高职高专化工原理下册期末考试试卷及参考答案

更新时间:2023-12-07 01:31:01 阅读量: 教育文库 文档下载

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化工原理下册期末考试试卷

化工原理下册期末考试试卷

一、 选择题(每题2分,共16分)

1、在逆流吸收填料塔中,当其它条件不变,只增大吸收剂的用量(不引起液泛),平衡线在Y—X图上的位置将________。

A、降低 B、不变 C、升高 D、不能判断

2、在逆流吸收塔中,用纯溶剂吸收混合气体中的溶质组分,其液气比LS/VB为 2.85,平衡关系可表示为Y?1.5X(Y、X为摩尔比),溶质的回收率为95%,则液气比为最小液气比的( )倍。

A、3 B、2 C、1.8 D、1.5

3、对处理易溶气体的吸收,为较显著地提高吸收速率,应增大 的流速。 A、气相 B、液相 C、气液两相 D、不确定 4、吸收塔尾气超标,可能引起的原因是 。

A、塔压增大 B、吸收剂降温 C、吸收剂用量增大 D、吸收剂纯度下降 5、某常压精馏塔,塔顶设全凝器,现测得其塔顶温度升高,则塔顶产品中易挥发组分的含量将 。

A、升高 B、降低 C、不变 D、以上答案都不对 6、在精馏过程中,当xD、xW、xF、q和塔顶产品量一定时,只减小回流比,则所需理论塔板数将 。

A、增大 B、不变 C、减小 D、以上答案都不正确 7、精馏分离某二元混合物,规定分离要求为xD、xw。如进料分别为xF1、xF2 时,其相应的最小回流比分别为Rmin1、Rmin2 。当xF1?xF2 时,则 。

A、Rmin1?Rmin2 B、Rmin1?Rmin2 C、Rmin1?Rmin2 D、Rmin 的大小无法确定

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8、溶液能否用一般精馏方法分离,主要取决于 。 A、各组分溶解度的差异 B、各组分相对挥发度的大小 C、是否遵循拉乌尔定律 D、以上答案都不对

二、 填空题(每题2分,共20分)

1、气体吸收是利用各组分在液体溶剂中 的不同分离气体混合物的单元操作,其逆过程是 。

2、若分别以S1、S2、S3分别表示难溶、中等溶解度、易溶气体在吸收过程中的脱吸因数,吸收过程中操作条件相同,则应有S1 S2 S3(填 >、<或=)。

3、若总吸收系数和分系数间的关系可表示为

1Kg?1kg?1Hkl,其中

1kg表示

, 项可忽略时,表示该吸收过程为气膜控制。 4、在本学期学习的两个单元操作中,两组分A、B的等摩尔反向扩散体现在 单元操作中,而组分A在B中单向扩散体现在 单元操作。 5、板式塔的不正常操作有 和 。

6、在填料塔的?p/Z?u曲线图上有两个折点,该两折点将曲线分为三个区,塔的操作应在 区。

7、精馏塔进料可能有5种不同的热状况,当进料为气液混合物且气液物质的

量之比为2:3时,则进料热状况q值为 。

8、某连续稳定精馏塔操作过程,进料状况为泡点,已知精馏段操作线方程式为y=0.75x+0.2,提馏段操作线方程为y=1.5x-0.025,则料液组成xF= 。

9、所谓理论板是指离开该板的蒸汽和液体组成达到 状态。 10、为完成某双组分混合液的分离任务,某精馏塔的实际塔板数为22块(不包括塔釜),总板效率为50%。则理论塔板数为 块(包括塔釜)。

三、 判断题(每题2分,共10分)

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1、当溶质在气相中的实际分压小于平衡分压时,将发生解吸过程。 ( ) 2、填料塔中用清水吸收混合气中NH3,当水泵发生故障上水量减少时,气相总传质单元数NOG减少。( )

3、亨利定律各种表达式中几个系数:溶解度系数、亨利系数、相平衡常数都是无单位的系数。( )

4、对酒精——水系统用普通精馏方法进行分离,只要塔板数足够,可以得到纯度为0.98(摩尔分率)以上的纯酒精。( )

5、精馏塔中,若塔板上气液两相接触越充分,则塔板分离能力越高,则满足一定分离要求需要的理论塔板数越少。( )

四、 简答题(每题4分,共24分)

1、简述吸收剂中吸收质浓度对吸收操作的影响。

2、在逆流操作的填料塔中,用清水吸收焦炉气中的氨,若混合气体处理量增加,要求吸收率不变,则应可能采取哪些措施?

