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1、 . . 25/25化工原理的相關(guān)練習(xí)題 日期: HYPERLINK :/ HYPERLINK :/ 第一章蒸餾1. 汽液兩相呈平衡狀態(tài)時,汽液兩相溫度_,但汽相組成_液相組成。2. 汽液兩相呈平衡狀態(tài)時,若汽液兩相組成一樣,則汽相露點溫度_ 液相泡點溫度。A. 相等; B. 大于;C. 小于;D. 不確定。 3. 所謂理論板是指_,且_。4. 操作中的精餾塔,保持 、 、 、 不變,增加 ,則 _, _。A. 增加; B. 不變;C. 不確定;D.減小。5.某二元物系,相對揮發(fā)度 ,對 、 兩層理論板,在全回流條件下,已知 ,則 _。6. 精餾塔中由塔頂向下的第 、 、 層塔板,其汽相組成關(guān)
2、系為_。A. ; B. ; C. ; D. 不確定。7. 某精餾塔的精餾段操作線方程為 ,則該精餾塔的操作回流比為_,餾出液組成為_。8. 操作中的精餾塔,保持 、 、 、 、 不變,減小 ,則有_。A. D增加,R減??;B. D不變,R增加;C. D減小,R增加;D. D減小,R不變。9. 在塔的精餾段測得 、 、=、=、;=分析:物系經(jīng)全凝器從氣態(tài)冷凝至液態(tài),組成不會改變,但溫度卻從原來露點以上的溫度降至泡點。415 某二元理想物系的相對揮發(fā)度為2.5,全回流操作時,已知塔某塊理論板的氣相組成為0.625,則下層塔板的氣相組成為。答案:0.4分析:由相平衡關(guān)系知,而全回流時操作線斜率為1
3、,即,故416 連續(xù)精餾操作時,操作壓力越大,對分離越,若進料氣液比為(摩爾)時,則進料熱狀況參數(shù)為。答案:不利;0.2分析:若進料汽液比為1:4,則液相占總進量的比率為。值既是進料的液相分率,又是熱狀況參數(shù)。417 當(dāng)二元理想溶液精餾時,在、不變的條件下,最小回流比隨原料中液相分率的減小,塔釜熱負荷隨原料中液相分率的減小。答案:而增加;而降低418 理想溶液的特點是同分子間作用力異分子間作用力,形成的混合溶液中沒有。答案:等于;容積效應(yīng)和熱效應(yīng)419 精餾塔設(shè)計時,若工藝要求一定,減少需要的理論板數(shù),回流比應(yīng),蒸餾釜中所需的加熱蒸氣消耗量應(yīng),所需塔徑應(yīng),操作費和設(shè)備費的總投資將是的變化過程。
4、答案:增大;增大;增大;急速下降至一最低后又上升420 精餾操作時,若進料的組成、流量和氣化率不變,增大回流比,則精餾段操作線方程的斜率,提餾段操作線方程的斜率_,塔頂組成 _,塔底組成_.答案:增加;減?。辉黾?;降低 分析:當(dāng)、和一定時,操作線斜率為,增加即增加,同時降低,故其斜率增大。 4-21總壓為,100時苯與甲苯的飽和蒸氣壓分別是和,平衡時苯的氣相組成為_,甲苯的液相組成為_,(以摩爾分?jǐn)?shù)表示)。苯與甲苯的相對揮發(fā)度為_ 。答案:0.241;0.567;2.40;分析 ;由得4-22精餾塔結(jié)構(gòu)不變,操作時若保持進料的組成 、流率、熱狀況與塔頂流率一定,只減少塔釜的熱負荷,則塔頂_,塔
5、底_,提餾段操作線斜率_。答案:減少;增大;增大 分析:塔釜熱負荷減少意味著蒸發(fā)量減少,當(dāng)不變時,的減少導(dǎo)致減少,即回流比減小,故精餾段操作線斜率減小,提餾段操作線斜率增加。塔板數(shù)不變時,兩段操作線斜率的改變只能使減小和增大。 4-23精餾塔設(shè)計時,若將塔釜由原來的間接蒸氣熱改為直接蒸氣加熱,同時保持、與不變,則_,提餾段操作線斜率_,理論板數(shù)_。 答案:增加;減??;不變;增加 分析:在、已定時,兩種蒸氣加熱時的操作線位置一樣,區(qū)別只是直接蒸氣加熱的提餾段操作線將原間接加熱的提餾段操作線延長至的軸上,其交點為直接蒸氣加熱時的塔底組成,故梯級線也應(yīng)同時跨越新的而略有增加,這是因為直接蒸氣的稀釋作
6、用,需稍增加塔板層數(shù)回收輕組分。由于恒定,故,當(dāng)降低時,必然增加。 4-24全回流時,塔頂產(chǎn)品量為_,塔底產(chǎn)品量為_,進料量為 _,回流比_,理論板數(shù)為_,全回流適用的場合通常是_。答案:精餾生產(chǎn)開工或?qū)嶒炑芯?4-25精餾塔的塔底溫度總是_塔頂溫度,其原因一是_,二是_。答案:高于;由于塔頂輕組分濃度高于塔底的,相應(yīng)的泡點較低;由于塔壓降使塔底壓力高于塔頂,因而塔底的泡點較高 4-26某二元理想溶液中輕組分組成為0.4(摩爾分?jǐn)?shù)),經(jīng)平衡蒸餾后,閃蒸罐頂?shù)臍怏w量與罐底的液體量的比率為(摩爾),相對揮發(fā)度為2.5,閃蒸后氣相中易揮發(fā)組成為 _, 液相中易揮發(fā)組成為 _.答案:0 .688;0.
