第三章 蒸馏和吸收塔设备自测
第三章蒸馏和吸收塔设备
一、填空题（40分）
1．板式塔是_ ___接触式气液传质设备；填料塔是____接触式气液传质设备。
2．塔板的主要类型有____、____、____、____等。
3．气体通过塔板的总压降包括____、____和____。
4．塔板上的异常操作现象包括____、____、____。
4．塔板的负荷性能图由五条线构成，它们是____、____、____、____、____，塔板适宜的操作区是____区域，而实际操作时应尽可能将操作点位于适宜操作区的。
5．塔板的操作弹性是指________。
6．填料的几何特性参数主要包括____、____、____等。
7．填料塔内件主要有____、____、____、____。
8．填料操作压降线(D p/Z~u）大致可分为三个区域，即____、____和____。填料塔操作时应控制在____区域。
1.逐级（不连续）；微分（连续）
2.筛式板、浮阀板、泡罩塔板、舌型塔板
3.干板压降以及克服板上液层的静压强和液体的表面张力
4.漏液现象、液泛现象、雾沫夹带现象
5.两极限的气相流量之比---- 操作弹性
6.比表面积、空隙率、填料因子
7.填料支撑板、液体分布器、液体再分布器、除沫装置
8.恒持液量区、载液区和液泛区；载液区
二、选择题（30分）
1．气液在塔板上有四种接触状态，
优良的接触状态是（），操作时一般控
制在（）。
①鼓泡接触状态②蜂窝接触状态③
泡沫接触状态④喷射接触状态
2．板式塔塔板的漏液主要与（）有关，液沫夹带主要与（）有关，液泛主要与（）有关。
①空塔气速②液体流量③板上液面落差④塔板间距
3．（）属于散装填料，（）属于规整填料。
①格栅填料②波纹填料③矩鞍填料④鲍尔环填料⑤脉冲填料⑥弧鞍填料
4．填料的静持液量与（）有关，动持液量与（）有关。
①填料特性②液体特性③气相负荷④液相负荷
5．（）越小，（）越大，越易发生液泛。
①填料因子f值②气体密度③液体密度④液体粘度⑤操作液气比
三、计算与分析题（30分）
本题附图为某塔板的负荷性能图，A为操作点。
（1）请作出操作线；
（2）塔板的上下限各为什么控制；
（3）计算塔板的操作弹性；
（4）该塔板设计是否合适，若不合适如何改变塔板的结构参数。
第三章设备平面布置
第三章设备平面布置 3.1设备平面布置概述 在现代工程设计的理念中，设备布置是最重要的环节之一。设备布置的合理性，直接关系到装置建成后能否满足工艺流程的要求，是否符合环境保护、防火及其它安全生产的要求，能否创造更良好的操作条件，便于安装和维修，以及最大限度满足经济合理的要求。对其进行研究和总结，可以促使我们的工程设计更加完美，给社会带来更大的经济效益。 3.1.1方法 车间设备布置不当往往会给生产操作中造成人流、物流的紊乱，不利设备的安装和维修还会延长物料输送管路、增加设备费用及造成不良通风、采光，甚至无法生产和造成事故发生，因此设计前必须成分准备有关资料，如总平面布置、工艺流程图、物料衡算等各阶段的资料，设计过程中深入研究领会应用各方面的原则及要求。 车间设备布置涉及面较广，但大致可归纳为以下的几个方面。 一、设备布置要求 在布置设备时一定要满足工艺流程顺序，要保证水平方向和垂直方向的连续性。设备布置一般按流程式布置，使由原料到产品的工艺路线最短，投资也最小。对于有压差的设备，应充分利用高位差布置，以节省动力设备及费用。 凡属相同的几套设备或同类型的设备或操作性质相似的有关设备，应尽可能布置在一起，这样可以统一管理，集中操作，还可减少备用设备即互为备用。 设备布置时除了要考虑设备本身所占的地位外，必须有足够的操作、通行及检修需要的位置。要考虑相同设备或相似设备互换使用的可能性，设备排列要整齐，避免过松过紧。 设备布置的同时应考虑到管道布置空间、管架和操作阀门的位置，设备管口方位的布置要结合配管，力求设备间的管道走向合理，距离最短，无管道相互交叉现象，并有利于操作。