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化工原理蒸馏、干燥、吸收习题


蒸发
一、填空题 1. 单位加热蒸汽消耗量是指 蒸发 1kg 水分消耗的加热蒸汽量, kg/kg 2.蒸发操作中的温度差损失的原因(1)因溶液蒸汽压下降而引起 (2)液柱静压强而引起(3) 因流动阻力而引起 。 3.溶液因蒸汽压下降而引起的沸点升高与温度差损失的数值 相等 4. 在单效蒸发操作中, 加热蒸汽放出的热量消耗于: 蒸发 W kg/h (1) 水分(2) 将

F kg/h 原料液从温度 t0 加热到蒸发操作的沸点 t1 (3)损失 于周围环境中 。 5.按溶液在加热室内循环方式而分类,蒸发器分为:循环型(非模 式)和 非循环型(模式) 两大类。 单位时间内从溶液中蒸发的水分 ,即 6.蒸发器的生产能力是指 蒸发量 。 , kg(m2h)

7. 蒸发器的生产强度是指 单位时间传热表面积上蒸出的水分量 其表达式为 U=W/S ,单位为 。

8.就蒸发同样任务而言,单效蒸发的经济效益不如多效的,单效蒸 发的生产能力和多效的 相等 , 而单效的生产强度为的多效的 n 倍。 9.控制蒸发操作的总传热系数 K0 主要因素是 沸腾传热系数 放出不凝性气体

沸腾侧污垢热阻和 及时

。冷凝传热系数α0 虽不是控制因素,但操作是应 ,否则α0 会 急剧下降 。

10.多效蒸发系统的效数是有一定限制的,超过限制会出现 差损失等于或大于加热蒸汽温度与冷凝器温度之差 成 Σ△≥(T-Tk) ,这时蒸发操作 无法进行

总温

,用式子表达应写 。

11.蒸发操作过程中使用真空泵的目的是 性气体 ,以维持 蒸发器内真空度 。

抽出由溶液带入的不凝

12.在同条件下蒸发同样任务的溶液时,多效蒸发的总温度差损失 大于 失一次 单效的,这是因为 。 在多效系统中温度差损失 n 次,而单效只损

吸收
1

一、填空题 1.吸收操作的依据是 组分在溶剂中溶解度之差异 ,以达到分离气 体混合物的目的。 2. 亨利定律的表达式 P*=Ex, 若某气体在水中的亨利系数 E 值很大, 说明该气体为 难溶 气体。 3.对接近常压的溶质浓度低的气液平衡系统,当总压增大时,亨利 系数 E 不变 ,相平衡系数 m 减小 ,溶解度系数 大于 不变 。 4.由于吸收过程中气相中溶质分压总是 因此吸收操作线总是在平衡线的 5.吸收过程中,Kx 是以 位是 kmol/(m ·s) 。
2

溶质的平衡分压,

上方



X*-X 为推动力的总吸收系数,它的单

6. 水吸收氨—空气混合气中的氨, 它是属于 气膜 控制的吸收过程。 7.在 1atm、20℃下某低浓度气体混合物被清水吸收,若气膜吸收 系数 KG=0.1 kmol/(m · atm),液膜吸收系数 KL=0.25 kmol/(m · atm), h· h·
2 2

溶质的溶解度系 H=150 kmol/(m3·atm),则该溶质为 易溶 气体,气相 吸收总系数 KY= 0.0997 其中 1/kL 表示 程为液膜控制。 9.在吸收过程中,若提高吸收剂用量,对气膜控制的物系,体积吸 收总系数 KYα α将 增大 。 通过气、液两膜层的 几乎不变 ,对液膜控制的物系,体积吸收总系数 Ky kmol/(m ·h·△Y)。
2

8.若总吸收系数和分吸收系数间的关系可表示为 1/KL=1/kL+H/kG, 液膜阻力 ,当 H/kG 项可以忽略时,表示该吸收过

10.双膜理论是将整个相际传质过程简化为 分子扩散过程 。

11.吸收操作中增加吸收剂用量,操作线的斜率 动力 增加 。

增大

,吸收推

12.当吸收剂用量为最小用量时,则所需填料层高度将为 无限高 。 13.在常压逆流操作的填料塔中,用纯溶剂吸收混合气中的溶质。 已知进塔气相组成 Y1 为 0.02(摩尔比) ,操作液气比为 L/V=0.9,气液平 衡关系为 Y=1.0X,则溶质组分的回收率最大可达
2

