科目班級姓名學號時間燕山大學試卷 密 封線 共7頁第1頁題號——-二三四五六總分分數322012121212100得分05級《化工原理》（下）期末試題一、填空題（每空1分，共32分）1、 蒸餾分離的理論依據是（ ）。2、 用精餾塔分離某二元混合物，當操作壓強降低，系統的相對揮發度a（ ）。混合物的泡點（ ）,塔頂蒸汽冷凝溫度（ ）。3、 在分離兩組分理想混合物的連續精餾過程中，離開冋一理論板的氣液兩相應具有以下關系：T（ ）T,y（ ）x。（填寫〉、＜、=）V L4、間歇精餾塔只有（ ）段，在回流比恒定條件下操作時，隨操作時間增加，塔頂產品組成（ ），塔頂溫度（ ）。5、 分子擴散可以分為（ ）和（ ）兩種方式，理想物系的液體精餾過程屬于（ ）擴散。6、 分子擴散系數是否是物質的物性參數（ ）；吸收系數是否是物質的物性參數（ ）。（回答是或否）7、 吸收計算中，表示設備（填料）性能好壞的個量是（ ）；表示分離任務難易程度的一個量是（ ）。8、 塔填料的主要性能參數有（ ）、（ ）以及填料因子。9、 在三角形相圖中，三個頂點代表（ ）；三個邊代表（ ）；三角形內部任意點代表（ ）。TOC\o"1-5"\h\z10、在單級萃取過程中，若萃取劑用量減少，則萃取相溶質濃度（ ）,萃余相溶質濃度（ ）。11、將不飽和空氣在間壁式換熱器中由t加熱至1t,則其濕球溫度t（ ）,露點溫度t（ ）,相對濕度?（ ）。2 W d12、 在一定空氣狀態下干燥某濕物料，能用干燥方法除去的水分為（ ）；首先除去的水分為（ ）；不能用干燥方法除去的水分為（）。13、 寫出三種干燥設備的名稱（ ）、（ ）、（）。二、選擇題（每空2分，共20分）1、 全回流時精餾段操作線的斜率等于（ ）。A、0；B、1；C、rD、任意值。2、 在以下5種進料熱狀況中，（ ）的口值最大。A、過冷液體；B、飽和液體；C、氣液混合物；D、飽和蒸汽；E、過熱蒸汽3、 若增加精餾塔的進料流量，而其他條件及分離要求均保持不變，則所需的理論板TOC\o"1-5"\h\z數（ ）。A、增加；B、減少；C、不變；D、無法確定。4、 在下列吸收過程中，屬于氣膜控制的過程是（ ）。A、水吸收氫；B、水吸收氧；C、水吸收氨；D、水吸收二氧化碳。5、 在吸收過程中，溫度不變，壓力增大，可使相平衡常數m（ ）。A、增大；B、減小；C、不變；D、不確定。6、 若脫吸因數S=1,則吸收操作線斜率（ ）平衡線斜率。A、大于；B、小于；C、等于。燕山大學試卷 密 封線 共7頁第3頁7、 在B-S完全不互溶的多級逆流萃取過程中，原用純溶劑，現改用再生溶劑（ys＞0）,TOC\o"1-5"\h\z其他條件不變，則對操作的影響是（ ）。A、萃余率不變；B、萃余率減小；C、萃余相含量增加；D、萃取相含量減小8、 在選擇萃取劑時，要求萃取劑的選擇性系數B（ ）。A、一定大于1；B、一定小于1；C、一定等于1；D、都可以。9、 當空氣的t二t（t）二t，說明空氣的相對濕度為（ ）。Was dA、100%；B、＞100%；C、＜100%；D、任意值。10、 在干燥任務相同的條件下，風機風量最大的季節是（ ）。A、冬季；B、夏季；C、春季；D、秋季。三、（12分）用精餾塔分離兩組分理想混合物，已知F=100kmol/h,x二0.4（摩爾分率，下同）,F泡點進料，X二0.95,x二0.05，操作回流比R=1.61，物系相對揮發度a=2.5。試求：（1）D W塔頂和塔底產品流量（kmol/h）；（2）提餾段上升蒸汽流量（kmol/h）；（3）寫出提餾段操作線方程；（4）最小回流比。

四、（12分）在塔徑為lm的常壓填料吸收塔中，用洗油逆流吸收煤氣中的苯蒸汽。已知進塔混合氣流量為100kmol/h，其中含苯的摩爾分率為0.05,要求回收率為96%；洗油中不含苯，其用量是最小用量的1.5倍。操作條件下的平衡關系為Y*0.15X，氣相總體積吸收系數Ka=162kmol/m3.h。試求：（1）洗油用量（kmol/h）；（2）出塔洗油中苯的含量；（3）所需Y填料層高度；（4）若填料層無限高時，出塔尾氣組成為多少。

五、（12分）某混合液含A、B兩組分，采用多級逆流萃取用純溶劑S萃取混合液中的組分A。原料液流量為1500kg/h,其中組分A的質量比組成為0.018,要求組分A的回收率不低于90%,溶劑用量為最小用量的1.2倍，操作條件下的分配系數KA可取為0.855。試求：（1）溶劑的實際用量；（2）理論級數n；（3）操作線方程。

