2011化工原理练习题-总 下载本文

加,液相总传质单元数NOL ③ , 气相总传质单元高度HOG① ,操作线斜率②

①增加;②减少③基本不变④不变 10.吸收塔的操作线是直线, 主要基于 ④ ①物理吸收②化学吸收

③高浓度物理吸收④低浓度物理吸收

11.吸收操作中,下列各项数值的变化不影响吸收传质系数的是① ①传质单元数的改变②传质单元高度的改变 ③吸收塔结构尺寸的改变 ④吸收塔填料类型及尺寸的改变

12 吸收过程所发生的是被吸收组分的 ① 。

①单向扩散; ②等分子相互扩散; ③主体流动; ④分子扩散 二、填空

1.亨利定律的表达式为 ; 它适用于 稀溶液 2.气体的溶解度一般随温度的升高而 降低

3.吸收操作中,压力 升高 和温度 降低 都可提高气体在液体中的溶解度,有利于吸收操作。 4.对于脱吸过程而言,压力降低和温度升高都有利于过程的进行。

5.以分压差为推动力的总传质速率方程可表示为NA=KG(p-p*), NA的单位为kmol/(m2.s),由此式可推知气相体积总传质系数 KG .α的单位是: , 其中α代表 单位体积填料层中传质面积 。

6. 若KG、kG、kL 分别为气相总传质系数、气膜吸收系数和液膜吸收系数 ,在浓度范围内符合亨利定律,H为溶解度系数, 则它们之间的关系式为:

7.吸收总传质系数与分系数间的关系可表示为:1/KL= H/kG +1/kL,若 KL 近似等于kL, 则该吸收过程为 液膜 控制。

8. 吸收操作中,温度不变,压力增大,可使相平衡常数 减小 ,传质推动力 增大 9. 假设气液界面没有传质阻力,故pi与 ci的关系为 呈平衡 ,如果液膜传质阻力远小于气膜的,则 KG 与kG的关系为 相等 。在填料塔中,气速越大,KG越 大 ,扩散系数D越大,KG越 大 。

10.(1)在实验室用水吸收空气中的CO2基本属于 液膜 控制,其气膜中的浓度梯度 小于 液膜中的浓度梯度。气膜阻力 小于 液膜阻力。

(2) 吸收塔操作时, 若脱吸因数S(mG/L)增加, 而气液进料组成不变, 则溶质回收率将 减少 (增加,减少,不变,不定)。

11. 在气体流量、气相进出口组成和液相进口组成不变时, 减少吸收剂用量, 则传质推动力

将 减小 , 操作线将 靠近平衡线 , 设备费用将 增加 ,日常运作费用降低 12. 吸收操作中,若S=mG/L为脱吸因数,(yb-mxa)/(ya-mxa)表示吸收程度,NOG为气相总传质单元数

1) 若吸收程度相同,S减小(吸收因数A提高),则:NOG (减小),填料层高度h0 (降

低)。说明S减小或A增大,利于吸收 。

2) S相等时,吸收程度提高,则:NOG提高 ,从而填料层高度h0 加大,设备投资加大。 3) NOG相同时,若S减小,A增大,则:吸收程度提高 ,说明L增大吸收分离的效果提高 13. 低浓度液膜控制系统的逆流吸收, 在塔操作中若其他操作条件不变, 而入口气量有所增加,液相总传质单元数NOL基本不变, 气相总传质单元高度HOG 增加 ,操作线斜率 减少 14正常操作的逆流吸收塔,因故吸收剂入塔量减少,一致使液气比小于原最小液气比,将会发生 ③ 时,应采取适当的温差补偿措施。

①出塔液x1增大,回收率?增大;②出塔气y2增大,出塔液x1不变; ③出塔气y2增大,出塔液x1增大; ④在塔的下部发生解吸现象。

15完成一分离任务需要的填料层高度为8m,所用填料的等板高度为0.5米,如改用板式塔,则完成这一分离任务所需的理论塔板数(包括塔釜)为 16 。

16吸收操作中,如温度升高则亨利系数E增大,相平衡常数m增大,溶解度系数H减小。温度不变,压力增大可使相平衡常数m 减小 ,传质推动力 增大(增加;减少;基本不变;不变)

17对逆流吸收系统,若吸收因数S=1,则气相总传质单元数NOG将等于理论板数NT,如吸收因数S>1,则NOG将小于NT(等于,大于,小于,不确定)

18低浓度逆流吸收操作中,若其他条件不变,仅增加入塔气量,则气相总传质单元高度HOG将增加,气相总传质单元数NOG将减小,出塔气相组成将增加,出塔液相组成将增加,溶质回收率将减小(增加,减小,基本不变,不确定)。

19吸收塔底部的排液管成U形,目的是起液封作用,以防止气体倒灌。 三、简答题:

1. 评价吸收溶剂的指标有哪些?