90﹪



14. 脱吸因数可表示为 作线斜率之比 。

mV/L

,它在 Y-X 图上的意义是平衡线和操

15.在填料塔操作时,影响液泛气速的因素有 流体的物性 和 液气比 。 液泛

填料的特性



16.在填料塔设置中,空塔气速一般取

气速的 50﹪~80﹪ 液体再分布 装置。

若填料层较高,为了有效地润湿填料,塔内应设置 二、选择题 1.吸收操作的作用是分离(A) A.气体混合物 C.气液混合物 B.液体均相混合物

D.部分互溶的液体混合物

2.在一符合亨利定律的气液平衡系统中,溶质在气相中的摩尔浓 度与其在液相中的摩尔浓度的差值为(D) A.正值 B.负值 C.零 D.不确定

3.在吸收操作中,吸收塔某一截面上的总推动力(以液相组成差表 示)为(A)
* *

A.X -X

B.X- X
*

C.Xi-X

D.X-Xi

注:X 为液相中的溶质浓度,X 为与气相平衡的液相浓度,Xi 为气液界 面上的液相浓度。 4.某吸收过程,已知气膜吸收系数 kY 为 4×10-4kmo/(m2·s),液膜 吸收系数 kx 为 8×10-4 kmo/(m2·s),由此可判断该过程为(C) A.气膜控制 B.液膜控制 C.判断依据不足 D.双膜控制 5.在逆流吸收塔中,用清水吸收混合气中溶质组分。其液气比 L/V 为 2.7,平衡关系可表示为 Y=1.5X(X 为摩尔比),溶质的回收率为 90﹪, 则液气比与最小液气比之比值为(C) A.1.5 B.1.8 C.2 D.3

6.根据双膜理论,当溶质在液体中溶解度很小时,以液相表示的总 传质系数将(B) A.大于液相传质分系数 C.小于气相传质分系数 B.近似等于液相传质分系数 D.近似等于气相传质分系数

7.在填料塔中用清水吸收混合气中氨,当用水量减小时,气相总传
3

质单元数 NoG 将(A) A.增加 B.减小 C.不变 D.不确定

8.逆流操作的填料塔,当脱吸因数 S>1 时,且填料层为无限高时, 气液两相平衡出现在(B) A.塔顶 B.塔底 C.塔上部 D.塔下部

9.在逆流吸收塔中,吸收过程为气膜控制,若进塔液体组成 X2 增 大,其他条件不变,则气相总传质单元高度将为(C) A.增加 B.减小 C.不变 D.不确定

10.在逆流吸收塔中,用纯溶剂吸收混合气中溶质。平衡关系符合 亨利定律。当进塔气相组成 Y1 增大,其他条件不变,则出塔气体组成 Y2 和吸收率ψ的变化为(C) A.Y2 增大,ψ减小 C.Y2 增大,ψ不变 B.Y2 减小,ψ增大 D.Y2 增大,不确定ψ

蒸馏
一、填空题 蒸馏分离的依据是 挥 1. 蒸馏是分离 均相液体混合物 的一种方法, 发度差异 。 2.气液两相呈平衡状态时,气液两相温度 相同 ,但气相组成 大 于 液相组成。 3.气液两相组成相同时,则气相露点温度 大于 液相泡点温度。 4.在精馏过程中,增大操作压强,则物系的相对挥发度 塔顶温度 升高 塔釜温度 升高 ,对分离过程 不利 。 5.两组分溶液的相对挥发度是指溶液中 难挥发组分 的挥发度的比值,α=1 表示 6.所谓理论板是指该板的气液两相 组成均匀一致 。 下降 ,

易挥发组分 的挥发度对 。

不能用普通蒸馏方法分离 互呈平衡 ,且塔板上

液相

7.两组分物系,其相对挥发度 α=3,对第 n、n-1 两层理论板,在全 回流条件下,已知 xn=0.3,则 yn-1= 0.794 。 8.某精馏塔的精馏段操作线方程为 y=075x+0.24,则该精馏塔的操
4

