2011化工原理练习题-总

1 简述蒸馏原理。 2 简述精馏的原理。

精馏操作为采用回流的工程手段,使由挥发度不同的组份组成的混合液在塔板上反复的进行部分汽化和部分冷凝,在热能驱动和相平衡关系的约束下,使得易挥发组分(轻组分) 多次从液相向气相中转移,而难挥发组分却由气相向液相中迁移,从而使料液分离为高纯度产品的过程。

精馏塔是提供气液两相接触传质的场所,是精馏装置的核心,

塔底再沸器为提供塔底回流蒸汽所必须,而塔顶冷凝器则为提供回流液(和得到液相产品)而设置。进料方式为连续进料。 3 简述液泛的成因?(11章137页)

4 气液传质设备的选用的一般原则(11章167页)。(塔较高、塔径大时,液气比小的场合,侧线出料时,液体量小,操作中要进行冷却时,液体含有固体颗粒。适合板式塔,压降要求小时,热敏性物料要求塔内持液量小时,适合填料塔) 5 简述理论塔板?

6简述全塔效率的3个来源并指出哪种来源最可靠。

生产实际中得到(1分),小型试验设备全回流状态得到(1分),根据塔效率的关联式得到(1分)。从生产实际中得到全塔效率最可靠。(2分)

7.试画出塔板负荷性能图,标注构成负荷性能图的几条线的名称,并以浮阀为例说明各条线的绘制依据,标出操作点,用阴影表示适宜操作范围,写出操作弹性的表达式。 8. 简述评价塔板性能优劣的标准。

生产能力的大小(空塔气速是否较大)、塔板效率大小(分离程度的高低)、操作弹性的大小(操作稳定性如何,是否易于操作)、塔板压降的大小(动力消耗)、满足工业对生产设备的一般要求:结构简单、造价低、安装维修方便等(造价高低)。 9设计过程中回流比如何影响精馏装置的设备费用? 10什么叫全回流?全回流操作一般用在哪些场合?

R=∞时,精馏塔不进料也不出料,塔顶冷凝液全部回流,即全回流操作。全回流时,回流比无穷大,达到分离要求的理论板数最少。开车时为不稳定过程,为了尽快达到分离要求,采用全回流操作,然后再慢慢减小回流比,至规定回流比。发生异常产品质量不合格时或停车时先过度到全回流操作再停车,科研实验中采用全回流测定板效率。

11. 精馏塔在一定条件下操作,试问:回流液由饱和液体改为冷液时,塔顶产品组成有何变

化,为什么?

从泡点回流改为冷液回流时,xD增加,其原因是:冷液回流至塔顶时,冷凝一部分蒸汽放出潜热,把冷液加热至塔顶第一块塔板的饱和温度。冷凝部分中含难挥发组分较大,使气相中易挥发组分增浓,同事,在塔顶回流比保持不变的情况下,增加了塔内的内回流,也有利于分离。

12. 精馏塔的全凝器、分凝器和再沸器各有什么作用?

全凝器和分凝器均可提供精馏塔连续稳定操作所必须的回流液(冷量)。不同的是全凝器的冷凝液一部分作为塔顶回流液,另一部分作为塔顶产品;而分凝器的冷液全部回流,从分凝器出来的蒸气再进入全凝器冷凝后为产品。理想情况下分凝器出来的蒸气与冷凝液平衡,因此分凝器相当于一块理论板,而回流比靠分凝器冷液量控制。

再沸器提供精馏塔连续稳定操作所必须的上升蒸气(热量),再沸器相当于一块理论板。 13. 精馏塔的设计中,与间接加热相比,采用塔釜直接加热有什么优缺点?

优点是可以用结构简单的塔釜鼓泡器代替造价昂贵的再沸器,且需要的加热蒸气压力较低;缺点是需要的理论板数略有增多,塔釜排除更多的废液。 14. q值的含义是什么?根据q的取值范围,有几种加料状态?

q称为加热的热状态参数,q值大小为 1kmol原料变成饱和蒸气所需的热量与原料的摩尔汽化热的比值;其在数值上等于进料中液相所占的分率。

有5种加料状态:q<0为过热蒸气加料;q=0为饱和蒸气加料;01为过冷液体加料。

15. 单板效率EM和总板效率E有什么关系?影响塔板效率的因素有哪些? 关系:

(1)在数值上不一定相等

(2)总板效率大,则表明单板效率一定大;

(3)但单板效率大,则总板效率不一定大,这是因为:板和板之间传质会相互影响,可能存在着各种不利的操作现象,如漏液、液沫夹带、液泛等。 影响塔板效率的因素有:

(1)流动状况:如气液相的流速;

(2)物性参数:如气液相的密度、黏度、表明张力、相对挥发度、扩散系数等 (3)塔板结构参数:如塔板型式、板间距、开孔率、开孔的排布方式等; (4)操作参数:温度、压力等

第13章 干燥 一、选择填空题

1将温度30℃,湿度H=0.024kg水/(kg绝干空气),焓I0=92kJ/(kg绝干空气)的空气预热到90℃,焓I1=155kJ/(kg绝干空气)。空气流量为100kg绝干空气/h,则加热空气所需热量为____kW。 2自由水份包括____________水份和可以除去的____________水份。

3典型干燥过程由____________、恒速干燥阶段和降速干燥阶段三个阶段组成,____________是划分后两个阶段的标志。

4在干燥过程中,湿空气经过预热器后,其湿度H、温度T、焓I和相对湿度φ 如何变化? 干燥时对湿空气进行预热其____________不变,____________减小。 5冷却湿空气时其____________增大,达到饱和时的温度称为____________。

6在一定的空气条件下干燥湿物料,恒速阶段除去的是__________,最后物料中不能除去的水分是___________。

7提高干燥热效率的措施有______________、______________和废气循环等。

8常压下对湿度H一定的湿空气,当气体温度升高时,其露点td将不变 ,而当总压p增大时,td将 升高 。(升高;降低;基本不变;不变)

9空气越潮湿,则干湿球温度计读数相差越小,恒定干燥条件下,恒速干燥阶段物料的表面温度为空气湿球温度。(空气干球温度;空气湿球温度;物料初始温度;物料终了温度) 二、简答题

1. 整个干燥过程分为哪几个阶段?

2. 为什么湿空气在进入干燥器之前,通常先进行预热?

提高焓值,提高干燥器热效率,降低相对湿度,提高干燥能力。

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