7、312 分析:平衡蒸餾又稱閃蒸,相當(dāng)于精餾塔中一塊理論板的作用,罐頂?shù)臍庀嗯c罐底的液相組成為平衡。由相平衡方程 與(b)式中的 聯(lián)立(a)、(b)二式即可得解。4-27精餾塔設(shè)計時將參數(shù)、確定后,將塔頂原來的泡點回流改為過冷液體回流,若塔釜加熱量做相應(yīng)改變,則此時塔實際下降液體量_,塔實際上升蒸氣量_,精餾塔液氣比_,所需理論板數(shù)_.答案:增大;增大;增大;減少分析:由全塔物料衡算知,當(dāng)、不變時,和為定值。回流液溫度降低后入塔,將部分上升蒸氣冷凝至泡點一同回流,即產(chǎn)生回流,使實際下降的液體量增加。而塔釜處的關(guān)系,不變,則隨的增大而增大。當(dāng)然,此時塔釜的耗能量也必然增加?;亓鞅葎t隨L的增大而增大
8、。故精餾段液氣比也增加,此意味操作線遠離平衡線,故所需理論板數(shù)減少。4-28 間歇精餾和平衡蒸餾的主要區(qū)別在于_;間歇精餾操作中,若保持回流比不變,則餾出液組成_ ;若保持餾出液組成不變,回流比需不斷_ 。答案:前者是不穩(wěn)態(tài)過程,后者為穩(wěn)態(tài)過程;不斷下降;增大4-29平衡常數(shù)的溶液能否用普通精餾的方法分離 _,的定義式為_。答案:能;分析:由可知,時,輕組分的揮發(fā)性優(yōu)于重組分,故可分離。4-30 某精餾塔操作時,加料熱狀態(tài)由原來的飽和液體改為過冷液體,且保持進料流率與組成、回流比和提餾段上升蒸氣量不變,此時塔頂流率_,塔頂組成_ ,塔底流率_ ,塔底組成_。答案:減少;增加;增加;不能確定分析
9、:當(dāng)飽和液體進料時:當(dāng)過冷液進料時:圖41 430附圖由于不變,q1有,又知R不變,故,結(jié)論即是D減少。由,當(dāng)減少時,當(dāng)然增加。 回流比不變,使精餾段操作線斜率不變,當(dāng)進料熱狀況的改變使線與精餾段操作線的交點發(fā)生變化后,若仍保持精餾段理論板數(shù)不變,必增大,參見圖41。的位置由于提餾段操作線斜率和塔板數(shù)均有改變,故無法確定。若由物料衡算式解,也因變量數(shù)多于方程數(shù)而無法確定。 4-31 某精餾操作時,加料由飽和液體改為過冷液體,且保持進料流率與組成、塔頂蒸氣量和塔頂產(chǎn)品量不變,則此時塔頂組成,塔底組成,回流比,精餾段操作線斜率L/V 。 答案:增加;減少;不變;不變 分析:由于,當(dāng)、不變時,也不變
10、,故液氣比也不變。上題已分析,斜率不變時,若保持塔板數(shù)不因線數(shù)變化而變化,必然增加。又由常數(shù),的增加只能導(dǎo)致的減少。 432 某精餾塔操作時,在進料流量與組成、進料熱狀況和塔頂流率不變的條件下,增加回流比,則此時塔頂產(chǎn)品組成,塔底產(chǎn)品組成,精餾段蒸氣量,精餾段液氣比。 答案:增加;減少;增加;增加 分析:前已分析,在進料組成、進料狀態(tài)和分離要求一定的條件下,增大回流比,所需要的理論板數(shù)減少;若理論板數(shù)一定則可提高產(chǎn)品的分離程度,即增加,減少。應(yīng)注意的是,增大回流比時,須相應(yīng)增大再沸器熱負荷,即增大,才能使塔底產(chǎn)品組成符合要求。433 某精餾塔操作時,若保持進料流率與組成、進料熱狀況和塔頂蒸氣量
11、不變,增加回流比,則此時塔頂產(chǎn)品組成,塔底產(chǎn)品組成,塔頂產(chǎn)品流率,精餾段液氣比。答案:增加;減少;減少;增加分析:由,當(dāng)不變時,增加,必須減少。在理論板數(shù)不變時,回流比的增加必會使產(chǎn)品分離程度提高。當(dāng)增加時,液氣比必然也增大。434 某精餾塔的設(shè)計任務(wù)是:原料為、,分離要求為、。設(shè)計時若選定回流比不變,加料狀況由原來的氣液混合改為過冷液體加料,則所需的理論板數(shù),精餾段和提餾段的氣液相流量的變化趨勢,。若加料熱狀況不變,將回流比增大。上述5個量的變化趨勢:,。答案:減少;不變;不變;增加;增加;減少;增大;增大;增大;增大分析:在進料組成、流率、回流比和產(chǎn)品的分離要求一定時,進料的越大,平均傳質(zhì)
12、推動力越大,所需理論板數(shù)越少。由全塔物料平衡知,當(dāng)、一定時,塔頂產(chǎn)品流率和塔底產(chǎn)品流率也一定。則由知不變,同理也不變。由知當(dāng)、不變時,值越大,越大。而由可知,越大,也越大。 當(dāng)進料組成、流率、產(chǎn)品分離要求和進料狀況一定時,增大回流比的影響在4-32中已分析。某平衡蒸餾的流程以與原操作條件如圖4-2所示,按下述兩種情況判斷4個操作參數(shù)的變化趨勢。()維持、 和閃蒸塔的壓強不變,使物料加熱溫度上升時,_,_,_,_。( 2 ) 維持、物料加熱溫度、閃蒸塔操作壓強不變,使物料組成增加時,_, _, _, _。 答案: 1 下降;上升;下降;上升; 2 上升;下降;上升;上升; 分析:如圖4-3,當(dāng)、
