2013-2014化工原理(II)(期中試卷答案).doc

得分一、填空題（每空0.5分，共23分）1吸收操作中，對溶解度很大的氣體屬 氣膜 控制，對難溶氣體則屬 液膜 控制。 2吸收是根據(jù)氣相中各組分在液相中 溶解度 的差異而使實現(xiàn)氣相中各組分達到分離的單元操作。一般情況下氣體的溶解度隨溫度的升高而 降低 。3一維穩(wěn)定的分子擴散有 等摩爾相互擴散 和 單向擴散 等兩種擴散。在同樣的擴散條件下 單向擴散 的擴散通量更大。4傳質過程通常是在塔式設備中進行的，一般情況下吸收在 填料 塔中進行；而精餾一般在 板式 塔中進行。5要改變傳質方向，如變脫吸為吸收，可以：提高操作壓力，目的是 提高氣相中氣相分壓 ；降低操作溫度，目的是 降低與液相相平衡的氣相分壓 。6吸收因數(shù)A和脫吸因數(shù)S是吸收塔的一個重要的操作參數(shù)，A越大，可以 增大 吸收程度。在吸收程度一定的情況下，S越小，氣相總傳質單元數(shù)NOG 減小 。7液膜控制的吸收過程， 液相 分推動力幾乎等于總推動力； 氣相 分阻力在總阻力中所占比例很小。8在760mmHg下，20時氨在水中的溶解度為15kg NH3/1000kg H2O，NH3的平衡分壓為17mmHg，則此時NH3的溶解度系數(shù)H= 0.389 ，亨利系數(shù)E= 143kPa ，相平衡常數(shù)m= 1.41 。9在填料塔內用清水吸收空氣中98%的氨，氨初含量為3%（體積%）。平衡關系y=1.75x，出塔水溶液中的氨濃度為飽和濃度的70%，則吸收塔中的最小液氣比= 1.72 ，塔底的出來的溶液濃度xb= 0.012 。10漂流因子表示式為p/pBm，它反映 總體流動 對單向分子擴散的影響。當混合氣體中組分A的濃度很低時，漂流因子接近1。當A濃度很高時，漂流因子 大于1 。11若某氣體在水中的亨利系數(shù)E值很大，說明該氣體為 難溶 氣體。在吸收操作中 提高 壓力和 降低 溫度可提高氣體的溶解度，有利于吸收。12對接近常壓的溶質濃度低的氣液平衡系統(tǒng)，當總壓增大時，亨利系數(shù)E 減小 ，相平衡常數(shù)m 減小 ，溶解度系數(shù)H 增加 。（增加、不變、減小）13由于吸收過程中氣相溶質分壓總是 大于 溶質的平衡分壓，因此吸收操作線總在平衡線的 上方 。14吸收因數(shù)A可表示L/(mG)，它是操作線斜率L/G 與 平衡線斜率m 的比值。 15用純水逆流吸收有害氣體，平衡關系為y=1.5x，若進塔氣體濃度為yb=0.1，要求尾氣濃度為ya=0.01，擬用液氣比L/G= 2，則出塔溶液濃度為xb= 0.045 。若改變液氣比，溶液可能達到的最高濃度為 0.067 。（注：以上組成均為摩爾分率）16用清水吸收空氣與A的混合氣中的溶質A，物系的相平衡常數(shù)m=2，入塔氣體濃度y = 0.06，要求出塔氣體濃度y2 = 0.006，則最小液氣比為_1.8_。17將含3%（mol%,下同）CO2的空氣與組成為3.1210-5 CO2 的水溶液接觸， 操作條件下的平衡關系為y*=1200x，那么將發(fā)生 脫吸 過程。18一維分子穩(wěn)定擴散中，等摩爾反向擴散適用于 精餾 單元操作；單向擴散適用于 吸收 單元操作。19傳質過程通常是在塔式設備中進行的。增加吸收劑用量，操作線的斜率_變大 ，吸收推動力_增加 _。20為了保證蒸發(fā)操作能順利進行，必須不斷的向溶液供給熱能，并隨排除氣化出來的二次蒸汽。采用多效蒸發(fā)的目的是為了提高熱能的利用率。得分二、選擇題（每小題2分，共40分）1在吸收操作中，以液相濃度差表示的吸收塔某一截面上的總推動力為（ A ）。 A、 B、 C、 D、 2推動力（）與吸收系數(shù)（ D ）相對應。 