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《分离工程》试卷及答案20220801.docx
A、气膜传质过程
B、液膜传质过程
C、气、液膜传质过程
D、化学反应过程
根据双膜理论，当溶质在液体中溶解度很小时，以液相表示的总传质系数将：（）。
- 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
正确答案:B
总传质系数与分传质系数之间的关系可以表示为1/KL=1/kl+H/kG其中1/KL表示（），当（）项可忽略时，表示该吸收过程为液膜控制。
正确答案:液膜阻力，气膜阻力；H／KG
在低浓度难溶气体的逆流吸收塔中，若其它条件不变而入塔液体量增加，则塔的液相传质单元数NL将（），而气相总传质单元数NOG将（），其气体出口浓度y2将（）。
正确答案:减小；增大；减小
某逆流操作吸收塔，若其它操作条件不变而系统的温度增加（无化学反应），则传质单元高度HOG（），气体出口浓度y2（），液体出口浓度x1（）。试在附图上画出新条件下的平衡线和操作线。
正确答案:增大；增大；下降
气相分率（气体量/进料量）。屮L瓦iTlPl图1一、填空（每空2分,共20分）如果设计中给定数值的物理量的数目等于设计变量，设计才有结果。在最小回流比条件下，若只有重组分是非分配组分，轻组分为分配组分，存在着两个恒浓区，出现在_精镏段和进料板位置。在萃取精镏中，当原溶液非理想性不大时，加入溶剂后，溶剂与组分2.精馏塔第j级进出物料如图1,建立MESH方程。1形成具有较强正偏差的非理想溶液，与组分2形成VjyyHjALj-iXy-ihj-iVj+iVij+iHj+iLjXijhj區12负偏差或理想溶液，可提高组分1对2的相对挥发度。4化学吸收中用增强因子表示化学反应对传质速率的增强程度，增强因子E的定义是化学吸收的液相分传质系数（kL）/无化学吸收的液相分传质系数（koL）_。对普通的N级逆流装置进行变量分析，若组分数为C个,建立的MESH方程在全塔有NC+NC+2N+N=N（2C+3）个。热力学效率定义为n=；实际的分离过程是不可逆的，所以热力学效率必定于1。反渗透是利用反渗透膜选择性的只透过溶剂的性质，对溶液施加压力，克服溶剂的渗透压是一种用来浓缩溶液的膜分离过程。二、推导（20分）由物料衡算，相平衡关系式推导图1单级分离基本关系式czi（Ki-1）=0（K-1+1i=1i式中：Ki相平衡常数；欢迎下载三、简答（每题5分，共25分）什么叫相平衡？相平衡常数的定义是什么？由混合物或溶液形成若干相，这些相保持物理平衡而共存状态。热力学上看物系的自由恰最小；动力学上看相间表观传递速率为零。K二y/x。iii关键组分的定义是什么；在精憎操作中，一般关键组分与非关键组分在顶、釜的分配情况如何？由设计者指定浓度或提出回收率的组分。LK绝大多数在塔顶出现，在釜中量严格控制；HK绝大多数在塔釜出现，在顶中量严格控制；LNK全部或接近全部在塔顶出现；HNK全部或接近全部在塔釜出现。在吸收过程中，塔中每级汽、液流量为什么不能视为恒摩尔流？吸收为单相传质过程，吸收剂吸收了气体中的溶质而流量在下降过程中不断增加，气体的流量相应的减少，因此气液相流量在塔内都不能视为恒定。在精憎塔中设中间换热器为什么会提高热力学效率？在中间再沸器所加入的热量其温度低于塔底加入热量的温度，在中间冷凝器所引出的热量其温度高于塔顶引出热量的温度，相对于无中间换热器的精憎塔传热温差小，热力学效率高。反应精憎的主要优点有那些？（1）产物一旦生成立即移出反应区；（2）反应区反应物浓度高，生产能力大；（3）反应热可由精憎过程利用；（4）节省设备投资费用；（5）对于难分离物系通过反应分离成较纯产品。四、计算（1、2题10分，3题15分，共35分）1.将含苯0.6（mol分数）的苯（1）甲苯（2）混合物在101.3kPa下绝热闪蒸，若闪蒸温度为94C,用计算结果说明该温度能否满足闪蒸要求？ 已知：94C时P1o=152.56kPaP2o=61.59kPa已知甲醇（1）和醋酸甲酯（2）在常压、54C下形成共沸物，共沸组成X=0.65（mol分率），在此条件下：po=90.24好么，P。=65.98kPaz12求该系统的活度系数。气体混合物含乙烷0.50、丙烷0.4、丁烷0.1（均为摩尔分数），用不挥发的桂类进行吸收，已知吸收后丙烷的吸收率为81%,取丙烷在全塔的平均吸收因子A=1.26,求所需理论板数；若其它条件不变，提高平均液汽比到原来的2倍，此时丙烷的吸收率可达到多少。欢迎下载2006-2007学年第2学期考试参考答案（A）卷一、填空侮空2分，共20分）设计变量。精锚段和进料板。正；负偏差或理想。化学吸收的液相分传质系数（kL）/无化学吸收的液相分传质系数（koL）0NC+NC+2N+N=N（2C+3）。7.溶剂；溶剂的渗透压。二、推导（20分）1.