化工分离工程复习题
第一章
1、求解分子传质问题的基本方法是什么？
1）分子运动理论2）速率表示方法（绝对、平均）3）通量
2、漂流因子与主体流动有何关系？
p/p BM反映了主体流动对传质速率的影响，定义为“漂流因子”。因p>p BM，所以漂流因
数p/p BM>1，这表明由于有主体流动而使物质 A 的传递速率较之单纯的分子扩散要大一些。
3、气体扩散系数与哪些因素有关？
一般来说，扩散系数与系统的温度、压力、浓度以及物质的性质有关。对于双组分气体混合物，组分的扩散系数在低压下与浓度无关，只是温度及压力的函数。
4、如何获得气体扩散系数与液体扩散系数？
测定二元气体扩散系数的方法有许多种，常用的方法有蒸发管法，双容积法，液滴蒸发法等。液体中的扩散系数亦可通过实验测定或采用公式估算。
5、描述分子扩散规律的定律是费克第一定律。
6、对流传质与对流传热有何异同？
同：传质机理类似；传递的数学模型类似；数学模型的求解方法和求解结果类似。
异：系数差异：传质：分子运动；传热：能量过去
7、提出对流传质模型的意义是：对流传质模型的建立，不仅使对流传质系数的确定得以简化，还可以据此对传质过程及设备进行分析，确定适宜的操作条件，并对设备的强化、新型高效设备的开发等作出指导。
8、停滞膜模型、溶质渗透模型和表面更新模型的要点是什么？各模型求得的传质系数与扩散系数有何关系，其模型参数是什么？
停滞膜模型要点：①当气液两相相互接触时，在气液两相间存在着稳定的相界面，界面两侧各有一个很薄的停滞膜，溶质A 经过两膜层的传质方式为分子扩散。②在气液相界面处，气液两相出于平衡状态。
③在两个停滞膜以外的气液两相主体中，由于流体的强烈湍动，各处浓度均匀一致。关系：液膜对流传质系数k°G=D/（RTz G）, 气膜对流传质系数k° L=D/z L
对流传质系数可通过分子扩散系数D和气膜厚度z G或液膜厚度z L来计算。模型参数：组分A
通过气膜扩散时气膜厚度为模型参数，组分 A 通过液膜扩散时液膜厚度为模型参数。
溶质渗透模型要点：①液面是由无数微笑的流体单元所构成，当气液两相出于湍流状态相互接触时，液相主体中的某些流体单元运动至界面便停滞下来。在气液未接触前，液体单元中溶质的浓度和液相主体的浓度相等，接触开始后，相界面处立即达到与气相平衡状态。②随着接触时间的延长，溶质A 通过不稳态扩散方式不断地向液体单元中渗透。液体单元在界面处暴露的时间是有限的，经过时间θc 后，旧的液体单元即被新的液体单元所置换而回到液相主体中去。在液体单元深处，仍保持原来的主体浓度不变。④液体单元不断进行交换，每批液体单元在界面暴露的时间θc 都是一样的。关系：k cm=2[D/( πθc)] 1/2对流传质系数可通过分子扩散系数D和暴露时间θ c 计算。模型参数：暴露时间。
表面更新模型要点：溶质向液相内部传质为非稳态分子扩散过程。界面上液体单元有不同的暴露时间或称年龄，界面上各种不同年龄的液体单元都存在。不论界面上液
体单元暴露时间多长，被置换的概率是均等的。单位时间内表面被置换的分率称为表面更新率，用符号S表示。关系：k cm=(DS) 1/2对流传质系数可通过分子扩散系数D和表面更新率S
计算。模型参数：表面更新率。
9、对流传质系数有哪几种求解方法，其适用情况如何？
对流传质系数的分析解法和类比解法，仅适用于一些较为简单的传质问题；由于传质设备的结构各式各样，传质机理、尤其是湍流下的传质机理又极不完善，所以目前设计上还要靠经验方法，即通过实验整理出来的对流传质系数关联式来计算对流传质系数。
10、雷诺类比有何意义？
雷诺类比把整个边界层作为湍流区处理，但根据边界层理论，在湍流边界层中，紧贴壁面总有一层流内层存在，在层流内层进行分子传递，只有在湍流中心才进行涡流传递，故雷诺类比有一定的局限性。
第二章
1、温度和压力对吸收过程的平衡关系有何影响？
加压和降温有利于吸收操作，因为加压和降温可提高气体溶质的溶解度。
2、亨利定律的适用条件是在一定温度小，当总压不很高时。
3、传质推动力的表达方式：气相组成差：△y=y-y e，液相组成差：△ x=x e-x 。气相分压差：
△p=p-p e以液相组成差：△ c=c e-c 。