作回流比为 R=3 ,精馏液组成为 x D =0.96 。 9.精馏塔的塔顶温度总是低于塔底温度,其原因是 分含量高 和 塔底压力高于塔顶 。 塔顶易挥发组

10.在总压为 101.33kPa、温度为 95℃下,苯与甲苯的饱和蒸气分 别为 pOA=155.7kPa、pOB=63.3kPa,则平衡时苯的液体组成为 x= 0.411 , 气相组成为 y= 0.632 ,相对挥发度 α= 2.46 。 11.精馏塔有 五种 进料热状态,其中 冷液 体进料 q 值最大,进 料温度 tF 小于 泡点 tb。 12.在操作的精馏塔中,测得相邻两塔板的两相四个组成为 0.62、 0.70、 0.75、 0.82, yn= 则 0.82 , n= 0.70 x , n+1= 0.75 , n+1= 0.62 。 y x 13.对于不同的进料热状态,x q、yq 与 xF 的关系为 (1)冷液进料, x q 〉xF,yq 〉xF ;
=

(2)饱和液体进料, x q

xF,yq 〉xF ; xF

(3)气液混合物进料 x q〈 xF,yq 〉xF ; (4)饱和蒸气进料, x q〈 xF,yq
=


(5)过热蒸气进料, x q 〈 xF,yq〈 xF 0



14.某连续精馏塔中,若精馏段操作线方程的截距等于零,则:回 流比等于 ∞ ,馏出液流量等于 ,操作线方程为 yn+1= xn


15.板式塔的流体力学性能包括 塔板压降 、 液泛 、 雾沫夹带 、 漏夜 、 液面落差 。 16. 塔板负荷性能图由 雾沫夹带线 、 泛液线 、 液相符合上限线 、 漏夜线 、 液相负荷下限线 五条线组成,五条线围成的区域为 适宜 。

操作区 ,操作点应在

适宜操作区内

17.加大板间距,则液泛线 上移 减少踏板开孔率,则漏夜线下移 增加降液管面积,则液相负荷上限线 右移 。 18.塔板的操作弹性是指 操作线与负荷性能图上曲线的两个交点 。

所对应的气体流量的上限与下限的比值 二、选择题

1.精馏操作时,增大回流比,其他操作条件不变,则精馏段液气比 L/V=(A) ,馏出液组成 x D(A) ,釜残液组成 x W(D)
5

A.增加

B.不变

C.不确定

D.减小

2.精馏塔的设计中,若进料热状态由原来的饱和蒸气进料改为饱和 液体进料,其他条件维持不变,则所需理论板数 N(A) ,L(B) ,V(B) ,V 。 L/(C) /(C) A. 减小 A. 等于 B. 不变 B. 小于 C. 增加 C. 大于 D. 不确定 D. 不确定 3.对于饱和蒸气进料,则 L/(A)L,V/(B)V。 4.某减压操作的精馏塔,若真空度加大,而其他条件不变,则塔釜 残液组成 x W(A) ,馏出液组成 x D(C) 。 A. 减小 B. 不变 C. 增加
/

D. 不确定

5.操作中的精馏塔,F、q、x D、x W 、V 不变,减小 xF,则有(C) 。 A .D 增大,R 减小 C. D 减小,R 增大 V/(D) 。 A. 不确定 则 L (A) /(A) ,V 。 A. 增加 B. 不变 C. 减少 D. 不确定 8.用某精馏塔分离二元混合物,规定产品组成 x D、x W。当进料为 xF1 时,相应的回流比为 R1;进料为 xF2 时,相应的回流比为 R2。若 xF1 〈 xF2,进料热状态不变,则(C) 。 A. R1〈R2 B. R1=R2 C. R1〉R2 D. 无法确定 9. 精馏塔设计中, 增大操作压强, 则相对挥发度 (C) 塔顶温度 , (A) , 塔釜温度(A) 。 A. 增大 B. 不变 C. 减少 D. 不确定
/

B. D 不变,R 增大 D. D 减小,R 增大

6.操作中的精馏塔,保持 F、xF、 q、R 不变, 增加 W,则 L/V (C) , B. 增加 C. 不变 D. 减小

7.精馏操作时,若 F、xF、 q、R 均不变,而将塔顶产品量 D 增加,

10.精馏塔中由塔顶向下的第 n-1、n、n+1 层塔板,其气相组成关 系为(C) 。 A.yn+1〉yn〉yn-1
B.

