大连理工大学2016-2017学年《化工原理》模拟试题

大连理工大学

2016-2017学年第二学期期末考试

《化工原理》模拟试卷(A卷)

一、填空题(共12题，合计30分)

1.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。

2. 填料塔设计时，空塔气速一般取气速的50－80％，理由是。

3. 在传质理论中有代表性的三个模型分别为、和。目前仍采用模型作为分析吸收过程的理论基础。

4.影响扩散系数D值的大小的因素有。

5.填料塔的喷淋密度是指_____________________________。

6.用清水吸收空气与A的混合气中的溶质A，物系的相平衡常数m=2,入塔气体浓度y1=0.06,要求出塔气体浓度y2=0.008,则最小液气比为。

7.某连续精馏塔,进料状态q＝1，D/F＝0.5（摩尔比），xF＝0.4（摩尔分率），回流比R＝2，且知提馏段操作线方程的截距为零。则：提馏段操作线方程的斜率（L’/V’）＝，馏出液xD＝。

8.用△p，△C为推动力的传质速率方程中,当平衡线为直线时,传质总系数KG与分系数kG、kL的关系式为，KL与kG、、kL的关系式为。 、

9.分配系数kA小于1表示。

10.在萃取操作的B-S部分互溶物系中加入溶质A组分，将使B-S互溶度；恰当降低操作温度，B-S互溶度。

11.萃取操作中选择性系数趋于无穷出现在物系中。

12. 在测量湿球温度时，空气速度需大于5m/s，这是为了________________________。

二、单项选择题(共10题，合计10分)

1.精馏塔设计时，若F，xF，xD，xW，V均为定值，将进料热状态从q＝1变为q＞1，设计所需理论板数：（）。 A. 多； B. 少； C. 不变； D. 判断依据不足。 2.以下关于间歇精馏的描述不正确的是（ ）。 A.间歇精馏往往采用填料塔 B.间歇精馏为一非定态过程

C.间歇精馏时全塔均为提馏段，没有精馏段

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D.为保持间歇精馏时馏出液组成恒定，其回流比应不断增大。

3.下列说法错误的是（ ）。

A、回流比增大时，操作线偏离平衡线越远越接近对角线； B、全回流时所需理论板数最小，生产中最好选用全回流操作； C、全回流有一定的实用价值；

D、实际回流比应在全回流和最小回流比之间。

4.精馏中引入回流，下降的液相与上升的汽相发生传质使上升的汽相易挥发组分浓度提高，最恰当的说法是( )。

A. 液相中易挥发组分进入汽相； B. 汽相中难挥发组分进入液相；

C. 液相中易挥发组分和难挥发组分同时进入汽相，但其中易挥发组分较多； D. 液相中易挥发组分进入汽相和汽相中难挥发组分进入液相的现象同时发生。

5.正常操作下的逆流吸收塔，若因某种原因使液体量减少以致液气比小于原定的最小液气比时，下列哪些情况将发生?( )。

A. 出塔液体浓度x增加，回收率增加； B. 出塔气体浓度增加，但x不定； C. 出塔气体浓度与出塔液体浓度均增加; D. 在塔下部将发生解吸现象。

6.通常所讨论的吸收操作中，当吸收剂用量趋于最小用量时，完成一定的分率( )。 A. 回收率趋向最高； B. 吸收推动力趋向最大； C. 操作最为经济； D. 填料层高度趋向无穷大。

7.在B-S部分互溶萃取过程中，若加入的纯溶剂量增加而其它操作条件不变，则萃取液浓度

A、增大 B、下降 C、不变 D、变化趋势不确定

（ ）。

8.采用多级逆流萃取与单级萃取相比较，如果溶剂比、萃取相浓度一样，则多级逆流萃取可使萃余相分率（）。

A、增大 B、减少 C、基本不变 D 、增大、减少都有可能 B、

9.单级(理论级)萃取操作中，在维持相同萃余相浓度下，用含有少量溶质的萃取剂代替纯溶剂，则萃取相量与萃余相量之比将（）。

A、增加 B、不变 C、降低 D、不定

10.对于对流干燥器，干燥介质的出口温度应（ ）。

A、小于露点； B、等于露点； C、大于露点； D、不能确定。

三、计算题(共3题，合计60分)

1.（25分）用一精馏塔分离某二元理想混合物，进料量为200kmol/h，其中易挥发组分的摩尔分率为0.5，进料

为饱和液体，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2.0，

精馏段操作线方程为

yn?1?0.70xn?0.285，塔底产品中易挥发组分的摩尔分率为0.05，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）；

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（2）塔顶产品的流量和塔顶产品中易挥发组分的回收率 (5分) ； （3）精馏段的气相负荷、提馏段的液相负荷（kmol/h）（2分）； （4）实际回流比是最小回流比的多少倍（4分）； （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0.6，求塔顶第2块实际板上升蒸汽的组成（4分）。

2.（20分）现有一逆流操作的填料吸收塔，塔径为0.5m，用清水吸收烟道气中的SO2。已知烟道气处理量为316.5m3/h（标准状态），烟道气含SO2的浓度是0.03（摩尔分数，下同）。通过吸收操作，SO2的回收率是98%，出塔水溶液中SO2的浓度是其饱和浓度的75%。操作条件下的平衡关系为ye=34.9x，气相总体积传质系数Kya=0.028 kmol/(m3s)。试求：