13、不變時,的增加使,同時。xy101xF xD xD圖4-3pF,xFTW,xwD,xDt0圖 4-2如圖,當(dāng)、不變時,的增加使,同時。圖中外文符號上的()表示改變條件后的狀況。平衡蒸餾時的氣液平衡關(guān)系與精餾塔1塊理論板上氣液平衡完全一樣。 某精餾塔塔頂蒸氣組成為,溫度為,經(jīng)分凝器部分冷凝到泡點后回流入塔,組成為。未冷凝的蒸氣組成為,經(jīng)全凝器后成為組成為的產(chǎn)品。試用、判斷下列各量的相互關(guān)系:_,_,_,_,_,_。0 xw xF xw xF xD xD 1tt0t0 x圖4-4答案:; ; ; ; ; 分析:由于分凝器相當(dāng)于塊理論板,故各量之間的關(guān)系在相平衡圖上一目了然,見圖4。 已測得精餾塔自
14、塔頂下數(shù)第層和第層塔板的兩相組成為、,試判斷對應(yīng)值:為_,為_,為_,為_。 答案:; ; ; 分析:各板間的組成的相互關(guān)系如圖。 -38 已知某精餾塔的進料組成為(摩爾分?jǐn)?shù)),回流比為,進料為飽和液體,且知(摩爾分?jǐn)?shù))為,提餾段操作線方程截距為零。則餾出液為_,釜液為_, 精餾段操作線方程截距為,提餾段操作線方程的斜率為_。0 x(y) 1ty6y5y4x5x4x6圖4-60 x(y) 1t1t1t0tDy1y0 x0 xDP=定值圖4-5答案:; ; 分析:由于可,所以, 故。由,得。當(dāng)q=1時,某精餾塔的設(shè)計任務(wù),原料為、, 分離要求為和,設(shè)計時若確定塔釜產(chǎn)生的蒸氣量恒定,當(dāng)加料由原來的
15、過熱蒸氣加料改為過冷液體加料,則所需的理論板_,精餾段上升蒸氣量_,精餾段下降液體量_,提餾段下降液體量_,精餾段液氣比_。答案:增加;減少;減少;不變;降低分析:由物料衡算關(guān)系知,當(dāng)、一定時,和也一定.則不變。而,當(dāng)增大時,減小.由知,當(dāng)不變時,隨的減小而減少。由精餾段操作線截距知,當(dāng)減少時,斜率減小,即減小。 440 將板式塔中泡罩塔、浮閥塔、篩板塔相比較,操作彈性最大的是_,造價最昂貴的是_, 單板壓降最小的是_.。答案: 浮閥塔; 泡罩塔;篩板塔。441 板式塔塔板上氣液兩相接觸狀態(tài)有_種, 它們是_。板式塔不正常操作現(xiàn)象常見的有_,它們是_。答案:3種;鼓泡接觸狀態(tài),泡沫接觸狀態(tài),噴
16、射接觸狀態(tài);3種;嚴(yán)重漏液、溢流液泛、嚴(yán)重霧沫夾帶。4-42 評價塔板性能的標(biāo)準(zhǔn)主要是_條,它們是_。塔板負荷性能圖中有_條線,分別是_。答案:5;(1)通過能力大,(2)塔板效率高,(3)塔板壓降低,(4)操作彈性大,(5)結(jié)構(gòu)簡單,造價低;5;(1)液泛線,(2)霧沫夾帶線,(3)漏液線,(4)液相上限線,(5)液相下限線4-43 板式塔中塔板上溢流堰的作用主要是_,填料塔中填料的作用是_。答案:保證塔板上有一定高度的液層,以便氣液兩相充分接觸傳質(zhì);讓液體在表面上形成液膜并沿填料間空隙下流,同時讓氣體在填料空隙間上升并在潤濕的填料表面上進行氣液兩相間的傳質(zhì)。4-44 常見的連續(xù)接觸式的氣液
17、傳質(zhì)設(shè)備是_塔,塔_為分散相,_為連續(xù)相,為保證操作過程中兩相的接觸良好,塔頂部應(yīng)設(shè)裝置,中部應(yīng)設(shè)裝置。答案:填料;液體;氣體;液體分布裝置;液體再分布裝置445 板式塔中氣、液兩相發(fā)生與主體流動方向相反的流動,稱現(xiàn)象,它們主要是:液沫夾帶(霧沫夾帶),產(chǎn)生的原因為,氣泡夾帶,產(chǎn)生的原因為。答案:返混現(xiàn)象;小液滴因其沉降速度小于氣流速度被氣流夾帶至上層塔板和大滴液因板間距小于液滴的彈濺高度而被氣流帶至上層塔板;液體在降液管中停留時間過短,氣泡來不與從液體中分離返回至板面而被液體卷入下層塔板。446 板式塔中板上液面差過大導(dǎo)致,造成液面落差的主要原因有。為減小液面落差,設(shè)計時可采用的措施常見的有
18、。答案:氣流分布不均勻,影響汽液間傳質(zhì);塔板結(jié)構(gòu),液相流量,液流長度(塔徑);采用結(jié)構(gòu)簡單的篩板塔, 溢流 裝置采用雙溢流或多溢流。 447 板式塔中氣體通過塔板的阻力主要有和兩部分。塔板結(jié)構(gòu)設(shè)計時,溢流堰長度應(yīng)適當(dāng),過長則會,過短則會。溢流堰高度也應(yīng)適當(dāng),過高會,過低會。 答案:干板降壓;液層降壓;降低塔板面積有效利用率;由于降液管截面過小導(dǎo)致流不暢,同時塔板上液流分布不均;使塔板壓降增大并易發(fā)生霧沫夾帶;由于液層高度太小,液體在堰上分布不均,影響傳質(zhì)效果。 448 板式塔的塔板有和兩種,塔徑較大的塔常采用塔板,以便。塔板面積可分為4個區(qū)域,它們分別是,各自的作用是。 答案:整塊式;分塊式;