yn+1=yn=yn-1

C.

yn+1〈yn〈yn-1

D.不确定

11.某二元混合物,其中 A 为易挥发组分,液相组成 xA=0.4,相应
6

的泡点温度为 t1,气相组成 yA=0.4,相应的露点温度为 t2,则(A) 。 A . t1〈t2 B. t1=t2 C. t1〉t2 D.不能确定 12.分离某二元混合物,进料量为 100kmol/h,xF=0.6,要求馏出液 。 组成 x D 不小于 0.9,则塔顶最大产量为(B) A. 60 kmol/h A. 浮阀塔板 A. 上移 B. 66.7 kmol/h B. 穿流塔板 B. 不动 C. 90 kmol/h C. 泡罩塔板 C. 下移 D.不能确定 D. 淋降栅板 D. 无法确定 13.下列塔板属于错流塔板的有(A、C) 。 14.精馏塔设计中,增加塔板开孔率,可使漏夜线(A) 。 15.完成某分离任务需理论板数为 N=7(包括再沸器) ,若 ET=50%, 则塔内需实际板数为(C) 。 A. 14 层 B. 10 层 C. 12 层 D. 无法确定

干燥
一、填空题 1.在 101.33kPa 的总压下,在间壁式换热器中将温度为 293K、相 对湿度为 80%的湿空气加热,则该空气下列状态参数变化的趋势是:湿 度 H 不变 ,相对湿度ф 降低 ,湿球温度 tw 增高 ,露点 td 不变 。 2.在 101.33kPa 的总压下,将饱和空气的温度从 t1 降至 t2,则该 空气下列状态参数变化的趋势是: 相对湿度ф 100%不变 , 湿度 H 降低 , 湿球温度 tw 降低 ,露点 td 降低 。 3. 在实际的干燥操场作中, 常用 干湿球温度计 来测量空气的湿度。 4.测定空气中水气分压的实验方法是测量 露点 。

5.对流干燥操场的必要条件是 湿物料表面的水汽分压大于干燥介 质中的水汽分压, 存在传热传质推动力 量传递相结合的过程 。 ;干燥过程是 热量传递与质

6.在 101.33kPa 的总压下,已知湿空气的温度为 40℃,其相对湿 度ф60%,且 40℃下水的饱和蒸气压为 7.38KPa,则该空气的湿度 H 为 0.02843 Kg/Kg 绝干气,其焓 I 为 113.3 kJ/Kg 绝干气。

7.在一定的温度和总压强下,以湿空气作干燥介质,当所有空气的
7

相对湿度ф减小时,则湿物料的平衡水分相应 相应 增大 。 温度 、 湿度

减小 ,其自由水分

8.恒定的干燥条件是指空气 干燥过程。 9.恒速干燥阶段又称

、 流速

均不变的

表面气化

控制阶段,影响该阶段干燥速率 其与物料的接触方式 ;

的主要因素是 干燥介质的状况 、 流速 及 降速干燥阶段又称 因素是 物料结构 。 内部迁移 、 尺寸

控制阶段,影响该阶段干燥速率的主要 及其 与干燥介质的接触方式 、 物料

本身的温度

10.在恒速干燥阶段,湿物料表面的温度近似等于 温度 。

热空气的湿球

11.在常压和 40℃下,测得湿物料的干基含水量 X 与空气的相对湿 度 φ 之间的平衡关系为:当 φ=100%时,平衡水量 X=026kg/kg 绝干料, 当 φ=40%时,平衡含水量 X=0.04kg/kg 绝干料.已知该物料的初始含水量 X=0.43kg/kg 绝干料,现让该物料在 40℃下与 α=40%的空气充分接触, 非结合含水量为 0.17 kg/kg 绝干料,自由含水量为 0.39 kg/kg 绝干料。 。 。 12.干燥速率的一般表达式为 在表面汽化控制阶段,则可将干燥速率表达为 kg 水/ m2?h) 在临界含水量为 ( , 0.04 kg/kg 绝干料。 干燥器不补充热量 QD=0 、