车间内要留有堆放原料、成品和包装材料的空地，以及必要的运输通道且尽可能的避免固体物料的交叉运输。 传动设备要安装安全防护装置的位置。 要考虑防火、防爆、防毒及控制噪声的要求，对噪声大的设备宜采用封闭式隔间等。 设备之间距离的确定主要取决于设备和管道的安装、检修、安全生产以及节约投资等因素。间距过大会增加建筑面积，延长管道而增加投资；间距过小会导致操作、安装和检修的困难，甚至发生安全事故。 设备安装与检修 要根据设备大小及结构，考虑设备安装、检修及拆卸所需要的空间和面积。 要考虑设备能顺利进出车间，经常搬动的设备应在设备附近设置大门或安装孔，大门宽度比最大设备宽0.5米，不经常检修的设备，可在墙上设置安装孔。 通过楼层的设备，楼面上要设置吊装孔。厂房比较短时，吊装孔设在靠山强的一端，厂房长度超过36m时，则吊装孔应设在厂房中央。 必须考虑设备检修、拆卸以及运送物料所需要的起重运输设备、运送场地及预装吊钩等。 3.1.2 原则 一、反应器的布置 本设计应用的是釜式反应器，所以布置时要考虑便于加料和出料，液体物料通常是经高位槽计量后依靠位差加入釜中，固体物料大多是用吊车从人孔或加料口加入釜内，因此人孔或加料口离地面、楼面或操作平台面的高度以800mm为宜。 1. 反应器周围的空间、操作平台的宽度、与建筑物间的距离取决于操作和维修通道的要
化工原理期末考试试题(2013年版) 2
1 化工原理期末考试试题 一．填空题 1．精馏操作的目的是 使混合物得到近乎完全的分离 ，某液体混合物可用精馏方法分离的必要条件是 混合液中各组分间挥发度的差异 。 2．进料热状态参数q 的物理意义是 代表精馏操作线和提馏段操作线交点的轨迹方程 ，对于饱和液体其值等于 0 ，饱和蒸汽q 等于 1 。 3．简单蒸馏与平衡蒸馏的主要区别是 简单蒸馏是非定态过程 。 4．吸收操作的目的是 分离气体混合物 ，依据是 组分在溶剂中溶解度之差异 。 5．连续精馏正常操作时，增大再沸器热负荷，回流液流量和进料量和进料状态不变，则塔顶馏出液中易挥发组成的摩尔组成X D 将 增大 ，塔底采出液中易挥发组成的摩尔组成X W 将 减小 。（减小，增大，不变，变化不确定） 6．平衡蒸馏（闪蒸）的操作温度是在操作压力下混合物的泡点和露点温度之间。 （泡点温度，露点温度，泡点和露点温度之间） 7．液－液萃取操作中，操作温度 ，有利于分离。（降低，升高，保持恒定）。 8．多级逆流萃取操作，减少溶剂用量，完成规定的分离任务所需的理论级数 。（增 大、减小、不变） 9．实际生产中进行间歇精馏操作，一般将 和 两种操作方式结合起来。（恒定回流比，恒定产品组成） 10．请写出两种常用的解吸操作方法： 和 。升温，气提，降压(三写二) 11．在吸收塔的设计中，气体流量，气体进出口组成和液相进口组成不变，若减少吸收剂用量，则传质推动力 减小 ，设备费用 增多 。（减小，增多） 12．当温度升高时，溶质在气相中的分子扩散系数 升高 ，在液相中的分子扩散系数 升高 。（升高，升高） 13．吸收操作的基本依据是 组分在溶剂中溶解度之差异 ，精馏操作的基本依据是 各组分间挥发度的差异 。 14．蒸馏是分离 均相液体混合物 的一种方法，蒸馏分离的依据是 挥发度差异 。 15．恒沸精馏与萃取精馏都需加入第三组分，目的分别是 使组分间相对挥发度增大 、 改变原组分间的相对挥发度 。 16．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。 17．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。 18．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
最新蒸馏与吸收习题及参考答案