19、分塊式;通過入孔裝拆塔板;鼓泡區(qū),設(shè)置篩孔、浮閥或泡罩的區(qū)域,為氣液傳質(zhì)的有效區(qū)域。溢流區(qū),為降液管和受液盤所占的區(qū)域。破沫區(qū),又稱安定區(qū),位于鼓泡區(qū)和湍流區(qū)之間,分兩條,入口側(cè)防止漏液,出口側(cè)使液體中夾帶的泡沫進入降液管前可部分脫離液體。邊緣區(qū),又稱無效區(qū),是靠近塔壁的一圈邊緣區(qū),供支承塔板之用。三、選擇題(一) 單項選擇題4-73 精餾分離某二元混合物,規(guī)定分離要求為、。如進料分別為、 時,其相應(yīng)的最小回流比分別為、。當(dāng) 時,則 ( )。 A; B; C; D 的大小無法確定 答案:A 4-74 精餾的操作線為直線,主要是因為( )。理論板假定; C. 理想物系;塔頂泡點回流; D. 恒摩
20、爾流假定 答案:D 分析:由于作了恒摩爾流假定后,通過塔頂或塔底的物料衡算關(guān)系,才推導(dǎo)出直 線的操作線方程。 4-75 某二元混合物,其中A為易揮發(fā)組分。液相組成時相應(yīng)的泡點為, 氣相組成時相應(yīng)的露點為, 則( ) A; B; C; D無法判斷 答案:B 4-76 某二元混合物,其中A為易揮發(fā)組分。液相組成時泡點為,與之相平衡的氣相組成時,相應(yīng)的露點為,則 ( )。 A ; B ; C; D不能判斷 答案: 77 操作中連續(xù)精餾塔,如采用的回流比小于原回流比,則( )。 A、均增加; 減小,增加; 、均不變; 不能正常操作 答案:分析:當(dāng)回流比變小時,精餾段操作線斜率變小,同時提餾段操作線斜率
21、變大,若保持塔板數(shù)不變,必然是結(jié)果B。 478 某真空操作精餾塔,在真空度降低后,若保持、 、 、與加料位置不變,則塔頂產(chǎn)品組成 變化為( )。A.變??; B變大;C.不變; D不確定; 答案:A 分析:當(dāng)壓力增大后,組分間相對揮發(fā)度變小,故分離能力變低。 4-79 精餾操作時,若在、不變的條件下,將塔頂產(chǎn)品量增加,其結(jié)果是( ) A下降, 上升; B下降, 不變; C下降, 亦下降; D 無法判斷; 答案:C 分析:當(dāng)增加時, 必然減小,但因回流比不變,只有 和 同時增加,即和 同時增加,以為例,從提餾段操作線斜率看,當(dāng)增大后, 變小,而不變,故有 減小。 4-80 精餾操作時,若其他操作條
22、作件均不變,只將塔頂?shù)倪^冷液體回流改為泡點回流,則塔頂產(chǎn)品組成變化為( )。變?。?B. 變大C不變; D. 不確切;答案:A分析:回流液熱狀況改變后,減少了塔實際物料循環(huán)量,降低了分離推動力,故減小。 4-81 二元溶液連續(xù)精餾計算中,進料熱狀況的變化將引起以下線的變化( )。提餾段操作線與線;平衡線;C平衡線與精餾段操作線; D.平衡線與 線;答案:A 4-82 分別用平衡蒸餾和簡單蒸餾分離原料數(shù)量和組成一樣的物系,用平衡蒸餾所得餾出物氣相總組成為,用簡單蒸餾所得餾出物氣總組成為,若兩種方法所得的氣相量一樣,則( )。 A; B ; C ; D無法判斷 答案:A 分析:由于簡單蒸餾的氣相組
23、成多是與開始階段較高的液相組成相平衡的,而平衡蒸餾的氣相組成只能與最終的較低的液相組成成平衡。 4-83 流率為800 組成為0.4的二元理想溶液精餾分離,要求塔頂產(chǎn)品組成達到0.7,塔底殘液組成不超過0.1,泡點進料,回流比為2.5。要使塔頂采出量達到500,應(yīng)采取措施( )。A:增加塔板數(shù); B:加大回流比; C改變進料熱狀況; D塔頂增加分凝器; E增加進料量 答案:E分析:由的物料衡算式知,。當(dāng)、均確定后,只有改變才可改變。其他幾種措施只能改變分離能力。不能引發(fā)降液管液泛這種不正常操作現(xiàn)象的原因是( )。 A塔板間距過小; B嚴(yán)重漏液; C過量霧沫夾帶; D液、氣負荷過大 答案:B 4
24、-85某精餾塔精餾段和提餾段的理論板數(shù)分別為和,若只增加提餾段理論板數(shù),而精餾段理論板數(shù)不變,當(dāng)、等條件不變時,則有( )。 A減小,增加; B減小,不變; C減小,減??; D減小,無法判斷 答案:A 分析:由題中條件和知,不變,再由和提餾段板數(shù)增加導(dǎo)致加料板位置降低可知,必有增加,同時減小才可保證不變。 4-86精餾分離二元理想混合液,已知回流比,相對揮發(fā)度,塔頂組成,測得自上而下數(shù)第4層板的液相組成為,第3層板的液相組成為,則第4 層板的默弗里效率為( )。 A107; B44; C; D答案:B(二)多項選擇題 4-87指出下列哪些參數(shù)不屬于篩板精餾塔的設(shè)計參數(shù):( )。A(塔徑); B
