组成为
0.1(以上均为易挥发组分的摩尔分率)操作条件下相对挥发度为3,塔顶采用全凝器,泡点回流塔釜间接蒸汽加热,回流比为最小回流比的
1.2倍试求
(1)塔顶和和塔釜产品流量;(4分)
(2)最小回流比;(4分)
(3)精微段操作线方程;(3分)
(4)提储段操作线方程;(3分)
(5)离开第二层理论板的液体组成(由塔顶往下数)(4分)F二D+WFXF=DXD+WXW200=D+W200x
0.5=
0.96D+
0.1W解出2因是露点进料,q=0及yq=XF=
0.5,故D=
93.0kmol/h,W=107kmol/hax3xn n---------❷—=—J=
0.5口l+a-15------1+2”解出Xq=
0.25y-xq q
(3)离开第二层理论板的液相浓度X2R=
1.2x/=
1.2x
1.67=
2.2min精储段操作线方程式为:
2.2026XD=0687503R+
12.2+1〃
2.2+1〃4L=RD=
2.2*93=
204.6,_L+qF,W-L+qF-W%—L+qF-W又“,
204.6+0,107/C……v..=----------------------x------------------------xO.l=
2.10x-
0.11ni n;向
204.6+0-
107204.6+0-1075ax3x平衡线关系式为:y=-----------=------i+g—1及i+2x逐板计算:因塔顶为全凝器,泡点回流,ykXD=
0.96根据平衡关系式由yi求xi,即
0.96二1+2工[解得xi=
0.889根据提储段操作线方程式由X!求y:2y=
0.6875xi+
0.3=
0.6875x
0.889+
0.3=
0.9112再依平衡关系式由丫2求X
20.911=^-1+2X2解得X2=
0.773
七、分)用清水在逆流填料塔中吸取某混合气体中的溶质A,塔径为
1.5m原料气中惰性气体的流量为
0.0743kmol/s,原料气中溶质A的摩尔分率为
0.08已知操作条件下气液平衡关系为Y*=L8X,气相总体积传质系数Kya=
5.07X102kmol/(m3-s)o若吸取剂用量为最小用量的L6倍,现规定溶质回收率为90%2吸取剂用量;(3分)3出塔水溶液的中溶质A的摩尔比;(3分)4填料层高度(6分)出塔气体中溶质A的摩尔比;(3分)解⑴已知y=
0.08匕=乂1—°=
0.086961-
0.90=
8.696xlO3I
0.08696-
8.696x10-
3.〃;X-X=
1.
6220.08696/
1.8-0=
1.6x
1.62=
2.592L==
2.592x
0.0743=
0.1926kmoll sV八L K-K
0.08696-
0.0086963—=-=-------=
2.592Xi=
0.0302c mV
1.8c,八4S=-----------=---------=
0.6944L
2.592NOG*In1-S——!——In1-
0.69440,08696+
0.6944=
4.3261-
0.6944L
0.008696=工2=与52=
1.767m244〃V
0.0743八…rl=--------=--------------------=
0.8327mnrG Ky〃Q
0.0507x
1.76z=H c・N c=
0.8327x
4.326x
3.6m00。