.PAGE化工原理（下）練習題一、填空1.精餾和普通蒸餾的根本區別在于塔有回流的液體；平衡蒸餾（閃蒸）與簡單蒸餾（微分蒸餾）的區別是簡單蒸餾為非穩態過程，平衡蒸餾為穩態過程。2.雙組分精餾，相對揮發度的定義為α＝_VA/VB__，其值越大表明兩組分越容易分離。α＝1時，則兩組分不能用普通精餾分離。3.精餾的原理是根據汽液混合物揮發度的不同，經過多次的部分汽化和多次的部分冷凝，實現精餾操作的必要條件是塔頂液相回流和塔底上升蒸汽流。4.精餾計算中，q值的含義是_進料熱狀況參數_，其它條件不變的情況下q值越_大__表明精餾段理論塔板數越多，q線方程的斜率(一般)越小。當泡點進料時，q＝1，q線方程的斜率＝∞。5.最小回流比是指平衡線，提餾段操作線，精餾段操作線，以及q線方程的交點，適宜回流比通常取為1.1―2.0倍最小回流比。6.全回流操作條件下，精餾段、提餾段的操作線與對角線重疊。此時傳質推動力最大，所需理論塔板數最少。7.精餾塔進料可能有5種不同的熱狀況，對于泡點和露點進料，其進料熱狀況參數q值分別為1和0。8.氣液兩相呈平衡狀態時，氣液兩相溫度相等，液相組成小于氣相組成。9.精餾塔進料可能有5種不同的熱狀況，當進料為氣液混合物且氣液摩爾比為2:3時，則進料熱狀況參數q值為3/5。10.對一定組成的二元體系，精餾壓力越大，則相對揮發度越大，塔操作溫度越低，從平衡角度分析對該分離過程越容易進行。11．板式精餾塔的操作中，上升汽流的孔速對塔的穩定運行非常重要，適宜的孔速會使汽液兩相充分混合，穩定地傳質、傳熱；孔速偏離適宜圍則會導致塔的異常現象發生，其中當孔速過低時可導致__漏液_______，而孔速過高時又可能導致__液泛______。12.對于不飽和空氣，表示該空氣的三個溫度，即：干球溫度t,濕球溫度tw和露點td間的關系為_t>tw>td__________;對飽和空氣則有____t=tw=td______。13.用相對揮發度α表達的氣液平衡方程可寫為y=ax/[1+(a-1)x]，根據α的大小，可以用來判斷汽液混合物分離的難易程度，若α=1，則表示不能用普通精餾的方法分離。14.吸收操作是依據溶解度的不同，以達到分離氣體混合物的目的。15.若溶質在氣相中的組成以分壓p、液相中的組成以摩爾分數x表示，則亨利定律的表達式為p=Ex，E稱為亨利系數，若E值很大，說明該氣體為惰性氣體。16.對低濃度溶質的氣液平衡系統，當總壓降低時，亨利系數E將減小，相平衡常數m將不變，溶解度系數H將增大。在吸收過程中，KY和kY是以Y-Y*和y-y*為推動力的吸收系數，它們的單位是kmol/(m2·s)。17含低濃度難溶氣體的混合氣，在逆流填料吸收塔進行吸收操作，傳質阻力主要存在液膜中；若增大液相湍動程度，則氣相總體積吸收系數KYa值將增大；若增加吸收劑的用量，其他操作條件不變，則氣體出塔濃度Y2將增大，溶質A的吸收率將不變；若系統的總壓強升高，則亨利系數E將不變，相平衡常數m將增大。18.亨利定律表達式p*＝Ex，若某氣體在水中的亨利系數E值很小，說明該氣體為易溶解氣體氣體。19．吸收過程中，若減小吸收劑用量，操作線的斜率減小，吸收推動力減小。20．雙膜理論是將整個相際傳質過程簡化為氣膜與液膜兩個穩態傳質過程。21.脫吸因數S可表示為mqv/qL，它在Y—X圖上的幾何意義是平衡線與操作線斜率的比值。若分別以S1、S2，S3表示難溶、中等溶解度、易溶氣體在吸收過程中的脫吸因數，吸收過程中操作條件相同，則應有S1>S2>S3。22.不飽和濕空氣預熱可提高載濕的能力，此時H不變，t升高，φ減小，傳熱傳質推動力增大。23．對于一定干球溫度的空氣，當其相對濕度越小時，其濕球溫度越高。14.干燥過程是傳熱和傳質相結合的過程。恒定的干燥條件是指空氣的溫度、濕度和流速均不變的干燥過程。在干燥操作中，常用濕球溫度計來測量空氣的濕度。24.恒速干燥階段又稱表面汽化控制階段，影響該階段干燥速率的主要因素是物料表面水分的汽化速率；降速干燥階段又稱部遷移控制階段，影響該階段干燥速率的主要因素是物料本身的性質、結構、形狀、尺寸。在恒速干燥階段，濕物料表面的溫度近似等于熱空氣的濕球溫度，此階段汽化的水分為非結合水。二、選擇題1.若要求雙組分混合液分離成兩個較純的組分，則應采用___C_____。