25、(板間距); C(篩孔數(shù)); D(降液管面積);E(孔速); F(板上液層高度); G. (堰高);H(堰長); I(堰上液層高度);答案:E、F、I4-88 指出下列哪些參數(shù)屬于篩板精餾塔的設(shè)計參數(shù):( )。A(篩孔孔徑); B. (降液管底高度); C. (塔板安定區(qū)寬度);D. (孔間徑); E(塔板邊緣區(qū)寬度)答案:ABCDE4 - 89 下列哪些判斷正確( )。A減小,霧沫夾帶線下移; B減小,霧沫夾帶線上移;C下降,液相上限線左移; D下降,液相下限線左移;E下降,液泛線右上移; F下降,液泛線左下移;答案:ACDF4 90 下列哪些判斷正確( )。上升氣速過大引起漏液; B.上升
26、氣速過大造成過量霧沫夾帶;上升氣速過大引起液泛; D. 上升氣速過大造成大量氣泡夾帶;E.上升氣速過大使板效率降低答案:BCE4 91 當(dāng)氣體量一定時,下列判斷哪些正確( )。液體量過大引起漏液; C.液體量過大引起氣泡夾帶;液體量過大引起霧沫夾帶; D. 液體量過大引起液泛;E.液體量過大使板效率降低答案:ACDE4-92 操作中的精餾塔,若保持和提餾段氣相流量不變,減少塔項產(chǎn)品量,則變化結(jié)果有( )。A增加,增加; B減小,減??;C增加,減小; D減小,增加;答案:A 分析:由F知不變,故當(dāng)減小時,由知回流比增大,當(dāng)塔板數(shù)一定時,必有的增大。當(dāng)減小時,增大,由知增大,故提餾段操作線方程斜率
27、變大導(dǎo)致增大。第二章吸收一、選擇與填空 (30分) 1. 吸收操作的原理是_。 2. 對接近常壓的低濃度溶質(zhì)的氣液平衡系統(tǒng),當(dāng)總壓增大時,亨利系數(shù)將_,相平衡常數(shù)將_,溶解度系數(shù)將_。 A. 增大; B. 不變; C. 減??; D. 不確定。 3. 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. ; B. ; C. ; D. 。 4. 等分子反方向擴散通常發(fā)生在_單元操作過程中;一組分通過另一停滯組分的擴散通常發(fā)生在_單元操作過程中。 5. 雙膜模型、溶質(zhì)滲透模型和表面更新模型的模型參數(shù)分別是_、_和_。 6. 增加吸收劑用量,操作線的斜率_,吸收推動力_。 7. 脫吸
28、因數(shù)的定義式為_,它表示_之比。 8. 在逆流吸收塔中,吸收過程為氣膜控制,若進塔液體組成增大,其它條件不變,則氣相總傳質(zhì)單元高度將_。 A. 不變; B. 不確定; C. 減小; D. 增大。 9. 推動力()與吸收系數(shù)_相對應(yīng)。 A. ; B. ; C. ; D. 。1.(5分) 題號:7028 第7章 知識點:300 難度:容易 用清水吸收空氣與A的混合氣中的物系的溶質(zhì)A,相平衡常數(shù)m=2,入塔氣體濃度0.06,要求出塔氣體濃度0.002(以上均為mol), 則最小液氣比為_.*答案* 1.932.(2分) 題號:7076 第7章 知識點:200 難度:容易 某低濃度氣體吸收過程,已知m
29、1,氣膜體積傳質(zhì)分系數(shù) kmol.,液膜體積傳質(zhì)分系。則該吸收過程為膜阻力控制。氣膜阻力占總阻力的百分?jǐn)?shù)為。*答案* 氣; 99.95100二.選擇題1.(2分) 題號:7119 第7章 知識點:400 難度:容易 對于逆流操作的吸收塔,其它條件不變,當(dāng)吸收劑用量趨于最小用量時,則( )。 A. 吸收推動力最大; B. 吸收率最高; C. 出塔氣濃度最低; D. 吸收液濃度趨于最高。*答案* D5-1在液相中,若溫度提高1倍,粘度不變,則擴散系數(shù)_。答案: 增大1倍分析:由可知。 操作中的吸收塔,當(dāng)生產(chǎn)任務(wù)一定,若吸收劑用量小于最小用量,則吸收效果 ; _.答案:達不到要求分析:所謂最小液氣比
30、與最小吸收劑用量是針對一定的分離任務(wù)而言的,當(dāng)實際液氣比或吸收劑用量小于最小值時,則吸收效果達不到給定的分離要求。脫吸因數(shù)s的表達式為_, 在Y-X坐標(biāo)系下的幾何意義是_。答案:;平衡線斜率與操作線率之比 在氣體流量、氣相進出口組成和液相進口組成不變時,若減少吸收劑用量,則操作線將_平衡線,傳質(zhì)推動力將_, 若吸收劑用量減至最小吸收劑用量時,設(shè)備費用將_。答案:靠近;減??;無窮大5-5 對逆流操作的填料吸收塔,當(dāng)脫吸因數(shù)s1時,若塔高為無窮大,則氣液兩相將于塔_達到平衡。答案:底分析:因平衡線的斜率大于操作線的斜率,故操作線無限延長(塔高無限大)時,將在高濃度端與平衡線相交,即兩相在塔底達到平
31、衡。5-6 根據(jù)雙膜理論,兩相間的傳質(zhì)阻力主要集中在_,增加氣液兩相主體的湍動程度,傳質(zhì)速率將_ 。答案:相界面兩側(cè)的液膜和氣膜中;增大5-7是3種氣體在吸收過程中的脫吸因數(shù),已知,且吸收過程的操作條件一樣,試將3種氣體按溶解度大小排序如下_。答案:第3種最大,第2種次之,第1種最小分析:操作條件一樣,一樣,由可知當(dāng) 有 而m值愈大,表明氣體溶解度愈小。 5-8 壓力_,溫度_,將有利于吸收的進行。答案:增大;下降分析:由,說明m是溫度和壓力的函數(shù)。一般情況下,溫度下降,則E值下降,故溫度下降,壓力增大,導(dǎo)致m值下降,溶解度增大,有利吸收。5-9 難溶氣體屬_控制,主要傳質(zhì)阻力集中于_側(cè)。答案