蒸馏习题及答案 1 二元溶液连续精馏计算中，进料热状态的变化将引起以下线的变化______ B ________。 A 平衡线; B 操作线与ｑ线； C 平衡线与操作线; D 平衡线与ｑ线。 2 精馏塔引入回流，使下降的液流与上升的汽流发生传质，并使上升汽相中的易挥发组分浓度提高，最恰当的说法是由于___4_____。 (1)液相中易挥发组分进入汽相； (2)汽相中难挥发组分进入液相； (3)液相中易挥发组分和难挥发组分同时进入汽相，但其中易挥发组分较多； (4)液相中易挥发组分进入汽相和汽相中难挥发组分进入液相的现象同时发生。 3 当精馏操作中的q 线方程为x=x F 时，则进料热状态为_________饱和液体 _________，此时q=____1____。 4 简单蒸馏过程中，釜内易挥发组分浓度逐渐＿减小＿＿＿，其沸点则逐渐＿＿＿升高＿＿。 5 精馏段操作线方程为：y=0.75x+0.3，这绝不可能。此话_____（1）_________。 （1）对; （2）错; (3)无法判断 6 对某双组分理想物系，当温度t=80℃时，kPa p A 7.1060=，kPa p B 400=，液相摩 尔组成4.0=A x ，则与此液相组成相平衡的汽相组成A y 为????（2）??????。 (1)0.5 ； (2)0.64 ； (3)0.72 ； (4)0.6 7 被分离物系最小回流比R min 的数值与_____（4）______无关。 （1）被分离物系的汽液平衡关系； （2）塔顶产品组成； （3）进料组成和进料状态； （4）塔底产品组成。 8 最小回流比是指__为达到指定的分离要求，所需理论板数为无穷多时的回流比。 _______________________________________________________________。 9 以下说法中不正确的是____C____。 精馏段操作线方程式是描述精馏段中 A 某板下降的液体浓度与下一板上升的蒸汽浓度间的关系式； B 某板上升的蒸汽浓度与上一板下降的液体浓度之间的关系式； C 进入某板的气体与液体的浓度之间的关系式； D 在相邻两板间相遇的汽相与液相浓度之间的关系式。 10 苯和甲苯溶液，其中含苯0.5（摩尔分率，下同），以每小时1000kmol 流量进入一精馏塔，要求塔顶产品中苯含量不低于0.9，若塔高不受限制，从塔顶采出量最大可以达到___D_____kmol/h 。 A 575.5 B 500 C 590.5 D 555.5 11 用连续精馏方法分离双组分理想混合液，原料中含易挥发组分0.40，馏出液中含易挥发组分0.90（以上均为摩尔分率），溶液的平均相对挥发度为2.5，最小回流比为2，则料液的热状况参数q=____B____。 A 0.48 B 0.38 C 0.3 D 0.5 12 精馏分离5.2=α的二元理想混合液，已知回流比R=3，塔顶x D =0.96，测得第
第三章 蒸馏和吸收塔设备自测
第三章蒸馏和吸收塔设备 一、填空题（40分） 1．板式塔是_ ___接触式气液传质设备；填料塔是____接触式气液传质设备。 2．塔板的主要类型有____、____、____、____等。 3．气体通过塔板的总压降包括____、____和____。 4．塔板上的异常操作现象包括____、____、____。 4．塔板的负荷性能图由五条线构成，它们是____、____、____、____、____，塔板适宜的操作区是____区域，而实际操作时应尽可能将操作点位于适宜操作区的。 5．塔板的操作弹性是指________。 6．填料的几何特性参数主要包括____、____、____等。 7．填料塔内件主要有____、____、____、____。 8．填料操作压降线(D p/Z~u）大致可分为三个区域，即____、____和____。填料塔操作时应控制在____区域。