3、列举常见的四种填料。

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4、写出连续精馏操作中三个必不可少的装置。

5、简述回流比对精馏费用的影响。

6、写出用图解法计算精馏所需的理论塔板数的步骤并画出草图。

五、 计算题(每题15分,共30分)

1、今有连续逆流操作的填料吸收塔,用清水吸收原料气中的甲醇。已知处理惰性气体量为1000m3?h?1(操作状态),原料中每立方米惰性气体含甲醇100g,吸收后水中含甲醇量等于与进料气体中相平衡时浓度的67%。设在常压、25℃下操作,吸收的平衡关系取为Y?1.15X,甲醇回收率要求为98%,塔径为0.84 m

KYa?100kmol?m?3?h?1 。试求:(1)水的用量为多少kg?h?1?(2)传质单元高

度HOG;(3)传质单元数NOG;(4)填料层高度。

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2、用一精馏塔分离二元理想混合物,塔顶为全凝器冷凝,泡点温度下回流,原料液中含轻组分0.5(摩尔分数,下同),操作回流比取最小回流比的1.4倍,所得塔顶产品组成为0.95,釜液组成为0.05,料液的处理量为100kmol/h,料液的平均相对挥发度为3,若进料时蒸气量占一半,试求: (1)提馏段上升蒸气量;(2)自塔顶第2层板上升的蒸气组成。

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参考答案

一、选择题(每题2分,共16分)

1、B 2、B 3、A 4、D 5、B 6、A 7、A 8、B

二、填空题(每题2分,共20分)

1、溶解度,解吸 2、>、> 3、气膜阻力,

1Hkl 4、精馏、吸收

5、液泛、严重漏液 6、载液区 7、0.6 8、0.3 9、平衡 10、12

三、判断题(每题2分,共10分)

1、√ 2、× 3、× 4、× 5、×

四、简答题(每题4分,共24分)

1、入塔吸收剂中溶质浓度越低,吸收推动力越大,在吸收剂用量足够的条件下,塔顶尾气的浓度越低。入塔吸收剂中溶质浓度越高,显然会造成吸收推动力减小,尾气中溶质含量升高,甚至会超过分离指标,造成后工段操作困难。当入塔吸收剂中溶质浓度降低时,解吸系统进行处理难度加大,要确保符合工艺要求。

2、增加用水量、增高填料层高度、提高操作压强、降低操作温度等。 3、拉西环、鲍尔环、阶梯环、波纹填料(只需列举四个即可) 4、精馏塔、再沸器、冷凝器

5、回流比增大,理论板数减小,设备费用减小,但操作费用会增加,设备费用 与操作费用的总和会有一个最小值,最小值对应的回流比为适宜回流比。

6、平衡线,精馏段操作线,q线,提馏段操作线,在平衡线与操作线之间画梯级。图略

五、 计算题(每题15分,共30分)

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1、解:(1)VB?100022.4?273?27332?25??40.9kmol?h?1 (1分)

Y1?100?10122.4??3273273?25?0.0764 (1分)

Y2?Y1?1????0.0764??1?0.98??0.00153 (1分)

X1?0.67?Y1?Y2X1?X2Y1m?0.67?0.07641.15?0.0445(2分)

LS??VB?0.0764?0.001530.0445?40.9?68.81kmol?h?1

?1238.6kg?h?1(2分)

40.9100??0.7384m (2分)

2(2) HOG?VBKya???4??0.84?(3) Y1?0.0764,Y2?0.00153,X1?0.0445,X2?0

?Y1?1.15X1?0.0512,Y2?0

**??Ym??Y1?Y1ln*???Y2*1*2?Y2*Y1?Y???0.0764?0.0512??0.00153ln0.02520.00153?0.00845

Y2?Y?

?NOG?Y1?Y2?Ym0.0764?0.001530.00845mVL??8.86 (4分)

或用解析法求NOG ? ?NOG11.15?40.968.8122?0.684

??mV??Y1?mX?ln??1????Y?mXmVL???2?1?L?mV???? ?L??

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?0.0764??ln??1?0.684??0.684??8.861?0.6840.00153??1

(4)Z?NOG?HOG?8.86?0.7384?6.54m (2分)

2、解:(1)由相平衡方程 y?qq?1xFq?1?x1?(??1)x0.5?3x1?2x (1分)

及进料方程 y?x??0.5?1x?0.50.5?14?84??x?1 (1分)

联立解得 2x2+2x-1=0 x?取 x?0.367 (2分)

q?2?

则 yq?3xq1?2xq?0.633 (1分)

Rmin?xD?yqyq?xq?0.95?0.630.63?0.37?1.23 (2分)

R=1.4Rmin?1.722 (1分)

再由物料衡算方程 F?D?W 及 FxF?DxW?WxW 解得 D?50kmol/h W?F?D?50kmol/h

V?(R?1)D?(1.722?1)50?136.1kmol/hV?V?(1?q)F?V?0.5F?136.1?50?86.1kmol/h' (3分)

(2)已知y1?xD?0.95 (1分) 由相平衡关系 x1?y1?0.86 (1分)

??(??1)y1再由精馏段操作线方程解得

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y2?RR?1x1?xDR?1?1.7221.722?1?0.86?0.951.722?1?0.88

(2分)

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