32、:液膜;液膜 5-10 雙膜理論的基本假設(shè)是:(1)_; (2)_; (3)_。答案:氣液界面兩側(cè)各存在一層靜止的氣膜和液膜;全部阻力集中于該兩層靜止膜中,膜中的傳質(zhì)是定態(tài)分子擴散;在相界面處,兩相達平衡。5-11等分子反向擴散適合于描述 _ 過程中的傳質(zhì)速率關(guān)系。一組分通過另一停滯組分的擴散適合于描述過程中的傳質(zhì)速率關(guān)系。答案:精餾,吸收和脫吸.5-12欲得到一定濃度的溶液,對易溶氣體所需的分壓_,而對難溶氣體所需的分壓則_。答案:較低,很高分析:由亨利定律難溶氣體的E值很大,故需要的分壓高,而易溶氣體的E值很小,故需要的分壓低.5-13 在選擇吸收劑時,應(yīng)主要考慮的4個方面1_,2_,3_
33、,4_。答案:溶解度,選擇性;揮發(fā)性;粘性漂流因數(shù)反映_,當(dāng)漂流因數(shù)大于1時表明_。答案:總體流動對傳質(zhì)速率的影響;由于有總體流動而使傳遞速率較之單純分子擴散速率要大一些。5-15物質(zhì)在靜止流體中的傳遞,主要是依靠流體_的無規(guī)則運動。物質(zhì)在湍流的傳遞,主要是依據(jù)靠流體_的無規(guī)則運動.答案:分子;質(zhì)點對流傳質(zhì)是指發(fā)生在運動著的流體與_之間的傳質(zhì)過程。答案:相界面3種具有代表性的傳質(zhì)理論是:1_, 2_ 3_-。答案:雙膜理論;溶質(zhì)滲透理論;表面更新理論。5-18 吸收操作時,塔任一橫截面上,溶質(zhì)在氣相中的實際分壓總是_與其接觸的液相平衡分壓,所以吸收操作線總是位于平衡線的_。反之,如果操作線位于
34、平衡線_,則應(yīng)進行脫吸過程。答案:高于;上方,下方。5-19 當(dāng)氣體處理量與初、終濃度已被確定,若減少吸收劑用量,操作線的斜率將_,其結(jié)果是使出塔吸收液的濃度_,而吸收推動力相應(yīng)_。答案:變??;變大;變小分析:由題意知V、已經(jīng)確定,減少L用量意味著液氣比減小,因低濃度端 已固定,故操作線斜率變小且向平衡線靠近,使傳質(zhì)推動力變小。又由物料衡算:常數(shù) 可知當(dāng)一定時,L減小,必增大。5-20 一般情況下取吸收劑用量為最小用量的 _倍是比較適宜的. 答案 :1.1-2.05-21填料層高度的計算將要涉與_、 _與_這3種關(guān)系式的應(yīng)用。答案:物料衡算;傳質(zhì)速率;相平衡 5-22傳質(zhì)單元數(shù)與反映 _。則與
35、設(shè)備的型式、設(shè)備中的操作條件有關(guān), 表示_,是吸收設(shè)備性能高低的反映。 答案:分離任務(wù)的難易;完成一個傳質(zhì)元所需的填料層高度 5-23 在氣液進口濃度給定的情況下,參數(shù) 值的大小反映.在氣液進口 濃度與吸收率已知的條件下,參數(shù)S值的大小反映 答案:溶質(zhì)吸收率的高低;吸收推動力的大小對于低濃度氣體吸收操作,在求傳質(zhì)單元數(shù)時,解析法的適用條件是 , 對數(shù)平均推動力法的適用條件是 ,梯級圖解法的適用條件是_,圖解積 分法的適用條件是 。 答案:操作圍平衡線為直線;操作圍平衡線為直線;操作圍平衡線彎 曲程度不大;各種情況總的來說,由于化學(xué)反應(yīng)消耗了進入液相中的溶質(zhì),使溶質(zhì)的有效溶解度 而平衡分壓 ,使
36、吸收過程的推動力 。若溶質(zhì)組分進入液相后立 即反應(yīng)被消耗掉,則界面上的溶質(zhì)分壓為 ,吸收過程可按 膜控制的物 理吸收計算。答案:增大;降低;增大;零;氣膜 5-26 克列姆塞爾方程的最簡形式為 。答案:5-27 對常壓下低濃度溶質(zhì)的氣液平衡系統(tǒng),當(dāng)液相總濃度增加時,其相平衡常數(shù)m將 答案:增大分析:由亨利定律 式中 溶質(zhì)的濃度,; 溶液總濃度,;由題知,不變,增加,故必增大。5-28 當(dāng)填料層高度等于傳質(zhì)單元高度時,則該段填料層的傳質(zhì)單元數(shù)= ,進出該填料段的氣體摩分?jǐn)?shù)之差等于 。答案:1;該段用氣相摩分?jǐn)?shù)表示的平均推動力5-29對逆流吸收系統(tǒng),若脫吸收因數(shù)=1,則氣相總傳質(zhì)單元數(shù)將 理論板數(shù)