4、相平衡关系在吸收过程中的作用：可以判断传质进行的方向，确定传质推动力的大小，指明传质过程所能达到的极限。
5、如何判断吸收过程是属于哪种过程控制
对于易溶气体，H 值很大，1/Hk L<<1/k G，此时传质总阻力的绝大部分存在于气膜之中，吸收的总推动力主要用来克服气膜阻力，这种情况称为气膜控制。对于难容气体，H 值很小，H/ k G<<1/k L，此时传质
阻力的绝大部分存在于液膜之中，气膜阻力可以忽略，吸收总推动力的绝大部分用于克服液膜阻力，这种情况称为液膜控制。
6、总吸收速率方程与膜吸收速率方程的不同：总吸收速率方程多了一个有效比表面积a
7、亨利系数很大的条件是：温度升高，难溶气体的亨利系数大。
8、吸收剂萃取剂各为最小用量的多少倍
吸收剂萃取剂用量都为最小用量的1.1~2.0 倍。
9. 质速度为气膜控制或液膜控制时为易溶还是难溶物质？
答：气膜控制为易溶物质，液膜控制为难溶物质。
10. 气体吸收时，操作线斜率代表什么意义？
答：操作线斜率L/V 称为液气比，它是溶剂与惰性气体摩尔流量的比值。它反映单位气体处理量的溶剂消耗量的大小。
11. 气体吸收时，操作线如何获得？
答：无论是逆流操作还是并流操作的吸收塔，其操作线方程及操作线都是由物料衡算求得的，与吸收系统的平衡关系、操作条件以及设备的结构型式等均无任何牵连。
12. 传质单元高度和传质单元数有何物理意义？
答：传质单元高度反映了传质阻力的大小、填料性能的优劣以及润湿情况的好坏。吸收过程的传质阻力越大，填料层有效比面积越小，则每个传质单元所相当的填料层高度就越大。
传质单元数反映吸收过程进行的难易程度。生产任务所要求的气体组成变化越大，吸收过程的平
均推动力越小，则意味着过程的难度越大，此时所需的传质单元数也就越大。
13. 气相总体积吸收系数与气相总吸收系数有何不同之处？
答：体积吸收系数K Ya 是有效比表面积和吸收系数的乘积；体积吸收系数是表示填料层传质特性的动力学参数；体积吸收系数的物理意义：在推动力为一个单位的情况下，单位时间，单位体积，填料层内所吸收溶质的量。
14. 脱吸因数和吸收因数有何物理意义？
\* MERGEFORMAT 称 为脱吸因数，是平衡线斜率与操作线斜率的比值，量
\* MERGEFORMA,即T 脱吸因素 S 的倒数，称为吸收因数，它是操作线斜
率与平衡线斜率的比值，量纲为一。
15. 吸收塔计算中的理论级表示何种含义？
答：设填料层由 N 级组成，吸收剂从塔顶进入第Ｉ级，逐级向下流动， 最后从塔底第 N 级流 出；原料气则从塔底进入第 N 级，逐级向上流动，最后从塔顶第Ｉ级排出。在每一级上，气 液两相密切接
触， 溶质组分由气相向液相转移。 若离开某一级时， 气液两相的组成达到平衡， 则称该级为一个理论级，或称为一层理论板。
16. 填料层的等板高度表示何种含义？
答：等板高度 HETP 是指分离效果与一个理论级 （或一层理论板） 的作用相当的填料层高度， 又称当量高度。等板高度与分离物系的物性、操作条件及填料的结构参数有关。
17. 多组分吸收非关键组分操作线斜率与关键组分操作线斜率区别如何？
答：斜率：轻组分 ＞关键组分 ＞重组分
18. 常用解吸方法有哪些？
答：（ 1）气提解吸（ 以空气、氮气、二氧化碳作载气，又称为惰性气体气提 以水蒸气 作载气，同时又兼作加热热源的解吸常称为汽提 以吸收剂蒸汽作为载气的解吸。）（ 2） 减压解吸（ 3）加热解吸（ 4）加热—减压解吸。
19. 选择吸收剂有哪些基本原则？
答：（1）溶解度 吸收剂对溶质组分的溶解度要大， 这样可以提高吸收速率并减少吸
收剂的耗用量。 （ 2）选择性
吸收剂对溶质组分要有良好的吸收能力， 而对混合气体 中的其他组分无吸收或吸收甚微，否则不能直接实现有效的分离。
（3）挥发度 操作温度下吸收剂的蒸汽压要低， 因为吸收尾气往往为吸收剂蒸汽所饱
和，吸收剂的挥发度越高，其损失量便越大。
（4）黏度 吸收剂在操作温度下的黏度越低，其在塔内的流动性越好，这有助于传质
速率和传热速率的提高。
（5）所选用的吸收剂还应尽可能满足无毒性、无腐蚀性、不易燃易爆、不发泡、冰点低、 价廉易得以及化学性质稳定等要求。
20. 什么情况下选择化学吸收？ 答：①净化或精制气体②制取某种气体的液态产品③分离混合气体以回收所需组分④工业废 气的治理。
