填空题10附图

二. 问答题(每题5分，共20分)

1.什么是液泛现象？为什么填料塔一般不能在液泛下操作？

2.在设计连续精馏塔时，欲保持馏出液组成xD和易挥发组分的收率η不变，试定性判断分别改变如下操作参数（其它参数不变）时所需理论板层数将如何变化： (1)加大回流比R，＿＿＿＿； (2)提高操作压强P，＿＿＿＿；

(3)提高加料温度t，回流比R保持不变＿＿＿＿＿； (4)增加生产能力30％（仍能正常操作）。＿＿＿＿ 3.什么是气相总体积吸收系数？写出其物理意义及单位。 4.什么是绝热干燥过程？ 三.计算题(共60分)

1.（20分）设计一填料塔,在常温常压下用清水吸收空气-丙酮混合气体中的丙酮,混合气入塔流率

为80kmol/h，含丙酮5%(体积%)，要求吸收率达到95%。已知塔径0.8m，操作条件下的平衡关系可以y=2.0x表示，气相体积总传质系数Kya=150Kmol/m3·h。而出塔溶液中丙酮的浓度为饱和浓度的70%，试求： （1）所需水量为多少（m3/h）； （2）所需填料层高度（m）？； （3）用水量是最小用水量的多少倍？

2.（17分）欲将A、B两组分组成的理想液体混合物在连续精馏塔中实现分离。已知F=100kmol/h，

xF=0.18（摩尔分率，下同），q=0.5 ，xD=0.99， xW=0.05，采用回流比R=6.4，系统的??3。

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且知，当加料口在最适宜位置时，理论板数与回流比关系式为： lgN?NminR?Rmin??0.9?0.17

N?1R?1??xD??1?xWlg???1?x????x??D??W??lg?????????又已知Nmin

式中N及Nmin中均包括塔釜在内。试求： (1) 塔顶易挥发组分回收率； (2) 理论板数。

3.（8分）某连续操作的精馏塔，泡点进料，全塔共有两块理论板及一个再沸器，塔顶采用全凝器，进料位置在第二块理论板上，塔顶产品组成xD=0.9（摩尔分率），二元系统的相对挥发度??4，料液组成为xF=0.5（摩尔分率），回流比R=1时，求进入第一块板的汽相组成y2为多少？ 4.（15分）在一干燥器中干燥某湿物料，每小时处理湿物料1000kg，经干燥后物料的含水量由40%减至5%(均为湿基)，干燥介质为373K的热空气，其中所含水汽的分压为1.0kN/m2，空气在313K及相对湿度70%下离开干燥器，试求所需要的空气量。(水在313K时的饱和蒸汽压可取为7.4kN/m2，湿空气的总压为101.3kN/m2。)

化工原理（下）试卷五

一. 填空题（每空1分，共20分）

1. 若相平衡关系为直线，则对于低浓气体吸收，其最小液气比的计算关系式为

?LG?min=__________________。

2. 计算填料层的高度可以用传质单元数乘以填料的等板高度，此说是___的。（对或错） 3. 在一逆流操作的填料吸收塔中分离气体混合物，操作条件下的平衡关系为y=mx，气相进出塔摩尔分率分别为yb、ya，液相进塔摩尔分率为xa，则最小液气比下的吸收因数Amin=________________________。

4. 加大吸收剂用量对吸收是有利的。当系统为气膜控制时，Kya值如何变化？__________；当系统为液膜控制时，Kya值又如何变化？__________。 5. 温度_________，气体分压_________时对吸收操作有利。

6. 某精馏塔塔顶上升蒸汽组成y1，经全凝器恰好冷凝到泡点，部分回流入塔，组成为x0，

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则y1 ???????x0。

7. 在汽-液相平衡的t-x-y图中，沸点与液相组成的关系曲线，称为________，沸点与汽相组成的曲线，称为____________。

8. 已知塔顶第一块理论板上升的汽相组成为y1=0.63（摩尔分率，下同），将其全部冷凝为泡点液体，该液体在贮罐内静止分层，上层xD=0.9作为产品，下层x0=0.5于泡点下回流，则回流比R=???????。