37、。若脫吸因數(shù),則將 。答案 :等于;小于分析 :由可知 5-30 生產(chǎn)中常見的脫吸方法有_,_和_。答案:通入惰性氣體;通入水蒸氣;降壓5-31 用清水在填料塔中逆流吸收空氣的氨,已知氣體入塔濃度為(摩爾),平衡關(guān)系Y=0.75X,填料層高為無窮大。試問:低濃度難溶氣體的逆流吸收操作系統(tǒng),若僅增加液體量,而不改變其他條件,則此塔的氣相總傳質(zhì)單元數(shù)將, 氣體出口濃度將 。 答案:增大;下降分析:難濃氣體的吸收過程為液膜阻力控制,主要阻力在液相,即當(dāng)增加液體量,可增大液膜傳質(zhì)系數(shù),有效降低液膜阻力,故總阻力下降。所以 將變小 而Z不變,故將增大。因隨L的增加而下降。由S,關(guān)系可知將增加,故必下降。
38、5-34 化學(xué)吸收的歷程為溶質(zhì) , , 4個步驟構(gòu)成。答案:在氣相中擴散到液面;溶解進入液相;在液相中擴散;在液相中反應(yīng)。 在逆流操作的填料塔中,用純?nèi)軇┪漳硽怏w混合物中的有害成分。已知平衡關(guān)系為Y=2X,操作液氣比,入塔氣中含0.007(摩爾分?jǐn)?shù),下同),出塔 液相濃度為0.003, 則氣相總傳質(zhì)單元。若將填料塔改為板式塔,則理論板數(shù)=。 答案:; 分析:由物料衡算求。所以 由于可知平衡線與操作線相互平行,二線間垂直距離處處相等,故用對數(shù)平均推動力法求。=當(dāng)時,有 二、單項題 536 氣相壓力一定,溫度提高1倍,組分在氣相中的擴散系數(shù);若溫度不變,壓力增加1倍,則擴散系數(shù)增大1; C. 約
39、原來的倍;減少1倍; D. 不變;答案:C;B分析:由馬克斯韋爾吉利蘭公式有 537 操作中的吸收塔,當(dāng)其他操作條件不變,僅降低吸收劑入塔濃度,則吸收率將;又當(dāng)用清水作吸收劑時,其他操作條件不變,僅降低入塔氣體濃度,則吸收率將 。增大: C. 不變;降低; D. 不確定;答案A:C 分析: 第一問因為吸收劑入塔濃度下降,使塔傳質(zhì)推動力增大,傳質(zhì)效果提高,從而使氣體出塔濃度下降,吸收率增大.第二問因為Z、不變,可知也不變由=與不變 可知 不變 5-38對常壓下操作的低濃度吸收系統(tǒng),系統(tǒng)總壓在較小圍增加時,享利系數(shù)將_,相平衡常數(shù)將_,溶解度系數(shù)將_.增加; C. 不變;降低; D. 不確定 答案
40、:C;B;C 分析:因為低壓下E僅是溫度的涵數(shù),與 m= H可是總壓增加E、H不變,m下降。5-39 雙組分氣體(A、B)進行穩(wěn)定分子擴散, 與分別表示在傳質(zhì)方向上某截面處溶質(zhì)A的分子擴散速率與傳質(zhì)速率,當(dāng)系統(tǒng)的漂流因數(shù)大于1時,_;_A:大于; B: 小于; C:等于; D不確定答案: C;A 分析:因為是雙組分氣體,所以系統(tǒng)中A和B的濃度梯度大小相等方向相反。由費克定律可知A和B的分子擴散速率也將大小相等方向相反。然而因漂流因數(shù)大于1,說明產(chǎn)出了主體流動,結(jié)果增大了A的傳遞速率。這里按習(xí)慣B為惰性組分。 5-40 低濃度逆流吸收操作中,若其他操作條件不變,僅增加入塔氣量,則: 氣相總傳質(zhì)單
41、元高度將_;氣相總傳質(zhì)單元數(shù)將_;出塔氣相組成將_; 出塔液相組成將_;溶質(zhì)回收率將_;.增加;.減??;.不變;.不確定答案:;分析:由 可知隨的增加而增大; 由 不變,可知下降。由 與、關(guān)系圖,可知增加和下降均使下降,故必增大,使回收率減小。由,因為隨V的增加而下降,可知將下降,從而使增加。又因為、s、之間的關(guān)系與、A、之間的關(guān)系規(guī)律完全一樣,故可將、s、關(guān)系圖用于、A、關(guān)系,所以當(dāng)A下降,增大時,將增大,故必增加。5-41 低濃度逆流吸收操作中,若其他操作條件不變,僅降低入塔液體組成,則:氣相總傳質(zhì)單元高度將_; 氣相總傳質(zhì)單元數(shù)將_;氣相出塔組成將_; 液相出塔組成將_.A 增加;B 減
42、??;C 不變;D不確定.答案:C;C;B;B分析:因為氣液流量不變,所以不變,又因為Z不變,故不變。由 可知當(dāng)、s不變時,也不變,因為YY,故必下降。 同理由,可知當(dāng)A、不變時, 也不變,故當(dāng)下降時必下降。 542 低濃度逆流吸收操作中,若其他入塔條件不變,僅增加入塔氣體濃度,則: 出塔氣體濃度將_; 出塔液體濃度_;A 增大; B 減??; C 不變; D 不確定 答案:A;A 分析:、s皆不變,故不變,所以當(dāng)增大時必增大。同理,由A、不變,知不變,因為,故當(dāng)增大時,必增大。從另一角度來看, 的增大使塔傳質(zhì)推動力增大,故增大。 5-43 低濃度逆流吸收操作,當(dāng)氣液進塔組成不變,而改變操作條件使