A.平衡蒸餾B.簡單蒸餾C.精餾2．精餾計算中，以下說確的是__A______。

A.再沸器算一塊理論板B.全凝器算一塊理論板C.加料板算一塊理論板3．操作中的精餾塔，若增大回流比，其他操作條件不變，則精餾段的液氣比A，塔頂餾出液組成Ａ。

A.增大；B.減小；C.不變；D.不確定4.某二元混合物，其中A為易揮發組分，液相組成xA＝0.6相應的泡點為t1，與之相平衡的氣相組成yA＝0.7，相應的露點為t2，則C。A.t1＝t2；B.t1＜t2；C.t1＞t2；D.不能判斷5.精餾塔的操作線是直線，其原因是D。

A.理論板假設B.理想物系C.塔頂泡點回流D.恒摩爾流假定6．兩組分物系的相對揮發度越小，則表示分離該物系B。A.容易B.困難C.完全D.不完全7．操作中的精餾塔，若減小回流比，其他操作條件不變，則精餾段的液氣比B，塔頂餾出液組成Ｂ。

A.增大B.減小C.不變D.不確定8.在精餾塔的圖解計算中，若進料熱狀況變化，將使B。

A.平衡線發生變化B.操作線與q線變化C.平衡線和q線變化D.平衡線和操作線變化9．用精餾塔完成分離任務所需理論板數NT為8（包括再沸器），若全塔效率ET為50%，則塔實際板數為Ｃ。A.16層B.12層C.14層D.無法確定10.對接近常壓的低組成溶質的氣液平衡系統，當溫度升高時，亨利系數E將A，相平衡常數m將Ｃ，溶解度系數H將C。A.增大；B.不變；C.減小；D.不確定11．若某氣體在水中的溶解度系數H非常大，則該氣體為A。A.易溶氣體；B.難溶氣體；C.中等溶解度氣體；D.不確定12．在吸收操作中，以氣相組成差表示的吸收塔某一截面上的總推動力為B。A.Y*—Y；B.Y—Y*；C.Yi—YD.Y—Yi13．在下列吸收過程中，屬于氣膜控制的過程是Ｃ。A.水吸收氫；B.水吸收硫化氫；C.水吸收氨；D.水吸收氧14．在吸收操作中，以液相組成差表示的吸收塔某一截面上的總推動力為A。A.X*—XB.X—X*C.Xi—XD.X—Xi15．在逆流操作的填料塔中，當吸收因數A＜1，且填料層為無限高時，則氣液相平衡出現在C。A.塔頂B.塔上部C.塔底D.塔下部16．在一定空氣狀態下，用對流干燥方法干燥濕物料時，能除去的水分為D，不能除去的水分為A。

A.平分B.結合水分C.非結合水分D.自由水分17．在干燥實驗中，隨著空氣流量的提高，恒定干燥速率C，臨界含水量將B。A.不變B.減少C.增大D.不一定18．濕物料的平分一定是Ｃ。

A.非結合水B.自由水分C.結合水D.臨界水分19．已知濕空氣的如下兩個參數，便可確定其他參數Ｃ。

A.H，pB.H，tdC.H，tD.I，tas20．同一物料，如恒速階段的干燥速率加快，則該物料的臨界含水量將Ｃ。A.不變B.減少C.增大D.不一定21．濕空氣在預熱過程中不變化的參數是D。A.焓B.相對濕度C.濕球溫度D.露點22．在恒定干燥條件下，用熱空氣干燥某物料，當干燥速率將為零時，物料中剩余的水分是D

