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化工原理下册

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化工原理吸收部分模拟试题及答案 一、填空 1气体吸收计算中，表示设备（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 。 2 在传质理论中有代表性的三个模型分别为 双膜理论 、 溶质渗透理论 、表面更新理论。 3如果板式塔设计不合理或操作不当，可能产生 严重漏液 、 严重泡沫夹带及 液泛 等不正常现象，使塔无法工作。 4在吸收塔某处，气相主体浓度y=0.025，液相主体浓度x=0.01，气相传质分系数ky=2kmol/m2·h，气相传质总Ky=1.5kmol/m2·h，则该处气液界面上气相浓度yi应为0.01。平衡关系y=0.5x。 5逆流操作的吸收塔，当吸收因素A<1且填料为无穷高时，气液两相将在 塔低 达到平衡。

6单向扩散中飘流因子 A>1 。漂流因数可表示为 BMPP ，它反映 由于总

体流动使传质速率比单纯分子扩散增加的比率。 7在填料塔中用清水吸收混合气中HCl，当水量减少时气相总传质单元数NOG 增加 。 8一般来说，两组份的等分子反相扩散体现在 精流 单元操作中，而A组份通过B组份的单相扩散体现在 吸收 操作中。 9 板式塔的类型有 泡罩塔 、 浮阀塔 、 筛板塔 （说出三种）；板式塔从总体上看汽液两相呈 逆流 接触，在板上汽液两相呈 错流 接触。

10分子扩散中菲克定律的表达式为dzdCDJAABA ，气相中的分子扩散系数D随温度升高而增大（增大、减小），随压力增加而减小（增大、减小）。 12易溶气体溶液上方的分压 小 ，难溶气体溶液上方的分压 大 ，只要组份在气相中的分压 大于 液相中该组分的平衡分压，吸收就会继续进行。 13压力 减小 ,温度 升高 ,将有利于解吸的进行 ；吸收因素A= L/mV ,当 A>1 时,对逆流操作的吸收塔,若填料层为无穷高时,气液两相将在塔 顶 达到平衡。 14某低浓度气体吸收过程， 已知相平衡常数m=1 ，气膜和液膜体积吸收系数分别为kya=2×10-4kmol/m3.s, kxa =0.4 kmol/m3.s, 则该吸收过程及气膜阻力占总阻力的百分数分别为 气膜控制，约100% ；该气体为 易 溶气体。 二、选择 1 根据双膜理论，当被吸收组分在液相中溶解度很小时，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 2 单向扩散中飘流因子 A 。 A >1 B <1 C =1 D 不一定 3 在吸收塔某处，气相主体浓度y=0.025，液相主体浓度x=0.01，气相传质分系数ky=2kmol/m2·h，气相传质总Ky=1.5kmol/m2·h，则该处气液界面上气相浓度yi应为B。平衡关系y=0.5x。 A 0.02 B 0.01 C 0.015 D 0.005 4 已知SO2水溶液在三种温度t1、t2、t3下的亨利系数分别为E1=0.0035atm、E2=0.011atm、E3=0.00625atm，则A A t1t2 C t1>t2 D t35 逆流操作的吸收塔，当吸收因素A<1且填料为无穷高时，气液两相将在B达到平衡。 A 塔顶 B 塔底 C 塔中部 D 不确定 6 对一定操作条件下的填料吸收塔，如将填料层增高一些，则塔的HOG将C，NOG将A。 A 增大 B 减小 C 不变 D 不能判断 7 吸收塔的设计中，若填料性质及处理量（气体）一定，液气比增加，则传质推动力 A ， 传质单元数 B ，传质单元高度 C ，所需填料层高度 B 。 A 增大 B 减小 C 不变 D 不能判断 8 料塔中用清水吸收混合气中NH3，当水泵发生故障上水量减少时，气相总传质单元数 NOG A . A增加 B 减少 C不变 D不确定 三、计算

1 某填料塔用水吸收混合气中丙酮蒸汽。混合气流速为V=16kol/)(2mh，操作压力

P=101.3kPa。已知容积传质系数)/(6.643mhkmolaky，)/(6.163mhkmolakL，相平衡关系为AAcp62.4（式中气相分压Ap的单位是kPa，平衡浓度单位是3/mkmol）。求：（1）容积总传质系数aKy及传质单元高度OGH；（2）液相阻力占总传质阻力的百分数。 解： （1）由亨利定律 xHcHcExPM mxy