设屮=V/F气化分率物料衡算式：Fz=Lx+Vy=（1屮）Fx+屮Fy（1）zzzzz相平衡关系式：二K/齐（2）y.=K.x将（3）代入（1）Z=（1-屮）x+屮Kx1. yyyz(ki)1y_厶兀二厶iii，v(K-1)+1z=lz=lz=liGm=Lx+Vy+Fz-（L+U）x-（V+W）y=Qi,jJ-li,j-lJ+li,j+lji,jjji,jjji,jGe=yKx=0i,ji,ji,ji,jGsy=y1.0=0ji，j1=1Gsx=Sx1.0=0ji，ji=lGh=Lh+VH+FH-（L+U）h-（V+W）H-Q=0jJ-lJ-lJ+lJ+ljF,jjjjjjjj三、简答（每题5分共25分）由混合物或溶液形成若干相，这些相保持物理平衡而共存状态。热力学上看物系的自由恰最小；动力学上看相间表观传递速率为零。K二y/x。由丧X者抬定浓度或提出回收率的组分。LK绝大多数在塔顶出现，在釜中量严格控制；HK绝大多数在塔釜出现，在顶中量严格控制；LNK全部或接近全部在塔顶出现；HNK全部或接近全部在塔釜出现。吸收为单相传质过程，吸收剂吸收了气体中的溶质而流量在下降过程中不断增加，气体的流量相应的减少，因此气液相流量在塔内都不能视为恒定。在中间再沸器所加入的热量其温度低于塔底加入热量的温度，在中间冷凝器所引出的热量其温度高于塔顶引出热量的温度，相对于无中间换热器的精憎塔传热温差小，热力学效率高。（1）产物一旦生成立即移出反应区；（2）反应区反应物浓度高,生产能力大；（3）反应热可由精憎过程利用；（4）节省设备投资费用；（5）对于难分离物系通过反应分离成较纯产品。四、计算（1、2题10分，3题15分，共35分）欢迎下载同时存在，为汽液平衡态，满足闪蒸条件。Zkz=1.14681ii工仝=1.056371k.2.P=打1兀1+砂丫P-丫1_2%2=艸丫1=卩岁2101.3冲=1.120690.24)=1.535365.98“2lfTA-(p1.26-0.81堤1lg(1)N-1=2.731-91-0.81IgAlgl.26(2)A=2x1.26=2.52(A2V+1-A)9-(AN+1-1)=0.955欢迎下载一、填空（每空2分,共20分）溶液中1，2组分形成均相共沸物，分析共沸时活度系数与饱和蒸汽1.传质分离过程分为平衡分离过程和速率分离过程两大类。2.一个多组分系统达到相平衡的条件是所有相中的.温度、压力相压之间的关系可用式：红=丫2P2表示。P0三、简答（每题5分,共20分）同，各相组分的逸度相同在变量分析中，固定设计变量通常指进料物流的变量和装置的压力。1.为基础，将MESH方程按类型分为三组，即2.某二兀、系常压下汽液平衡数据在yx图中摘录如下：X=0.25时，y1=0.35；x1=0.8时，y1=0.62，该系统一定形成共沸物，这是因为在y-x图中，平衡线与对角线相交（也可其它表示法）_。三对角线矩阵法用于多组分多级分离过程严格计算时，以方程解离法常压下分离苯、甲苯、二甲苯混合物，用活度系数法计算该物系相平衡常数K的简化形式是什么方程？并说明理由。（提示：K=爼=丫iP严iexpVm,i（P-Pi）jx.於vpfRTii在萃取精馏中，由相对挥发度表达式分析，为什么在加入萃取剂、和后会提高原溶液的相对挥发度？6.精镏和吸收操作在传质过程上的主要差别是3.精馏过程的热力学不可逆性主要由哪些原因引起、？4.在固定床吸附过程中，什么是透过曲线？在什么情况下，吸附剂7.在ABC三组分精馏中，有个分离方案。失去吸附能力需再生？粒和大分子的膜分离操作。四、计算（1、2题15分，3题10分，共40分）8.超滤是以压力差为推动力，按粒径不同选择分离溶液中所含的微已知某精镏塔进料组成和操作条件下的平均相对挥发度如下：料衡算；不对非关键组分校核，计算最少理论板数。二、分析（20分）对再沸器（图1）进行变量分析，得出：N、N、N.、N、N，回答vcixa对可调设计变量如何指定。组分ABCD摩尔分率0.060.170.320.451.00(%)均2.581.991.000.84已知塔顶B的回收率为95%，塔釜
根据双膜理论，当溶质在液体中溶解度很大时，以气相表示的总传质系数将：（）。
- 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
正确答案:D
根据双膜理论，当被吸收组分在液体中溶解度很小时，以液相浓度表示的总传质系数（）。
- 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。
正确答案:B
强化吸收过程的途径有提高吸收系数，吸收推动力和液相传质面积三个方面。
正确答案:正确
化学吸收可加快传质速率。
正确答案:正确
在吸收操作中，下列各项数值的变化不影响吸收传质系数的是（）。
- A、传质单元数的改变；
- B、传质单元高度的改变
- C、吸收塔结构尺寸的改变；
- D、吸收塔填料类型及尺寸的改变。
正确答案:A