1.逐级（不连续）；微分（连续） 2.筛式板、浮阀板、泡罩塔板、舌型塔板 3.干板压降以及克服板上液层的静压强和液体的表面张力 4.漏液现象、液泛现象、雾沫夹带现象 5.两极限的气相流量之比---- 操作弹性 6.比表面积、空隙率、填料因子 7.填料支撑板、液体分布器、液体再分布器、除沫装置 8.恒持液量区、载液区和液泛区；载液区 二、选择题（30分） 1．气液在塔板上有四种接触状态， 优良的接触状态是（），操作时一般控 制在（）。 ①鼓泡接触状态②蜂窝接触状态③ 泡沫接触状态④喷射接触状态 2．板式塔塔板的漏液主要与（）有关，液沫夹带主要与（）有关，液泛主要与（）有关。 ①空塔气速②液体流量③板上液面落差④塔板间距 3．（）属于散装填料，（）属于规整填料。
化工原理期末考试试题(2013年版) 2
化工原理期末考试试题 一．填空题 1．精馏操作的目的是使混合物得到近乎完全的分离，某液体混合物可用精馏方法分离的必要条件是混合液中各组分间挥发度的差异。 2．进料热状态参数q的物理意义是代表精馏操作线和提馏段操作线交点的轨迹方程，对于饱和液体其值等于0 ，饱和蒸汽q等于1 。 3．简单蒸馏与平衡蒸馏的主要区别是简单蒸馏是非定态过程。 4．吸收操作的目的是分离气体混合物，依据是组分在溶剂中溶解度之差异。5．连续精馏正常操作时，增大再沸器热负荷，回流液流量和进料量和进料状态不变，则塔顶馏出液中易挥发组成的摩尔组成X D将增大，塔底采出液中易挥发组成的摩尔组成X W将减小。（减小，增大，不变，变化不确定） 6．平衡蒸馏（闪蒸）的操作温度是在操作压力下混合物的泡点和露点温度之间。 （泡点温度，露点温度，泡点和露点温度之间） 7．液－液萃取操作中，操作温度，有利于分离。（降低，升高，保持恒定）。8．多级逆流萃取操作，减少溶剂用量，完成规定的分离任务所需的理论级数。（增大、减小、不变） 9．实际生产中进行间歇精馏操作，一般将和两种操作方式结合起来。（恒定回流比，恒定产品组成） 10．请写出两种常用的解吸操作方法：和。升温，气提，降压(三写二) 11．在吸收塔的设计中，气体流量，气体进出口组成和液相进口组成不变，若减少吸收剂用量，则传质推动力减小，设备费用增多。（减小，增多） 12．当温度升高时，溶质在气相中的分子扩散系数升高，在液相中的分子扩散系数升高。（升高，升高） 13．吸收操作的基本依据是组分在溶剂中溶解度之差异，精馏操作的基本依据是各组分间挥发度的差异。 14．蒸馏是分离均相液体混合物的一种方法，蒸馏分离的依据是挥发度差异。15．恒沸精馏与萃取精馏都需加入第三组分，目的分别是使组分间相对挥发度增大、改变原组分间的相对挥发度。 16．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。 17．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。 18．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
化工原理下册第三章 蒸馏和吸收塔设备习题解答
化工原理下册第三章 蒸馏和吸收塔设备习题解答 1．解： 由于设计类题目并不一定有“标准答案”，此处的解仅供参考 （1） 精馏段塔 取板间距0.45T H m =，又知总板效率0.6T E =，则实际塔板数 /6/0.610P T T N N E === 精馏段塔高100.4545T T Z N H =?=?= (2) 塔径 下降液体的平均流量 3 11.8/36000.00328/S L m s == 上升蒸汽的平均流量3 14600/3600 4.05/S V m s == 11 220.00328801.5()()0.0215 4.05 1.13S L S V L V ρρ=?= 取板上液层高度 0.07l h m = 则 0.450.070.38T l H h m -=-= 由以上数据查史密斯关联图，得200.078C = 液体表面张力 20.1/mN m σ=，故C 值不需校正 C =C 20=0.078 极限空塔气速 max 0.078 2.07/m s μ=== 取安全系数为0.7，则空塔气速 0.7 2.07 1.45/m s μ=?