《化工原理》(一)—2试卷A答案.doc

总分

核分人

姓 名

一、密封线内不准答题。
二、姓名、准考证号不许涂改，否则试卷无效。
三、考生在答题前应先将姓名、学号、年级和班级填写在指定的方框内。
四、试卷印刷不清楚。可举手向监考教师询问。

学 号

所在年级、班级

密
封
注意 意：
卷号：A

二OO六 —二OO七学年第二学期期末考试
化工原理（一）—2 试题
（化工、轻化、环境、生工、制药专业用）

题号
一
二
三
四
五
六
七
八
九
十
题分
30
16
20
20
14

得分

注意：学号、姓名和所在年级班级不写、不写全或写在密封线外者，试卷作废。

一、填空题（每空1分，共30分）
1、低浓度气体吸收中，已知平衡关系为y=1.5x，kxa=0.2 kmol/m3.s, kya=2×10-5 kmol/m3.s， 则此体系属______________控制。
2、气体吸收计算中，表示填料效能高低的一个量是 传质单元高度 ，而表示传质任务难易程度的一个量是 传质单元数 。
3、吸收的基本依据是混合气体中各组分在溶剂中溶解度不同 ，吸收过程的经济性主要决定于 解吸的操作费 。
4、精馏过程是利用多次 部分冷凝 和 部分汽化 的原理而进行的。精馏设计中，回流比R越 大 ，所需理论板越少，操作能耗 增加 。
5、塔板负荷性能图中5条线分别是 雾沫夹带线 、 液泛线 、 漏液线 、
气泡夹带线 、 液相下限线 。
6、连续精馏操作时，若减少塔釜加热蒸汽量，而保持馏出液量D和进料状况（F, xf, q）不变时，则L/V 减小 ，L‘/V’ 增大 ，xD下降，xw 上升 。
7、溶质从溶液中结晶出来，需经历 晶核生成 和 晶体成长 两个阶段。
8、膜分离过程的推动力是膜两侧的 压差 和 电位差 。写出三个主要的膜分离过程： 超滤 、 反渗透 、 电渗析 。
9、将不饱和空气由 加热至 ，则其湿度 不变 ，相对湿度减小 ，露点不变 ，载湿能力 提高 。
10、等速干燥阶段物料表面温度 等于 干燥介质的湿球温度。
二、选择题（每小题3分，共24分）
1.在吸收传质过程中，它的方向和限度将取决于溶质在气液两相平衡关系。若要进行吸收操作，则应控制__A___。
A. B. C.
2.根据双膜理论，当被吸收组分在液体中溶解度很小时，以液相浓度表示的总传质系数 B 。
A 大于液相传质分系数 B近似等于液相传质分系数
C 小于气相传质分系数 D近似等于气相传质分系数
3.要使吸收过程易于进行，采取的措施是 C 。
A.降温减压 B.升温减压 C.降温加压 D.升温加压
4.精馏中引入回流，下降的液相与上升的汽相发生传质使上升的汽相易挥发组分浓度提高，最恰当的说法是 D 。
A液相中易挥发组分进入汽相；
B汽相中难挥发组分进入液相；
C液相中易挥发和难挥发组分同时进入汽相，但其中易挥发组分较多；
D液相中易挥发组分进入汽相和汽相中难挥发组分进入液相必定同时发生。
5.精馏过程中的操作线为直线，主要基于 B 。
　A　塔顶泡点回流　　 B　恒摩尔流假定　
C　理想物系　 D　理论板假定
6. 某精馏塔，进料量为100 kmol/h ， xf =0.6 ，要求塔顶 xD不小于0.9，则塔顶最大产量为 B kmol/h（塔高不受限制）。
A .60 B. 66.7 C. 90 D. 不能确定
7. 湿空气经预热后，空气的焓增大，而 C 。
A. H、都升高 B. H、都降低
C. H不变，降低 D. H升高，降低
8. 物料的平衡水分一定是 C
A 非结合水分 B 自由水分 C 结合水分 D 临界水分

三、（20分）在有效高度为 4m的填料塔内用纯水逆流吸收气体混合物中的可溶组分，气体的初始浓度为 0.05（摩尔分率，下同），操作条件下物系的相平衡关系为 y=1.2x，液气比为1.5。现测得气体出口浓度为 0.005，试求：
（1）此填料塔的传质单元高度 HOG 为多少？
（2）若将填料层加高2m，则溶质的回收率可达多少？
解(1)φA=(y1-y2)/y1=(0.05-0.005)/0.05=0.9
S=(mV)/L=1.2/1.5=0.8
HOG=4/5.15=0.78m
(2)S不变,HOG不变

四、（20分）某连续操作的常压精馏塔分离二元A-B 等分子理想混合物，塔釜间接加热，混合物于泡点状态从塔中部适当位置加入塔内。塔顶上升的蒸汽经分凝器部分冷凝，冷凝液作为回流返回塔内未冷凝的蒸汽进入全凝器冷凝后作为馏出产品。已知 A-B 等分子混合物的流量为 860kmol/h，塔顶上升蒸汽中含易挥发组分 94%（摩尔分率 ，下同），塔釜残液中易挥发组分不高于 5% ，操作条件下系统的相对挥发度为 2.5，操作回流比为2 ，试求：
（1） 馏出产品的组成 xD
（2） 残液量W
（3） 精馏段和提馏段的操作线方程。
联立（1）（2）得 x0=0.925 xD=0.97
．
D=420.7kmol/h
W=439.3kmol/h

五、（14分）有一连续干燥器在常压下操作，生产能力为1000 kg/h (以干燥产品计）。物料水分由12%降至3%（均为湿基），空气的初温为25℃，湿度为0.01 kg水/kg干空气，经预热器后升温至70℃，干燥器出口废气的干球温度为45℃。 设空气在干燥器进出口处焓值相等。试求：初始状态下的空气用量为多少m3/s？

解：GC=G2(1-w2)=1000(1-0.03)=970kg/h
I2=I1
(1.01+1.88H0)t1+2490H0=(1.01+1.88H2)t2+2490H2
vH=(0.772+1.244H0)298/273
=(0.772+1.244×298/273=0.856m3/kg
LS=L/vH=10185/0.856=1.2×104m3/h

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