重庆大学 课程试卷juan2008 ~200 9 学年 第 2 学期 开课学院： 化学化工 课程号： 22014025 考试日期： 2009.06.18考试方式：考试时间： 120 分注：1.大标题用四号宋体、小标题及正文推荐用小四号宋体；2.按A4纸缩小打印一．填空题 （20 分）1. 吸收操作一般用于分离____气体____混合物，其原理是利用气体中各组分在吸收剂中__溶解度_________的差异来达到分离的目。
精馏操作一般用于分离____液体_____混合物，其原理是利用原料中各组分的____挥发度_______差异来达到分离的目的。
萃取操作一般用于分离____液体_______混合物，其原理是利用原料液中各组分在萃取剂中____溶解度_______的差异来达到分离的目的。
2. 有效膜理论的要点是：1. 两相在界面达到平衡2. 在膜中的传质为扩散3. 气体吸收计算中，传质单元高度是表示 设备传质性能好坏 的一个参量，而传质单元数是表示 分离任务难易 的参量。
4. 两组份的相对挥发度越小，则表示分离该物系越 难 。
二元溶液连续精馏计算中，进料热状态的变化将引起平衡线、操作线与ｑ线中哪几条线的变化？____操作线 和 ___q 线 ___。
5. 已知在常压及25℃下水份在某湿物料与空气之间的平衡关系为：相对湿度φ=100%时，平衡含水量x* = 0.02kg 水／kg 绝干料；相对湿度φ= 40%时, 平衡含水量 x* = 0.007 kg 水／kg 绝干料。
现该物料含水量为0.23kg 水／kg 绝干料, 令其与25℃, φ=40%的空气接触, 则该物料的自由含水量为 0.223 kg 水／kg 绝干料, 结合水含量为 0.02 kg 水／kg 绝干料。
6. 将不饱和空气在间壁式换热器中由t 1加热至t 2，则其湿球温度t W （增大 ），露点温度t d （ 不变 ），相对湿度φ（ 减小 ）。
7、在（液-液-液）三角形相图中，三个顶点代表（ 纯液体 ）；三个边代表（ 二元混合物 ）；三角形内部任意点代表（ 三元混合物 ）。
8. 用溶剂S 分离A 、B 液相混合物（A 为溶质），二相平衡时萃取相中y A= 0.2,y S = 0.6;萃余相中x A = 0.15, x S = 0.05,则分配系数k A 为_4/3_，选择性系数β为___16/3____。
命题人：董立春组题人：审题人：谭世语命题时间：2008.12.28教务处制学院 专业、班 年级 学号 姓名公平竞争、诚实守信、严肃考纪、拒绝作弊封线密二．选择题（20分）1. 在填料塔中用清水吸收混合气中的NH3，当水泵发生故障，水量减少时，吸收率 ( B )A．增加；B. 减少；C.不变；D.无法判断；2. 在吸收塔调节过程中，如减小液体的进口浓度x2，则吸收推动力增大，传质速率增加，吸收比提高，则气体出口浓度y2 ( B )，液体出口浓度( B )A．增加；B. 减少；C.不变；D.无法判断；3. 在吸收塔某处，气相主体浓度y=0.025，液相主体浓度x=0.01，气相传质分系数ky =2kmol/m2h，气相总传质系数Ky=1.5kmol/ m2h，则该处气液界面上气相浓度yi应为（ B ），平衡关系 y=0.5x.A. 0.02;B. 0.01;C. 0.015;D. 0.0054. 操作中的精馏塔，保持F,q,x D,x W,V’不变，减小x f，则（ C ）A．D增大，R减小；B. D不变，R增加；C. D减小，R增加；D. D减小，R不变；5. 某精馏塔，精馏段理论板数为N1层，提馏段理论板数为N2层，现因设备改造，使精馏段理论板数增加，提馏段理论板数不变，且F，x F，q，R，V 等均不变，则此时：（ B ）A. x D增加，x W不变；B. x D增加，x W减少；C. x D增加，x W增加；D. x D增加，x W的变化无法确定；6.在1.在常压下苯的沸点为80.1℃，环己烷的沸点为80.73℃，为使这两组分的混合液能得到分离，可采用下列那种分离方法（ A ）。
A. 萃取精馏B. 普通精馏C. 恒沸精馏D. 水蒸汽直接加热精馏7. 等速干燥阶段中，在给定的干燥空气条件下，对于干燥速率的正确判断是：（ C ）A．干燥速率随物料种类、质量不同而有差异。
B．干燥速率随物料质量不同而有变化，而与种类不同无关。
C．对不同质量、种类的物料，干燥速率实质上相同。
D. 以上都不对。
8. 对于一定干球温度的空气，当其相对湿度愈低时，其湿球温度：( B )。
A. 愈高；B. 愈低；C.不变；D. 不一定，与其它因素有关。