MMMccPHcm0456.03.10162.4/ 3/6.16mhkmolcackakMMLx

kmolmhccakmMMx/1075.26.160456.033

akmakaKxyy

11=kmolmh/0182.01075.26.64133

3/9.54mhkmolaKy

)(291.09.5416maKVHyOG （1）液相阻力占总阻力的百分数为： %1.15151.00182.01075.2/1/3aKakm

yx

2 低含量气体逆流吸收，试证：

21ln11yyLmVNOG

式中eyyy111为塔底的吸收推动力；eyyy222为塔顶的吸收推动力。 证明：由物料衡算得： )(22yyLVxx

低浓度吸收 mxye

)(22yyLmVmxye

222212222)1(ln11)()1()(1121212mxymxyLmVyLmVLmVmxyLmVyLmVdydyyyLmVmxyyydyNyyyyyyeOG



)()(2121yyVxxL 1221mxmxyLmVyLmV

得 212211ln11ln11yyLmVmxymxyLmVNOG

3 某填料吸收塔用含溶质0002.02x的溶剂逆流吸收混合气中的可溶组分，采用液气比L/V=3，气体入口质量分数01.01y回收率可达90.0。已知物系的平衡关系为y=2x。 今因解吸不良使吸收剂入口摩尔分数升至00035.02x，试求： （1）可溶组分的回收率下降至多少？ （2）液相出塔摩尔分数1x升高至多少？ 解： （1）001.0)9.01(01.0)1(12yy 667.032/1VLmA

]1)11ln[(1112211AmxymxyAANOG

=38.5]667.020002.0001.020002.001.0)667.01ln[(667.011 当2x上升时，由于H不变，OGH不变

OGOGHHN/也不变，即

]667.0200035.0200035.001.0)667.01ln[(667.01138.52y

0013.02y

87.001.00013.001.0121y

yy

（3）物料衡算 )()(2121xxLyyV

2211)(xyyLVx =00325.000035.0)0013.001.0(31

4 有一填料吸收塔，在28℃及101.3kPa，用清水吸收200m3/h氨-空气混合气中的氨，使其含量由5%降低到0.04%（均为摩尔%）。填料塔直径为0.8m，填料层体积为3 m3，平衡关系为Y=1.4X，已知Kya=38.5kmol/h。问（1）出塔氨水浓度为出口最大浓度的80%时，该塔能否使用？（2）若在上述操作条件下，将吸收剂用量增大10%，该塔能否使用？（注：在此条件下不会发生液泛）

解：（1） 05263.005.0105.01Y 0004.00004.010004.02Y

惰性气体流量 hkmolV/69.7)05.01(3012734.22200

0376.04.105263.011mYX 0301.080.011XX hkmolXXYYVL/34.1300301.0)0004.005263.0(69.7)(2121 01046.00301.04.105263.0111mXYY 0004.022YY

00308.0ln2121YYYYYm

mYKYYVZmYa74.600308.08.0785.05.38)0004.005263.0(69.7)(221 该塔现有填料层高度 mZ68.0785.032 因为 ZZ 所以该塔不适合。 （2）吸收剂用量增大10%时 hkmolL/67.1434.131.1

hkmolXXXYYVL/67.140)0004.005263.0(69.7)(12121

0274.01X 01424.00274.04.105263.0111XmYY 0004.022YY

00387.00004.001424.0ln0004.001424.0mY

mYKYYVZmYa36.500387.08.0785.05.38)0004.005263.0(69.7)(221 因为 ZZ 所以该塔适合。 5 一填料塔用清水逆流吸收混合气中的有害组分A。已知操作条件下气相总传质单元高度为1.5m，进塔混合气组成为0.04（A的摩尔分率，下同），出塔尾气组成为0.0053，出塔水溶液浓度为0.0128，操作条件下平衡关系为Y=2.5X。试求：（1）液气比为最小液气比的多少倍？（2）所需填料层高度？（3）若气液流量和初始组成不变，要求尾气浓度降至0.0033，求此时填料层高度为若干米？ 解：（1）液气比为最小液气比的多少倍?