六、（12分）用常壓干燥器干燥某種濕物料，新鮮空氣的溫度30°C,濕度0.01kg水/kg絕干氣，預熱至120C后送入干燥器，離開干燥器的廢氣溫度為70C，干燥產品的流量為600kg/h,進出干燥器的濕物料的含水量分別為10%和2%（均為濕基）。若干燥過程可視為等焓干燥過程。試求：（1）水分蒸發量；（2）絕干空氣消耗量；（3）預熱器消耗的熱量；（4）在H-I圖上定性畫出空氣的狀態變化過程。燕山大學試題標準答案院（系）:考核課程考核類型命題教師環境與化學工程學院化工原理閉卷張永強教研室:化工07-08學年（秋）季學期考核專業年級：05化工、應化答題教師：張永強一、 填空題（32分，每空1分）1—（液體混合物中各組分揮發度的不同）；2-（增加，降低，降低）；3-（=,＞）；4—（精餾段，降低，升高）；5—（等分子反向擴散，組分A通過停滯組分B的擴散，等分子反向擴散）；6—（是，不是）；7—（傳質單元高度，傳質單元數）;（比表面積，空隙率）；9—（三個純物質，三個二元混合物，三元混合物）；10-（不確定，增加）；11—（增加，不變，減小）；12-（自由水分，非結合水分，平衡水分）;13—（廂式干燥器，氣流干燥器，噴霧干燥器，寫其他類型也可以）。二、 選擇題（20分，每題2分）1—（B）；2—（A）；3—（C）；4—（C）5—（B）；6—（C）；7—（C）；8—（A）；（A）；10—（B）。三、 （12分）解：（1）（4分）塔頂塔底產品流量，由全塔物料衡算：F二D+W，Fx二Dx+WX；代入數據：F D W100=D+W，0.4F=0.95D+0.05W；聯立解得：D=38.89kmol/h,W=61.11kmol/h（2）（2分）提餾段上升蒸汽流量，由于泡點進料，則有：V'=V=L+D=RD+D=（R+1）D=（1.61+l）x38.89=101.5kmol/h共4共4頁第1頁（3）（2分）提餾段操作線方程L二RD二1.61x38.89二62.61kmol/hy'm+1y'm+1TOC\o"1-5"\h\z= x'— xL+qF—WmL+qF—WWy'zm+1\o"CurrentDocument"62.61+1x100 61.11y'zm+1x'— x=1.602x'—0.602x62.61+1x100—61.11m62.61+1x100—61.11w m w（4）2.5x2.5x（4分）最小回流比’平衡線方程：y=*礦4礦帛q線方程:X=XF；聯立解得：亠=04鷺=0.625（4）2.5x2.5x（4分）最小回流比’平衡線方程：y=*礦4礦帛q線方程:X=XF；聯立解得：亠=04鷺=0.625則：RminX—y0.95—0.625 4—Dq= =1.44y—x 0.625—0.4qq四、（12分）解：（1）洗油用量（4分）V=100x（1—y）=100x（1—0.05）=95kmol/hY=Y（1-申）=0.0526x（1-0.96）=0.002121IV丿minY—Y=―1丫X—1—Xm20.0526—0.0021=0.1440.0526—00.15L=1.5x0.144xV=1.5x0.144x95=20.52kmol/h（2）出塔洗油中苯的含量（2分）X1=Z（Y1—Y2）+X2=蟲（0?0526—°.0021）+0=0234（3）所需填料層高度（4分）傳質單兀咼度：H=OG95= =0.747mKaG 162x0.785x12Y傳質單元數：s=mV=0.15x95L20.52=°.694燕山大學試題標準答案共燕山大學試題標準答案共4頁第2頁NOG(1-S)「mX2+S

Y-mX22=1-0.694ln(1-0?694+NOG(1-S)「mX2+S

Y-mX22=1-0.694ln(1-0?694+°?694=6?94Z二HN=0.747x6.94二5.18mOGOG（4）填料層無限高時尾氣濃度（2分）由于S二0.694<1,操作線線斜率大于平衡線斜率,故當填料層無限高時，氣液兩相將在塔頂達到平衡，此時有:Y*=mX=022五、（12分）解：（1）溶劑的實際用量（8分）X=0.01&X=X(1-0.9)=0.018x0.1=0.0018F n FB=占=總=1473kgB/hF二KX二0.855x0.018二0.01539，Y=0F S5maxY*-Y 0.01539-0+s= =0.95X-X 0.018-0.0018F nS=—

min5maxB=1473=1550kgS/h0.95S=1.2Smin二1.2x1550二1860kgS/h（2）理論級數（2分）KS0.855x18604MO=1.081473n=In

InAmX1F+ -X An mln1.08ln〔1-1.08-^―+丄=6.641-0.91.08（3）操作線方程（2分）B(B)1473< 1473 「Y=—X+Y——X— X+0 x0.0018—0.792Xi+1 SiISSn丿1860iI1860 丿i-0.00142六、（12分）解：(1)水分蒸發量(2分)G=G(1—w)=600(1—0.02)=588kg絕干料/hTOC\o"1-5"\h\z2 2102 2 2X= =0.1111,X= =0.02041 90 2 98W=G(X—X)=588(0.1111—0.0204)=53.33kg/h12(2)絕干空氣消耗量(6分)L=-^H—HH=H=0.01kg水/kg絕干氣10I=(1.01+1.88H)t+2490H1111=(1.01+1.88X0.01)x120+2490x0.01=148.36kj/kg絕干氣等焓過程：1=112I=(1.01+1.88H)t+2490H=148.36kJ/kg絕干氣2222t=70°c,解得：H=