9. 在恒定干燥条件下用空气进行对流干燥（忽略辐射传热等的影响）时，在恒速干燥阶段，物料的表面温度等于________________________温度。

10. 对于湿物料不允许快速干燥而干物料又能耐高温的情况，干燥流程宜采用气固两相_________方式操作。

11. 在干燥器中常常使用废气循环操作是为了控制进干燥器空气的_______和使干燥推动力__________。

12. 已知某双组分混合液服从拉乌尔定律，在一定温度下，纯组分A的饱和蒸汽压为总压的2倍，xA=0.3，则yA=___________。

13. 已知进料热状况参数q=1.1，则加料中液体量与总加料量之比是___________。 14. 最小回流比是指 ______________________________________________________。 15. 简单蒸馏过程中，釜内易挥发组分浓度逐渐___________，其沸点则逐渐___________。 二.问答题（每题5分，共20分）

1. 求取最小液气比有何意义？适宜液气比如何选择？增大对操作线有何影响？

2. 某精馏塔的操作线及平衡线如图所示，现若在操作时增大

回流比液气比

R（保持F，xF，q，D不变），试定性画出新情况下的操作线。 问答题 2附图

3. 试说明为什么在干燥过程中，湿空气作为干燥介质时，一般都需经过预热才进入干燥器？简要说明对流干燥过程既是传热过程，又是传质过程。

4. 为什么临界含水量xC的确定对于如何强化具体的干燥过程具有重要的意义?

三.计算题 （共60分）

1.（10分）拟在常压填料吸收塔中，用清水逆流吸收废气中的氨气。废气流量为2500m3/h（标准状态），废气中氨的浓度为15g/m3（以标准状态计），要求回收率不低于98%。若吸收剂用量为3.6 m3/h，操作条件下的平衡关系为y = 1.2x，气相总传质单元高度为0.7m。试求：

(1)全塔气相平均吸收推动力；

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(2)所需填料层高度。

2.（12分）某一逆流操作的填料塔中，用水吸收空气中的氨气。已知塔底进气浓度为 0.026（摩尔比）（下同），塔顶气相浓度为0.0026，填料层高度为1.2m，塔内径为0.2m，吸收过程中亨利系数为50.65kPa，操作压力96.2kPa，平衡关系和操作关系（以摩尔比浓度表示）均为直线关系。水用量为0.1m3/h，混合气中空气量为100m3/h（标准状态下）。试求此条件下，吸收塔的气相总体积吸收系数。

3.（10分）用一连续精馏塔分离二元理想溶液，塔内有10块实际板，总板效率为50%，进料量为100kmol/h，xF=0.2（摩尔%，下同），要求每小时生产15kmol、浓度为0.99的馏出液，是否有

??xAlg?????xB???xB??????D?xAlg????????W?可能？ 已知相对挥发度为2.46。最少理论板的计算式为 Nmin?（包括塔釜）。

4.（10分）用常压精馏塔分离双组分理想混合物，泡点进料，进料量150kmol·h-1，加料组成为50%塔顶产品组成xD＝95％，产量 D＝60 kmol·h-1，回流比R=2Rmin，设全塔均为理论板，以上组成均为摩尔分率。相对挥发度α＝3。求：（1）Rmin(最小回流比) ；（2）精馏段和提馏段上升蒸汽量；（3）列出该情况下的精馏段操作线方程。

5.（18分）在一干燥器中干燥某湿物料，每小时处理湿物料1000kg，经干燥后物料的含水量由40％减至5％（均为湿基）。干燥介质为373K的热空气，其中所含水汽的分压为1.0 kN·m-2。空气在313K及相对湿度70％下离开干燥器，试求所需要的干空气量。（水在313K时的饱和蒸汽压可取为7.4kN·m-2，湿空气的总压为101.3 kN·m-2）

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