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陈敏恒《化工原理》(第4版)(下册)章节题库(液液萃取)【圣才出品】

陈敏恒《化工原理》(第4版)(下册)章节题库(液液萃取)【圣才出品】


对
于单级萃取，两相处于平衡状态，敬 与溶解度曲线的交点 E 为萃取相。又因为
通过 E 点作水平线与溶解度曲线交于 R，即为萃余相。 连线 与 的交点为和点 M，从图可读得 M 点在横坐标上的读数为 0.51。 根据杠杆定律可得
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6．一般来说，温度降低，互溶度将______，萃取分离的效果______。 【答案】变小；变好
7．请写出三种液液萃取的工业设备名称：______、______、______。 【答案】混合-澄清槽；填料萃取塔；筛板萃取塔
三、简答题
1．何谓萃取操作的选择性系数 β？什么情况下 β＝∞？
答：选择性系数 β 定义如下：
5．在 A、B 二组分混合溶液中加入纯溶剂 S，混合后分为二个平衡液层 E 相和 R 相, 已知 E 相含 40%A（质量%，下同）、3%B；R 相中含 29%A、70%B。则 A 组分在 E 相和 R 相得分配系数 kA 等于______，溶剂的选择性系数等于______。
【答案】1.379；32.18
C．不变
D．不确定
【答案】B
7．选用溶剂进行萃取操作时，其必要条件为（ ）。 A．分配系数 B．萃取相含量 C．选择性系数 β＞1 D．分配系数 【答案】C
8．单级萃取中，在维持进料组成和萃取相浓度不变的条件下，若用含有少量溶质的萃 取剂代替纯萃取剂，所得萃余相浓度将（ ）。
A．增大 B．减小 C．不变 D．不确定 【答案】A
3．双组分液液萃取分离时，根据相律，其自由度为______，当两相平衡时，组成占有 一个自由度，则______和______可自由选择。
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化工原理(天大版)---(下册)第二章 吸收

化工原理(天大版)---(下册)第二章 吸收

c P 常数 RT dc A dc B dz dz J A J B
c c A c B 常数
根据菲克定律：
DAB DBA
dc A J A D AB dc z
dcB J B ห้องสมุดไป่ตู้BA dcz
1.
2-2-2 气相中的稳态分子扩散
等分子反方向扩散 pB1<pB2
第二章 吸收
• 吸收定义
利用组成混合气体各组分在溶剂中溶解度不同，来分离 气体混合物的操作，称为吸收操作。 溶质A 惰性组分B 溶剂S 吸收溶液 吸收尾气
• 吸收操作示意图 • 吸收在工业上的用途
分离混合气体以回收所需的组分 除去有害组分以净化气体 制备某种气体的溶液 工业废气的治理
• 吸收的分类
按有无化学反应 按溶质气体的数目
物理吸收 化学吸收
按有无明显热效应，
分单组分吸收 多组分吸收 等温吸收 非等温吸收
• 吸收与蒸馏的不同
原理不同 蒸馏可获得较纯的产品，而吸收则不能
2.1气体吸收的相平衡关系
2-1-1 气体的溶解度
• 相平衡 • 平衡分压（饱和分压） • 平衡浓度（饱和浓度） • 气体的溶解度：指气体在液相中的饱和浓度，用单位质
3. 指明传质过程进行的极限 yi2min≥y*i2=m xi2
xi1max≤x*i1=yi1/m
2.2 传质机理与吸收速率
2.2.1分子扩散与菲克定律
•
2.2.1分子扩散与菲克定律
扩散通量
J A D AB dc A dc z
菲克(Fick) 定律
JA：物质A在z方向上的分子扩散通量，kmo1/（m2· s） dcA/dcz：物质A的浓度梯度，kmol／ m4 DAB：物质A在介质B中的分子扩散系数， m2/s 当系统总压不高且各处温度均匀
化工原理试题库及答案下册

化工原理试题库及答案下册

化工原理试题库及答案下册一、选择题1. 在化工生产中，下列哪项不是传热的主要方式？A. 热传导B. 热对流C. 热辐射D. 热交换答案：D2. 根据牛顿冷却定律，冷却速率与温差的什么成正比？A. 一次方B. 二次方C. 三次方D. 四次方答案：A3. 在非理想溶液中，下列哪项不是影响相平衡的因素？A. 温度B. 压力C. 溶质浓度D. 溶剂质量答案：D二、填空题4. 根据菲克扩散定律，扩散通量与_______的梯度成正比。