A、 B、 C、 D、3有利于吸收操作的條件（ A ）A、溫度下降，總壓上升 B、溫度上升， 總壓下降C、溫度、總壓均下降 D、溫度、總壓均上升 4在（D ）情況下，出現(xiàn)液膜控制的吸收操作A、平衡線y=f(x)斜率很小 B、溶解度系數(shù)H很大C、系統(tǒng)符合亨利定律 D、亨利系數(shù)E很大5蒸發(fā)器的總傳熱面積、加熱蒸汽壓力以及冷凝器真空度相同時，多效蒸發(fā)與單效蒸發(fā)操作相比較，多效蒸發(fā)能（ D ）A、提高生產強度 B、提高有效溫差C、減少經濟費用 D、節(jié)省生蒸汽用量6、水吸收氯化氫、氨的低濃度氣體的過程屬于（ B ）控制。 A、液膜 B、氣膜 C、雙膜 D、無法確定7、下列描述吸收速率方程式正確的是（ B ）。 A、NA=KG（Pe-P） B、NA=KY（Y-Ye） C、NA=KL（C-Ce） D、NA=KX（X-Xe）8只要組分在氣相中的分壓（ A ）液相中該組分的平衡分壓，吸收就會繼續(xù)進行，起到達到一個新平衡為止。A、大于B、小于C、等于D、不等于9在逆流吸收塔內，入塔條件不變，填料層高度趨向無窮大，當吸收因數(shù)A小于1 時，氣液相在（ B ）處達到平衡。A、塔頂B、塔底C、塔中部D、塔中某一位置 10對一定的氣體和稀溶液物系，相平衡常數(shù)m取決于：（B ）A、溫度和濃度B、溫度和壓強C、壓強和濃度D、流速和濃度11已知CO2水溶液在兩種溫度t1、t2下的亨利系數(shù)分別為E1=144MPa，E2=188MPa，則（ C ）A、t1=t2B、t1t2 C、t2t1 D、不確定12液體粘度增大液相中擴散系數(shù)D（ D ）A、減少B、增大C、不變D、不確定13、“液膜控制”吸收過程的條件是（ B ）A、易溶氣體，氣膜阻力可忽略 B、難溶氣體，氣膜阻力可忽略C、易溶氣體，液膜阻力可忽略 D、難溶氣體，液膜阻力可忽略14、吸收操作的作用是分離（ A ）A、氣體混合物 B、液體均相混合物C、氣液混合物 D、部分互溶的液體混合物15、在一符合亨利定律的氣液平衡系統(tǒng)中，溶液在氣相中的摩爾濃度與其在液相中的摩爾濃度的差值為（ B ）A、正值 B、負值C、零 D、不確定。16、在填料塔中用清水吸收混合氣中的氨，但用水量減少時，氣相總傳質單元數(shù)NOG將（ A ）A、增加 B、減小C、不變 D、不確定。17對一定操作條件下的填料吸收塔，如將塔填料增高一些，則塔的傳質單元高度HOG基本不變，傳質單元數(shù)NOG（ A ）。A、增加 B、減少 C、基本不變 D、不確定18蒸發(fā)器的有效溫度差是指（ A ）。 A. 加熱蒸汽溫度與溶液的沸點之差； B. 加熱蒸汽與二次蒸汽溫度之差； C. 溫度差損失D. 溶液的沸點與二次蒸汽溫度之差19在蒸發(fā)操作中，若使溶液在（ A ）下沸騰蒸發(fā)，可降低溶液沸點而增大蒸發(fā)器的有效溫度差。 A. 減壓 ； B. 常壓 ； C. 加壓D. 超高壓20多效蒸發(fā)中，蒸汽消耗量的減少是用增加（ A ）換取的。 A. 傳熱面積； B. 加熱蒸汽壓力； C. 傳熱系數(shù) D. 二次蒸汽壓力得分三、計算題（37分）1（20）某效蒸發(fā)器每小時將1000kg的25%（質量百分數(shù)，下同）NaOH水溶液濃縮到50%。已知：加熱蒸氣溫度為120C，進入冷凝器的二次蒸氣溫度為60C，溶質和液柱引起的沸點升高值為45C，蒸發(fā)器的總傳熱系數(shù)為1000 Wm-2k-1。溶液被預熱到沸點后進入蒸發(fā)器，蒸發(fā)器的熱損失和稀釋熱可以忽略，認為加熱蒸氣與二次蒸氣的汽化潛熱相等，均為2205kJkg-1。求：蒸發(fā)器的傳熱面積和加熱蒸氣消耗量。已知：F=1000kgh-1 ,NaOH: x0=25%,x=50%, Ts=1200c T=600c =450c k=1000wm-2k-1 R=r=2205 kjkg-1求： D A 解：(1) 已知為沸點進料，若不計熱損失，并且稀釋熱可以忽略則 因為=0 r則由則D=(2) 由于 得t=1050c 蒸發(fā)器的傳熱面積為 2（17分）在逆流操作的填料吸收塔中，用清水吸收混合氣體中的溶質組分。進塔氣體中溶質組成為0.03（摩爾分率，下同），吸收率為99%。出塔液相中溶質組成為0.013。操作壓力為