9、在B-S完全不互溶的多级逆流萃取过程中，原用纯溶剂，现改用再生溶剂（ys>0），其他条件不变，则对操作的影响是（ C ）。
A、萃余率不变；B、萃余率减小；C、萃余相含量增加；D、萃取相含量减小10、在选择萃取剂时，要求溶质在两相的分配配系数k A（ D ）。
A、一定大于1；B、一定小于1；C、一定等于1；D、都可以。
三．图示题（10分）某混合液含溶质A 20%，稀释剂80%，拟用纯溶剂S单级萃取，要求萃余液中A的含量为10%，溶解度曲线如图所示。
在操作范围内溶质A的分配系数k A=1，试在图A上图示下列计算的过程。
（要求将解题过程需要的线和符号在图上画出来，并写出计算步骤，不需量取线段长度）（1）每处理100kg原料液时，需溶剂用量S多少kg？（2）所得萃取液中A的浓度y A0为多少？解：1. 由x F=0.2定由F点，联结FS。
再由x A=0.1确定R，分配系数k A=1，即y A=x A, 结线为一水平线，因此可得E点。
联R E交FS于M点。
如图所示。
（1）S = F·MF/MS（2）连接SE，延长与AB交于E*，BE* 即为y A0（3）在图B上，分别标出溶质A 浓度5%时，萃取液中A的最大可能浓度（y A0）？gttttt 点的竖坐标即为最大y A0三．计算题（50分）(1). 在常压下逆流操作的填料吸收塔中，用纯溶剂吸收混合气体中的溶质组分。
入塔气体流量为47.5 kmol/h（标准状况），入塔气体中溶质的浓度为5%（体积），吸收率为90%，操作条件下的气液平衡关系为Y*=1.5X，液气比L/V=3，试求（1）出塔液体浓度X1；（2）所需填料层高度Z。
解：（1）()00526.01.00526.010526.005.0105.0121=⨯=-==-=ηYYYAB()()01578.000526.00526.03102112=-⨯=-==Y Y L VX X （2）002367.001578.05.1*2*1==⨯=Y Y41.300526.002367.00526.0ln00526.002367.00526.000526.00526.021=----=∆-=mOG Y Y Y N(2).常压操作连续精馏塔用以分离苯－甲苯溶液，y 1 = 0.72(摩尔分率，下同)的塔顶蒸汽经分凝器冷凝后液相作为塔顶回流液，气相经全冷凝器冷凝成塔顶产品，进料F 为100kmol/h ，进料浓度X F = 0.44，泡点进料，塔顶与塔底产品D = W = 50 kmol/h ，塔顶馏出液浓度X D = 0.83，取相对挥发度α = 2.5，求： 1. 塔釜液浓度； 2. 操作回流比3. 塔釜蒸发量 V’,kmol/h.解： (1)∵FX F = DX D + WX W∴X W =0.05 (2) y D = X D = 0.83X 0 = 0.83/(2.5-1.5*0.83)=0.66 ∵y 1=R*X 0/(R+1)+X D /(R+1) ∴R=1.83 (3)V ’=V=(R+1)D(3) . 图1为两股不同的原料液分别预热至泡点，从塔的不同部位连续加入精馏塔内。
已知X D = 0.98，X S = 0.56，X F = 0.35，X W = 0.02 （以上均为易挥发组分表示的摩尔分数）。
系统的相对挥发度α=2.4，含量较高的原料液加入量为0.2F ，如已知D/F=0.456, 试求：为达到上述分离要求所需的最小回流比。
（提示：最小回流比下，如图2，挟点可能出现在A 点或B 点，提馏段操作的斜率为其液汽流量比）D, X D0.2F, X SF, X F4.（12分）新鲜空气的温度30℃，湿度0.01kg水/kg绝干气，预热至120℃后送入干燥器，离开干燥器的废气温度为70℃，干燥产品的流量为600kg/h,进出干燥器的湿物料的含水量分别为10％和2％（均为湿基）。
若干燥过程可视为等焓干燥过程。
试求：（1）水分蒸发量；（2）绝干空气消耗量；解：（1）水分蒸发量()()22160010.02588/G G w kg h=-=-=绝干料()()125880.11110.020453.33/W G X X kg h=-=-=（2）绝干空气消耗量（6分）100.01H H==kg水/kg绝干气()11111.01 1.882490I H t H=++()1.01 1.880.0112024900.01148.36=+⨯⨯+⨯=kJ/kg绝干气等焓过程：I1=I2()22221.01 1.882490148.36I H t H=++=kJ/kg绝干气270t=℃，解得：20.0296H=kg水/kg绝干气kg绝干气/h。