答案：浓度5. 在填料塔中，气液两相接触面积的增大是通过使用_______来实现的。

答案：填料6. 化工生产中，塔设备的作用不包括_______。

答案：加热反应物三、简答题7. 简述板式塔与填料塔在工业应用中各自的优缺点。

答案：板式塔的优点包括结构紧凑、处理量大、操作弹性大等，缺点是造价高、安装复杂。

填料塔的优点是造价低、安装方便、适用于处理腐蚀性介质，缺点是压降大、操作弹性相对较小。

8. 描述精馏塔中回流比的重要性及其对塔性能的影响。

答案：回流比是精馏塔操作中的一个重要参数，它影响着塔内传质效率和塔的能耗。

适宜的回流比可以提高分离效率，减少能耗，但过高或过低的回流比都会导致塔性能下降。

四、计算题9. 某连续精馏塔处理100 kmol/h的原料，原料中A组分的摩尔分数为0.05。

塔顶产品中A组分的摩尔分数为0.95，塔底产品中A组分的摩尔分数为0.01。

若回流比为3，求塔顶产品和塔底产品的流量。

答案：根据物料平衡和简化的塔板理论，可以计算出塔顶产品流量为35 kmol/h，塔底产品流量为65 kmol/h。

10. 一个理想气体在绝热条件下膨胀，初始压强为p1 = 2 MPa，初始体积为V1 = 0.1 m³，最终体积为V2 = 0.3 m³。

假设气体的初始温度为T1 = 500 K，求最终的温度T2。

答案：根据理想气体状态方程和绝热过程方程，可以计算出最终的温度T2为333.33 K。

化工原理(下册)练习题--(含答案)

化工原理(下册)练习题--(含答案)

精馏练习一．选择题1．蒸馏是利用各组分（）不同的特性实现分离的目的。

CA 溶解度；B 等规度；C 挥发度；D 调和度。

2．在二元混合液中，沸点低的组分称为（）组分。

CA 可挥发；B 不挥发；C 易挥发；D 难挥发。

3．（）是保证精馏过程连续稳定操作的必不可少的条件之一。

AA 液相回流；B 进料；C 侧线抽出；D 产品提纯。

4．在（）中溶液部分气化而产生上升蒸气，是精馏得以连续稳定操作的一个必不可少条件。

CA 冷凝器；B 蒸发器；C 再沸器；D 换热器。

5．再沸器的作用是提供一定量的（）流。

DA 上升物料；B 上升组分；C 上升产品；D 上升蒸气。

6．冷凝器的作用是提供（）产品及保证有适宜的液相回流。

BA 塔顶气相；B 塔顶液相；C 塔底气相；D 塔底液相。

7．冷凝器的作用是提供塔顶液相产品及保证有适宜的（）回流。

BA 气相；B 液相；C 固相；D 混合相。

8．在精馏塔中，原料液进入的那层板称为（）。

CA 浮阀板；B 喷射板；C 加料板；D 分离板。

9．在精馏塔中，加料板以下的塔段（包括加料板）称为（ ）。

BA 精馏段；B 提馏段；C 进料段；D 混合段。

10．某二元混合物，进料量为100 kmol/h ，x F = 0.6，要求塔顶x D 不小于0.9，则塔顶最大产量为（ ）。

BA 60 kmol/h ；B 66.7 kmol/h ；C 90 kmol/h ；D 100 kmol/h 。

11．精馏分离某二元混合物，规定分离要求为D x 、w x 。

如进料分别为1F x 、2F x 时，其相应的最小回流比分别为1min R 、2min R 。

当21F F x x >时，则 （ ）。

AA ．2min 1min R R <；B ．2min 1min R R =；C ．2min 1min R R >；D ．min R 的大小无法确定12． 精馏的操作线为直线，主要是因为（ ）。

DA ．理论板假定； C. 理想物系； B ． 塔顶泡点回流； D. 恒摩尔流假定13． 某二元理想物系，其中A 为易挥发组分。