43、脫吸因數(shù)s增大,則: 氣體出塔濃度將_; 液體出塔濃度將_.A 增大; B 減?。?C 不變; D 不確定 答案:A;D 分析:,s的增大,意味著操作線將向平衡線靠近,使傳質(zhì)推動力減小,故必增大,而怎樣改變和m與的具體變化有關(guān),而此題并沒有明確,故不能確定。 5-44 低濃度難溶氣體的逆流吸收過程,若其他操作條件不變,僅入塔氣量有所下降,則:液相總傳質(zhì)單元數(shù)將_; 液相總傳質(zhì)單元高度將_; 氣相總傳質(zhì)單元數(shù)將_;氣相總傳質(zhì)單元高度將_;操作線斜將_ . 增加;. 減??;. 基本不變;. 不確定;答案:;B分析:因液膜控制,故,可以為基本不受氣 量的影響,所以與基本不變 由 s, s,可知當(dāng)減小
44、進, 將減小 由,可知當(dāng)減小時,將增加顯然,減小使下降 5-45 某逆流吸收過程,已知系統(tǒng)滿足亨利定律,吸收因數(shù),當(dāng)塔高為無窮大時,(1)塔底氣相組成將_; 塔頂氣相組成將_(2)若其他操作條件不變,僅將系統(tǒng)壓力減小了,則此時塔底相組成將_ . 大于 . 小于; . 等于;答案:(1)A、C (2)C分析: (1)由,知操作線的斜率大于平衡線的斜率。所以當(dāng)塔高為無窮大時,兩線將 于低濃度端相交,即兩相將于塔頂達平衡,故, (2)因為,由題意知 故 說明平衡線與操作將重合,故 546 對同一溫度和液相濃度的稀溶液,如果總壓減小1倍,則與之平衡的氣相濃度(或分壓)_ A.y增大倍; B.p增大倍;
45、C.y減小倍;D.p減小倍;答案:A分析:稀溶液系統(tǒng)服從亨利定律,則有:或 由題意知總壓p減小倍,即,且,均不變,則:5-47 下述分離過程中哪一種不屬于傳質(zhì)分離_.A.萃取分離; B:吸收分離; C:結(jié)晶分離; D:離心分離答案:D5-48 在常壓塔中用水吸收二氧化碳,和分別為氣相和液相傳質(zhì)分系數(shù),為氣相總傳質(zhì)系數(shù),m為相平衡常數(shù),則_ A.為氣膜控制,且 B.為液膜控制,且 C.為氣膜控制,且 D.為液膜控制,且答案: C分析: 由 與 (難溶氣體吸收)_得 5-49 下述說法中錯誤的是_.溶解度系數(shù)H值很大,為易溶氣體; C. 享利系數(shù)E值很大,為難溶氣體;亨利系數(shù)E值很大,為易溶氣體;
46、 D. 平衡常數(shù)m值很大,為難溶氣體;答案:B5-50 下述說法中錯誤的是_。液體中的擴散系數(shù)與壓力成正比,與粘度成反比;氣體中的擴散系數(shù)與壓力成反比,與溫度的次方成正比;液體中的擴散系數(shù)與溫度成正比,與粘度成反比;發(fā)生在靜止或滯流流體中的擴散屬于分子擴散答案:A5-51 下述說法中錯誤的是_。理想溶液滿足拉烏爾定律,也滿足亨得定律;理想溶液滿足拉烏爾定律,但不滿足亨利定律;非理想稀溶液滿足亨利定律,但不滿足拉烏爾定律;服從亨利定律并不說明溶液的理想性,服從拉烏爾定律才表明溶液的理想性答案:B5-52 下述說法中正確的是_。氣相中的擴散系數(shù)大于液相中的擴散系數(shù),故物質(zhì)在氣相中的擴散通量大于在液
47、相中的擴散通量;氣相中的擴散系數(shù)小于液相中的擴散系數(shù),故物質(zhì)在氣相中的擴散通量小于在液相中的擴散通量;氣相中的擴散系數(shù)與液相中的擴散系數(shù)在數(shù)量級上接近,故氣液兩相中可達到一樣的擴散通量;D. 氣相中的擴散系數(shù)大于液相中的擴散系數(shù),但在一定條件下,氣液兩相中仍可達到一樣的擴散通量。答案:D分析:物質(zhì)在氣相中的擴散系數(shù)較在液相中的擴散系數(shù)約大10倍。但是,液體的密度往往比氣體大得多,因而液相中的物質(zhì)濃度以與濃度梯度便可遠遠高于氣相中的物質(zhì)濃度與濃度梯度,所以在一定條件下,氣液兩相中仍可達到一樣地擴散通量。下述說法中正確的是_。氣膜控制時有:, ;氣膜控制時有:, ;液膜控制時有:, ;液膜控制時有
48、:,;答案:B下述說法中錯誤的是_。板式塔氣液逐級接觸,填料塔氣液連續(xù)接觸;精餾用板式塔,吸收用填料塔;精餾既可以用板式塔,也可以用填料塔;吸收既可以用板式塔,也可以用填料塔。答案:B5 55 下述說法中正確的是_。用水吸收氨屬難溶氣體的吸收,為液膜阻力控制;常壓下用水吸收二氧化碳屬難溶氣體的吸收,為氣膜阻力控制;用水吸收氧屬難溶氣體的吸收,為氣膜阻力控制;用水吸收二氧化硫為具有中等溶解度的氣體吸收,氣膜阻力和液阻力忽略。答案:-6 下列各項中屬于物性參數(shù)的是 _。.氣膜吸收系數(shù); .分子擴散系數(shù);.渦流擴散系數(shù); .脫吸因數(shù)。答案:第三章 蒸餾和吸收塔設(shè)備一、填空題1板式塔是_接觸式氣液傳質(zhì)設(shè)備,操作時為_連續(xù)相;填料塔是_接觸式氣液傳質(zhì)設(shè)備,操作時為_連續(xù)相。2塔板的主要類型有_、_、_、_等。3氣體通過塔板的總壓降包括_、_和_。4塔板上的異常操作現(xiàn)象包括_、_、_。4 塔板的負荷性能圖由五條線構(gòu)成,它們是_、_、_、_、_,塔板適宜的操作區(qū)是_區(qū)域,而實際操作時應(yīng)盡可能將操作點
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