（1）离开吸收塔的烟道气中SO2的含量（3分）； （2）清水用量（kg/h）（3分）；

（3）实际操作液气比（qnL/qnV）是最小液气比（qnL/qnV）min的多少倍（4分）； （4）填料层高度，m（3分）；

（5）该塔的填料层分离能力相当于20块理论板，试求该塔所选用填料的理论板当量高度HETP，m（4分）； （6）填料塔运转时间较长，其效率下降，有可能是哪方面的原因？举例说明（3分）。

3.（15分）采用常压干燥器干燥某种湿物料，每小时处理湿物料1000kg/h，物料的含水量从40％干燥降至5％(均为湿基含水量)；干燥介质为湿空气，初始温度为20℃，湿度为0.009kg/kg(干空气)，先经预热器加热至120℃后再进入干燥器，离开干燥器时废气温度为40℃，若干燥过程可视为理想干燥过程，试确定： （1）水分气化量，kg/h（5分）； （2）空气用量，kg(干空气)/h（4分）； （3）新鲜空气的体积流量，m3/h（3分）； （4）预热器对空气提供的热量（3分）；

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《化工原理》模拟试卷(A卷)

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【参考答案】=========================================

一、填空题(共12题，合计30分)

1.①不稳定操作 ②R＝0 Wx＝（W－ｄW）（x－ｄx）＋yｄW 2. 泛点，泛点气速是操作上限

3. 双膜模型，溶质渗透模型，表面更新模型；双膜模型 4. 扩散组分的性质及介质、温度、压力、浓度。 5. 单位塔截面上单位时间内下流的液体量（体积）。 6. 1.733

7. L’/V’＝4/3， xD＝0.8

【分析】

y＝（L’/V’）x－WxW/ V’， ∵D/F＝0.5 , xW＝0，又ｑ＝1 ∴L’/V’＝（R×（D/F）＋1）/（（R＋1）×D/F）＝（2×0.5＋1）/（3×0.5）＝4/3， xD＝xF/（D/F）＝0.4/0.5＝0.8

8. 1/KG=1/kG+1/H.kL; 1/KL=H/kG+1/kL

9.萃取相中A组分的浓度yA?萃余相中A组分的浓度 xA。 10.增大，减小 11.B-S完全不互溶

12.减少辐射和热传导对测量结果的影响

二、单项选择题(共10题，合计10分)

1.C 2.B 3.B 4.D 5.B 6.D 7.D 8.B 9.A 10.C

三、计算题(共3题，合计60分)

1.精馏计算题

解：

XDR0.7?0.285,?0.70,?2.333XD?0.95R?11、R?1 R=1?0.7,

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?200?D?W?190?0.95D?0.95W???200*0.5?0.95D?0.05W??100?0.95D?0.05W 2、

W?100kmol/h,D?100kmol/h,?1?0.95*100?95 0*0.5

?V?(R?1)D?(2.333?1)*100?333.3kmol/h?L??L?qF?2.333*100?200?433.3kmol/h 3、?xq?0.5,yq?4、

2*0.5?0.66661?(2?1)*0.5

xD?yq0.95?0.6666Rmin???0.6298Rmin?1xD?xq0.95?0.5Rminyn?1?

R2.3330.6298??1.3714??1.7012,R1.70121?0.6298min

Wxw433.3L?100*0.05xn??xn??1.3xn?0.015V?V?333.3333.3

5、

xq?0.56、

y1?xD?0.95,*x1?0.95?0.90482?(2?1)*0.95

y2?0.7*0.9048?0.285?0.9183EL?7、

xD?x10.95?x1??0.6,*xD?x10.95?0.9048x1?0.9229

y2?0.7*0.9229?0.285?0.9310

2.吸收计算题

万维试题库系统第 5 页

(1)G?316.5/(22.4?0.785?0.25?3600)?0.02kmol/m2sy2?y1(1??)?0.03(1?0.98)?0.0006 (2) ??x1x1??0.75xe10.03/34.9x1?0.000645(qnLy?y20.03?0.0006)?1??45.58qnGx1?x20.000645?0L?45.58?0.02?0.512kmol/m2sqmL?0.512?18?0.785?0.25?3600?6511kg/hr(3)((qnLy1?y20.03?0.0006)min???34.2qnGy1/m?x20.03/34.9?0qnLq)/(nL)min?45.58/34.2?1.33qnGqnGh?HOGNOGHOG?G0.02??0.714mKya0.028(4)?y1?y1?mx1?0.03?34.9?0.000645?0.007489?y2?y2?0.0006?ym?0.007489?.0.0006?0.002730.007489ln0.0006y?y2?1?10.7?ymNOG(5)h?7.64mh?HETP?NHETP?7.64/20?0.382m(6) 填料堆积不匀；沟流。

3.干燥计算题

qmw?qm1解：（1）

w1?w20.4?0.05?1000?268.42kg/h1?w21?0.05

(1.01?1.88?0.009)?120?2490?0.009?(1.01?1.88H2)?40?2490H2H?0.041(2) ∵理想干燥，I1?I22qmL?qmw268.42??8388kg/hH2?H10.041?0.009

（3）

qV?qmL?H?8388?0.842?7060m3/h(4)Φp=qmL(1.01+1.88×H0)(t1-t0)=8388(1.01+1.88×0.009)(120-20)=861380kJ/h=239.3kw

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