对混合气中被分离组分有较大溶解度, 而对其他组分的溶解度要小(1分);混合气中被分离组分在溶剂中的溶解度应对温度的变化比较敏感(1分);溶剂的蒸气压、黏度要低(1分);化学稳定性要好(1分), 此外还要满足价廉易得、无毒、不易燃烧等经济和安全条件(1分)

2.吸收双膜模型的基本要点:

①气液相间有一稳定的界面,界面两侧分别存在着一层停滞的气膜和液膜,溶质组分只能以分子扩散方式通过此二层膜

②每一相的传质阻力都集中在这层假想的膜内,膜外的气液两相湍流区的阻力相形之下可以忽略,用于克服阻力的浓度差(传质推动力)也只是存在于停滞的膜内。 ③相界面阻力可以忽略,即气液两相在界面处达成平衡,pi=f(ci)

3. 吸收操作时溶质从气相转入液相的过程主要有下列中的 ①②③ 步骤组成。 ① 溶质从气相主体传递到两相界面

② 在界面上溶质由气相转入液相, 即在界面上的溶解过程 ③ 溶质从界面传递到液相主体

4 传质单元高度是填料塔的重要参数, 与传质系数可以互算,和传质系数相比,使用传质单元高度比较方便,为什么?

①传质单元高度更直观,单位是米,易于建立数量的概念

②传质单元高度变化范围小于传质系数,一般为0.15-1.5m,受气液流率变化影响小。

5. 欲提高填料吸收塔的回收率,你认为可以从哪些方面入手? (1)降低操作温度或提高压力,可使吸收速率提高,回收率提高; (2)在保证不发生液泛的前提下,适当增大气速;

(3)适当增加吸收剂用量,可使回收率提高(但操作费用增大,吸收液浓度降低) (4)喷淋液体应均匀,并保证填料的充分润湿; (5)可适当增加填料层高度。

6. 吸收剂的进塔条件有哪三个要素?操作中调节这三个要素,分别对吸收结果有什麽影响?

吸收剂的进塔条件包括:流率L,温度t2,含量x2三个要素, 增大吸收剂用量:操作线斜率增大,出口气体含量下降;

降低吸收剂温度,气体溶解度增大,m减小,平衡线下移,平均推动力增大; 吸收剂入口含量下降,液相入口处推动力增大,全塔的平均推动力增大。

第10章 蒸馏

一、选择题

1. 精馏操作的作用是分离 ②。

①气体混合物;②液体均相混合物;③固体混合物;④互不溶液体混合物 2. 精馏分离的依据为 ① 。

①利用混合液中各组分挥发度不同;②利用混合气中各组分在某种溶剂中溶解度的差异; ③利用混合液在第三种组分中互溶度的不同;④无法说明

3.精馏塔设计时, 若F、xF、xD、xw、V为定值时(其中F为进料量, xF为进料组成 , xD为馏出液组成,xw 为釜残液组成 ,V为精馏段上升蒸气流量),将进料热状态参数q=1改为q>1,则所需要理论板数②

①增加;②减少;③不变;④无穷大

5.甲说:若增加精馏塔的进料量就必须增加塔径。乙说: 增大精馏塔的塔径就可以减少精馏塔板。丙说: 若想提高塔底产品的纯度应增加塔板。甲、乙、丙三种说法中正确的是④ ①甲、乙对;②乙、丙对;③甲、丙对;④丙对

6. 某连续精馏塔,原料量为F、组成为xF, 馏出液流量为D、组成为xD。现F不变而xF减小,欲保持xD和xW不变, 则D将 ②

①增加;②减少;③不变;④不确定

7. 下列说法中比较概括而确切地说明了液体的精馏过程的是 ②

①精馏过程中溶液在交替地进行汽化与冷凝

②精馏过程中溶液的部分汽化与蒸气的部分冷凝伴随进行

③精馏过程中液气两相在进行传质;④精馏过程中蒸发与回流联合进行 8. 精馏理论中,\理论板\概念提出的充分而必要的前提是③ ①塔板无泄漏;②板效率为100% ;③离开塔板的气液相达到平衡;④板上传质推动力最大

9. 下面有关理论板概念中不正确的是① 。

①理论板也是实际塔板

②理论板是理想化的塔板, 即不论进入该板的气、液相组成如何,而离开该板的气、液相在传质、传热两方面都达到平衡, 或者说离开该板的气、液两相组成平衡, 温度相同 ③在精馏计算中, 一般首先求得理论板数, 再用塔效率予以修正, 即可得实际板数 ④理论板是一个气、液两相都充分混合而且传质与传热过程的阻力皆为零的理想化塔板 10. 有关恒摩尔流的假定说法中正确的是③ ①在精馏塔内, 各板上下降液体的摩尔量相等 ②在精馏塔内, 各板上上升蒸气的摩尔量相等