13. 在恒定干燥条件下测得湿物料的干燥速率曲线如本题附图所示。 其恒速阶段的干燥速率为 4.0 0.20 kg/kg 绝干料,平衡含水量为

14.理想干燥器或等焓干燥过程是指

忽略干燥器的热损失 QL=0 、忽略加热物料所消耗的热量 进入和离开干燥器的焓值 相等 。 15.写出三种对流干燥器的名称 流化床干燥器 。 加速运动 和 16.固体颗粒在气流干燥器中经历 个运动阶段,其中 二、选择题 厢式干燥器 、

,干燥介质

气流干燥器 、

恒速运动



加速运动段 是最有效的干燥区域。

1.已知湿空气的如下两个参数,便可确定其他参数(C) 。
8

A. H,p

B. H, td

C. H, t

D. I,tas

2. 当空气的相对湿度ψ=60﹪时, 则其三个温度 t (干球温度) tw(湿 、 球温度)、td(露点)之间的关系为(B) 。 A.t=tw=td B.t>tw>td C.t<tw<td D.t>tw=td

3.湿空气在预热过程中不变化的参数是(D) 。 A.焓 B.相对湿度 C.湿球温度 D.露点

4.物料的平衡水分一定是(A) 。 A.结合水分 B.非结合水分 C.临界水分 D.自由水分

5.在恒定条件下将含水量为 0.2(干基,下同)的湿物料进行干燥。 当干燥至含水量为 0.05 时干燥速率开始下降,再继续干燥至恒重, 测得此时含水量为 0.004,则物料的临界含水量为(A) 。 A.0.05 B.0.20 C.0.004 D.0.196

6.同一物料,如恒速阶段的干燥速率加快,则该物料的临界含水量 为(C) 。 A.不变 B.减少 C.增大 D.不一定

7.已知物料的临界含水量为 0.18(干基,下同) ,现将该物料从初 始含水量 0.45 干燥至 0.12,则干燥终了时物料表面积温度为θ为 (A) 。 A.θ>tw B.θ=tw C.θ=td D.θ=t

8.利用空气作介质干燥热敏性物料,且干燥处于降速阶段,欲缩短 干燥时间,则可采取的最有效措施是(B) 。 A.提高干燥介质的温度 C.降低干燥介质相对湿度 B.增大干燥面积、 减小薄物料厚度 D.提高空气的流速

9.将水喷洒于空气中而使空气减湿,应该使水温(D) 。 A.等于湿球温度 C.高于露点 B.低于湿球温度 D.低于露点

10. 同一种物料在一定干燥速率下, 物料愈厚, 则其临界含水量 (C) 。 A.低 B.不变 C.高 D.不定

11.在恒定条件下干燥某种湿物料, (1)临界含水量是结合水与非结合水的分界点。
9

(2)平衡水分是区分可除去水分与不可除去水分的分界点。 正确的结论是则(D): 。 A. 两种提法都对 C.(1)对, (2)不对 B. 两种提法都不对 D.(1)不对, (2)对

12.在等速干燥阶段,用同一种热空气以相同的流速吹过不同种类 的物料曾表面,则对干燥速率的正确判断是(C) 。 A.随物料种类不同而有极大差别 B.随物料种类不同可能会差别 D.不好判断 D. 不确定

C.各种不同种类物料的干燥速率是相同的 A. 增大 B. 减小 C. 不变

13.物料的平衡水分随其本身温度升高的变化趋势为(B) 。

14.在下列条件下可认为接近恒定干燥条件 (1)大量的空气干燥少量的湿物料。 (2)工业上连续操作的干燥过程。 正确的判断是(C) : A.(1)不对, (2)对 C.(1)对, (2)不对 B. 都不正确 D. 都正确

15.在一定温度下,物料的结合水与非结合水的划分,取决于(B) 。 A.影响因素复杂,难以判定 C.由空气的状态和物料的性质共同决定 B.料物的性质 D.空气的状态

16.在(D)两种干燥器中,固体颗粒和干燥介质呈悬乎状态接触。 A.厢式与气流 C.洞道式与气流 A.气流干燥器 C.喷雾干燥器 B. 厢式与流化床 D.气流与流化床 B. 流化床干燥器 D. 厢式干燥器

17.欲从液体料浆直接获得固体产品,则最适宜的干燥器是(C) 。

10

11


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