= 塔径 1.87D m === 根据塔径标准圆态，取D =2.0m 实际空塔气速 22 4/4 4.05/3.142 1.29/S V D m s μπ==??= （3） 溢流装置 选用单溢流弓形降液管，取溢流延堰长 0.6550.6552 1.31l D m ==?= 则 25211.8 6.03(1.31)n W L l -== 因/0.655W l D =，查取材图3－8知液流收缩系数E =1.02 则堰上液层高度 2 32.8411.81.02()0.013100 1.31ow h m =??= 溢流堰高 0.070.0130.0 w l o w h h h m =-=-= 降液管底隙高度 0.0060.0570.0060.051o w h h m =-=-= 按0.65w l D =，，查取材图(3－10)，得 0.122 d w D =，0.07f T A A =
有机化学实验考试试题(含答案)
有机化学实验考试试题（含答案） 一、填空（1’×50） 1. 蒸馏时，如果馏出液易受潮分解，可以在接受器上连接一个干燥管，以防止空气中的水分的侵入。 2.减压过滤的优点有：(1) 过滤和洗涤速度快；(2) 固体和液体分离的比较完全；；（3）滤出的固体容易干燥。。 3. 液体有机物干燥前，应将被干燥液体中的水份尽可能分离净，不应见到有水层。 4.减压蒸馏装置通常由克氏蒸馏烧瓶；冷凝管；两尾或多尾真空接引管；接受器；水银压力计；温度计；毛细管（副弹簧夹）；干燥塔；缓冲瓶；减压泵。等组成。 5. 减压蒸馏时，往往使用一毛细管插入蒸馏烧瓶底部，它能冒出气泡，成为液体的沸腾中心，同时又起到搅拌作用，防止液体暴沸。 6.减压蒸馏操作中使用磨口仪器，应该将磨口部位仔细涂油；操作时必须先调好压力后才能进行加热蒸馏，不允许边调整压力边加热；在蒸馏结束以后应该先停止加热，再使系统与大气相同，然后才能停泵。 7.在减压蒸馏装置中，氢氧化钠塔用来吸收酸性气体和水,活性炭塔和块状石蜡用来吸收有机气体，氯化钙塔用来吸收水。 8.减压蒸馏操作前，需估计在一定压力下蒸馏物的沸点，或在一定温度下蒸馏所需要的真空度。 9.减压蒸馏前，应该将混合物中的低沸点的物质在常压下首先蒸馏除去，防止大量有机蒸汽进入吸收塔，甚至进入泵油，降低油泵的效率。 10.蒸馏烧瓶的选择以液体体积占烧瓶容积的1/3-2/3 为标准，当被蒸馏物的沸点低于80℃时，用水浴加热，沸点在80-200℃时用油浴加热，不能用电热套直接加热。 11.安装减压蒸馏装置仪器顺序一般都是从下到上，从左到右。要准确端正，横看成面，竖看成线。 12.写四种破乳化的方法长时间静置、水平旋转摇动分液漏斗、用滤纸过滤、加乙醚、补加水或溶剂，再水平摇动、加乙醇、离心分离、超声波、加无机盐及减压（任意四个就可以了） 二、单选（1’×10） 1. 当混合物中含有大量的固体或焦油状物质，通常的蒸馏、过滤、萃取等方法都不适用时，可以采用（C）将难溶于水的液体有机物进行分离。 A.回流 B.分馏 C.水蒸气蒸馏 D.减压蒸馏 2.在使用分液漏斗进行分液时，下列操作中正确的做法是（C）。 A分离液体时，分液漏斗上的小孔未于大气相通就打开旋塞。 B分离液体时，将漏斗拿在手中进行分离。 C上层液体经漏斗的上口放出。 D没有将两层间存在的絮状物放出。 3. 使用和保养分液漏斗做法错误的是（D）。 A分液漏斗的磨口是非标准磨口，部件不能互换使用。 B使用前，旋塞应涂少量凡士林或油脂，并检查各磨口是否严密。
精馏练习题及答案