答：
纲为
第三章
1. 多组分精馏如何计算泡点、露点？
（1）泡点及平衡气相组成的计算
因y1+y2+ ??+yn=1，将其带入ki=yi/xi 可得\* MERGEFORMAT。要应用试差
法，即先假设泡点，根据已知的压力和所设的温度，求出所设的温度，求出平衡常数，再核
对\* MERGEFORMAT是否等于1。若是，则所设的泡点正确，否则应另设温度，重
复上面的计算，直至* MERGEFORM≈AT1 为止，此时的温度和气相温度即为所求。
（2）露点和平衡液相组成的计算
因x1+x2+ ??+xn=1 将其带入ki=yi/xi 可得\* MERGEFORMAT应用试差法，
也可用相对挥发度法。
2. 多组分精馏如何确定关键组分？
在待分离的多组分溶液中，选取工艺中最关心的两个组分，规定它们在塔顶和塔底产品中的组成或回收率，那么在一定的分离条件下，所需的理论板层数和其他组分的组成也随之而定。由于所选定的两个组分对多组分溶液的分离起控制作用，故称它们为关键组分，其中挥发度高的那个组分称为轻关键组分，挥发度低的称为重关键组分。
3. 何为清晰分割，何为非清晰分割？
清晰分割：若两关键组分的相对挥发度相差较大，且两者为相邻组分，此时可认为比重关键组分还重的组分全部在塔底产品中，比轻关键组分还轻的组分全部在塔顶产品中，这种情况称为清晰分割。
非清晰分割：若两关键组分不是相邻组分，则塔顶和塔底产品中必有中间组分；或者，若进料中关键组分的相对挥发度与关键组分的相差不大，则塔顶产品中就含有比重关键组分还重的组分，塔底产品中就会含有比轻关键组分还轻的组分。上述两种情况称为非清晰分割。
4. 多组分精馏如何确定最小回流比？
\* MERGEFORMAT \*
恩德伍德公式：
MERGEFORMAT \* MERGEFORMAT 先用试差法求出θ，再求出Rmin
5. 多组分精馏如何进行进料板位置确定计算？
仿照两组分精馏计算中所采用的方法; 若为泡点进料，则用经验公式计算：
\* MERGEFORMAT2 ]
第四章
1、塔板有哪些主要类型？
塔板可分为：降液管式塔板和无降液管式塔板
降液管式塔板：泡罩塔板、筛孔塔板、浮阀塔板、喷射型塔板（舌型塔板、浮舌塔板、斜孔塔板）
2、板式塔的流体力学性能包括哪些方面？
⑴塔板上气液两相的接触状态
1）鼓泡接触状态2）蜂窝状接触状态3）泡沫接触状态4）喷射接触状态
⑵气体通过塔板的压降⑶塔板上的液面落差
3、异常操作现象，是如何形成的？
塔板的异常操作现象包括漏液、液泛和液沫夹带。
⑴漏液形成原因：气速太小和板面上液面落差所引起的气流分布不均匀，在塔板液体入口处，液层较厚，往往出现漏液
⑵液沫夹带形成原因：上升气流穿过塔板上层时，必然将部分液体分散成微小液滴，气体夹带着这些液滴在板间的空间上升，如液滴来不及沉降分离，则将随气体进入上层塔板，
这就是液沫夹带现象。影响雾沫夹带量的因素很多，最主要的是空塔气速和塔板间距。气速减小及塔
空塔板间距增大，可使液沫夹带量减小。
⑶液泛形成原因：液泛的形成与气液两相的流量有关。对一定的液体流量，气速过大会形成液泛；反之，对一定的气体流量，液量过大可能发生液泛。还与塔板结构，特别是塔板间距等参数有关。
4、评价踏板性能的指标有哪些方面，开发新型塔板应考虑哪些问题？
⑴性能指标：①生产能力大，即单位塔截面上气体和液体的通量大
②踏板效率高，即完成一定的分离任务所需的板数少
③压降低，即气体通过单板的压降低，能耗低
④操作弹性大，当操作的气液负荷波动时仍能维持板效率的基本稳定。
⑤结构简单，制造维修方便，造价低廉
⑵新型塔板应满足高效率、大通量、高操作弹性、低压力降的要求。
5、塔板负荷性能图的构造如
何？
①雾沫夹带线
②液相负荷下限线
③漏液线
④液相负荷上限线
⑤液泛线
6、填料有哪些主要类型？
⑴散装填料
1）拉西环填料2）鲍尔环填料3）阶梯环填料4）弧鞍填料5）矩鞍填料6）金属环矩鞍填料7）球形填料
⑵规整填料
1 ）格栅填料2）波纹填料3 ）脉冲填料
7、填料的几何特性包括哪些参数？
填料的几何特性主要包括：比表面积、空隙率、填料因子。
8、填料塔吸收塔泛点速度如何确定？
填料的泛点气速由贝恩- 霍根关联式进行计算：