2004—2005学年第二学期《化工原理》课程试题(A卷)

2004—2005学年第二学期《化工原理》课程试题（A卷）

题号 分数 一 二 三 四 五 六 七 总分 合分人： 复查人：

一、（20分）

分数 评卷人 某逆流吸收填料塔，用纯溶剂等温吸收混合气中的可溶组分A。在常压、20℃下操作时的混合气体流量为0.025kmol/s,气体混合物中A的初始浓度为0.02（摩尔分率，下同），塔径为1m，气相体积总传质系数为0.0522kmol/(m·s)，操作条件下平衡关系为ye=1.2x，操作液气比为最小液气比的1.2倍。试求：

（1）若要求吸收率为95％，则所需的填料层高度为多少；

（2）若进塔溶剂的浓度改为0.003，气体进塔浓度，气、液流量和相平衡关系不变，则吸收率为多少？

分数 二、（18分）

今用一常压连续精馏塔分离相对挥发度为2.0的二元理想混合液。塔顶馏出液组成为0.94（易挥发组分的摩尔分数，下同），釜液组成为0.04，釜液采出量为150kmol/h。回流比为最小回流比的1.2倍，进料线方程为y=6x－1.5。试求：

(1) 进料的热状况参数、组成和流量； （2） 精馏段操作线方程； (3) 提馏段的汽、液流量； （4） 提馏段操作线方程。

分数 三、填空题（每空1分，共34分）

-4

2

3

评卷人 评卷人 1．低浓度气体吸收中，已知平衡关系y=1.2x，气相传质系数为1×10 kmol/m·s，液相

共 3 页 第 1 页

传质系数为1.2×10 kmol/m·s，则此体系属于_________________控制，该气体为_________________溶气体，气相总传质系数等于 _________________。

2．用清水吸收混合气体中低浓度氨，操作时，若其它条件不变，入口气量增加，则NOG_________________，气体出口组成_________________，液体出口组成_________________。

3．对解吸因数S=0.5 的系统进行逆流吸收，yｅ=mx，设y1为塔底气相进口浓度，y2为塔顶气相出口浓度，当塔高为无穷大时，则y1____________ye1，y2______________ye2。 4．某二元混合物，其中Ａ为易挥发组分，液相组成ｘA＝0.6 ，相应的泡点为ｔA，与之相平衡的汽相组成ｙA＝0.7，相应的露点为ｔB，则ｔA_________________ｔB。

5．精馏操作中，若F，xF，q，R均不变，而将塔顶产量D增加，则xD将_________________，xW将_________________。

6．对双组分理想物系蒸馏，在y－x图上，平衡线离对角线越近，表明该物系越 分离。

7．某蒸馏过程中，进出塔物料量不变，进料状况不变，由于某种原因导致冷却水用量减少，对产品质量的影响如何：xD ，xW 。

8．板式塔内的不正常操作有 、 和 。 9．塔板负荷性能图主要由液体流量上限线、 、 、 和液体流量下限线等5条线构成的。

10．若萃取相和萃余相在脱溶剂后具有相同的组成，且等于原料液组成，则萃取剂的选择性系数为 。

11．选择性系数β与分配系数kA的关系是_________________，选择性系数β与精馏中_________________相当。β越小，越_________________。

12．溶解度曲线将三角形相图分为两个区域，曲线内为_________________区，曲线外为_________________区。萃取操作只能在_________________内进行。

13．多级逆流萃取和单级萃取比较，如果溶剂比、萃取浓度均相同，则多级逆流萃取的萃余分数 。

14．空气的干球温度为t，湿球温度为tw，露点温度为td，当空气的相对湿度等于1时，则t 、tw 和 td的大小关系为 。

15．同一物料，在一定的干燥速率下，物料愈厚，则临界含水量 。 16．常压下，将相对湿度为30%的湿空气，用间壁式换热器使其由50℃降低至30℃（不发生相变化），下列状态参数将如何变化？

共 3 页 第 2 页

-22

相对湿度 ，湿球温度 ，露点温度 ，水汽分压 。

分数 四、（8分）

精馏分离α＝2.5的二元理想混合液, 巳知回流比为3, xD=0.96。测得第三块塔板(精馏段)下降液体的组成为0.4,第二块塔板下降液体的组成为0.45(均为易挥发组分的摩尔分数)。求第三块塔板的气相单板效率。

分数 五、（20分）

在常压连续干燥器中，将某湿物料的含水质量分数由42％降至4%（均为湿基）。湿物料处理量为0.2085kg/s。所用空气的温度为21℃、水汽分压为1.286kPa，预热温度为93℃, 出干燥器的废气湿度为0.03kg水/kg干气,设为理想干燥过程。试求：

(1) 水分汽化量； (2) 绝干空气用量（kg/s）； (3) 干燥器出口废气的温度； (4) 预热器的热负荷；

(5) 干燥器的热效率； （6）预热器进口湿空气用量（m3/s）。

评卷人 评卷人

共 3 页 第 3 页