A.自由水分；B.結合水；C.非結合水；D.平分23.對不飽和空氣，干球溫度、濕球溫度及露點三者之間的關系為C；對于飽和空氣，三者之間的關系為B。A.ｔ＞ｔd＞ｔw；B.ｔ=ｔw=ｔd；C.ｔ＞ｔw＞ｔd；D.不確定24.在總壓為101.33kPa下，將不飽和空氣由溫度ｔ1降溫至溫度ｔ2，則該濕空氣的濕度H將C，相對濕度j將Ａ，露點ｔd將Ｃ。A.增大B.減小C.不變D.不確定25．空氣的濕含量一定時，其溫度愈高，則它的相對濕度____B________。

A.愈高B.愈低C.不變26．將不飽和空氣在總壓和濕度不變的情況下進行冷卻而達到飽和時的溫度，稱為濕空氣的_____B______。

A.濕球溫度B.絕熱飽和溫度C.露點三、分析題1．一操作中精餾塔，若保持F、xF、q、V’（塔釜上升蒸汽量）不變，而增大回流比R，試分析xD、xW、D、W變化趨勢。并說明上述結果在實際生產中有何意義？2．已知常壓（101.3kPa）下60℃及803．在一常壓精餾塔中分離苯—甲苯混合液，原料液流量為100kmol/h，組成為0.5（苯摩爾分率，下同），泡點進料。餾出液組成為0.9，釜殘液組成為0.1。操作回流比為2.0。試求：（1）塔頂及塔底產品流量（kmol/h）；（2）達到餾出液流量56kmol/h是否可行？最大餾出液流量為多少？（3）若餾出液流量為54kmol/h，xD要求不變，應采用什么措施（定性分析）？4．試分析濕空氣的濕球溫度與其絕熱飽和溫度有何區別和聯系？5．試分析：（1）濕空氣的干球溫度、濕球溫度、露點在什么情況下相等？什么情況下不等，大小關系如何?（2）濕空氣在進入干燥器前，往往進行預熱，這樣做有什么好處?四、計算題1.戊烷與已烷的混合溶液中戊烷的摩爾分率為0.55。常壓下此溶液用連續精餾的方法進行分離。若進料為泡點液體，塔頂采用全凝囂，回流比取為1.2，要求塔頂溜出液中戊烷的濃度不得低于0.95，塔底釜液中戊烷的濃度不得高于0.05。體系的平衡曲線見右圖，求：①在上述操作條件下所需要的理論塔扳數。②理論板加料位置。③全塔效率67%時實際塔板數為多少？④運行中由于料液預熱器溫度過高導致進料部分汽化，試分析產品質量可能發生什么變化？2.在連續精餾塔中分離某組成為0.5（易揮發組分的摩爾分數，下同）的兩組分理想溶液。原料液于泡點下進入塔。塔頂采用分凝器和全凝器。分凝器向塔提供回流液，其組成為0.88，全凝器提供組成為0.95的合格產品。塔頂餾出物中易揮發組分的回收率為96%。若測得塔頂第一層板的液相組成為0.79，試求：（1）操作回流比和最小回流比；（2）若餾出液流量為100kmol/h，則原料液流量為多少？3.在常壓連續精餾塔中分離兩組分理想溶液，塔頂采用全凝器。該物系的平均相對揮發度為2.5。原料液組成為0.35（易揮發組分摩爾分率，下同），飽和蒸氣加料。塔頂采出率為40%，且已知精餾段操作線方程為y=0.75x+0.20，試求：（1）提餾段操作線方程；（2）若塔頂第一板下降的液相組成為0.7，求該板的氣相默弗里效率Emv1。4.在一填料層高度為5m的填料塔，用純溶劑吸收混合氣中溶質組分。當液氣比為1.0時，溶質回收率可達90%。在操作條件下氣液平衡關系為Y=0.5X?，F改用另一種性能較好的填料，在相同的操作條件下，溶質回收率可提高到95%，試問此填料的體積吸收總系數為原填料的多少倍？5.在101.33kPa下用水吸收混于空氣中的氨。已知氨的摩爾分數為0.1，混合氣于40℃下進入塔底，體積流量為0.556m3/s，空塔氣速為1.2m/s。吸收劑用量為理論最小用量的1.1倍，氨的吸收率為95%，且已估算出塔氣相體積吸收總系數KYa的平均值為0.1112kmol/(m3·s)。在操作條件下的氣液平衡關系為Y*=2.6X，試求塔徑及填料層高度6.在逆流絕熱干燥裝置中