精馏练习题及答案 选择题 1．蒸馏是利用各组分（）不同的特性实现分离的目的。 A 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。 A 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。 A 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。 A 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。 A 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。 A 塔顶气相； B 塔顶液相； C 塔底气相； D 塔底液相。 7．在精馏塔中，原料液进入的那层板称为（）。 A 浮阀板； B 喷射板； C 加料板； D 分离板。 8．在精馏塔中，加料板以下的塔段（包括加料板）称为（）。 A 精馏段； B 提馏段； C 进料段； D 混合段。 9．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 （）。 A 60 kmol/h； B 66.7 kmol/h； C 90 kmol/h； D 100 kmol/h。 10．精馏分离某二元混合物，规定分离要求为x D、x w。如进料热状况一样，进料分别为x F1、x F2时，其相应的最小回流比分别为R min1、R min 2。当x F1> x F2时，则（）。 A．R min1 < R min 2； B．R min1 = R min 2；C．R min1> R min2； D．R min的大小无法确定 11．精馏的操作线为直线，主要是因为（）。 A．理论板假定； C. 理想物系；B．塔顶泡点回流； D. 恒摩尔流假定 = 0.5时相应的泡点为1 t ，12．某二元混合物，其中 A 为易挥发组分。液相组成x A = 0.3时相应的露点为t2，则（）（或D 非理想溶液） 气相组成y A A．t1= t2； B．t1< t2；C．t1> t2； D．无法判断 13．某二元混合物，其中 A 为易挥发组分。液相组成x = 0.5时泡点为t1，与 A 之相平衡的气相组成Y A= 0.75时，相应的露点为t2，则（）。
化工原理期末试题--经典版
模拟试题一 1、当地大气压为745测得一容器内的绝对压强为350，则真空度为 395 。测得另一容器内的表压强为1360 ，则其绝对压强为 2105 。 2、流体在管内作湍流流动时，在管壁处速度为 0 ，临近管壁处存在层流底层，若值越大，则该层厚度越薄 3、离心泵开始工作之前要先灌满输送液体，目的是为了防止气缚现象发生；而且离心泵的安装高度也不能够太高，目的是避免汽蚀现象发生。 4、离心泵的气蚀余量越小，则其抗气蚀性能越强。 5、在传热实验中用饱和水蒸汽加热空气，总传热系数K接近于空气侧的对流传热系数，而壁温接近于饱和水蒸汽侧流体的温度值。 6、热传导的基本定律是傅立叶定律。间壁换热器中总传热系数K的数值接近于热阻大（大、小）一侧的值。间壁换热器管壁温度接近于值大（大、小）一侧的流体温度。由多层等厚平壁构成的导热壁面中，所用材料的导热系数愈小，则该壁面的热阻愈大（大、小），其两侧的温差愈大（大、小）。 7、（.Ω）.(y1－Y2)/△,式中：△称气相传质平均推动力 , 单位是吸收质惰气；（Y1—Y2）/△称气相总传质单元数。 8、吸收总推动力用气相浓度差表示时，应等于气相主体摩尔浓度和同液相主体浓度相平衡的气相浓度之差。 9、按照溶液在加热室中运动的情况，可将蒸发器分为循环型和非循环型两大类。 10、蒸发过程中引起温度差损失的原因有：溶液蒸汽压下降、加热管内液柱静压强、管路阻力。 11、工业上精馏装置，由精馏塔塔、冷凝器、再沸器等构成。 12、分配系数是指，其值愈大，萃取效果越好。 13、萃取过程是利用溶液中各组分在某种溶剂中溶解度的差异而达到混合液中组分分离的操作。 14、在实际的干燥操作中，常用干湿球温度计来测量空气的湿度。 15、对流干燥操作的必要条件是湿物料表面的水汽分压大于干燥介质中的水分分
吸 收 与 蒸 馏 习 题
吸 收 习 题 1.由本章表3—1知，在20℃和0.1013MPa 下，CO 2在水中的溶解度为0.878 m 3(标准)／m 3(H 2O)。设 CO 2 在水中溶解时符合亨利定律，所得溶液的密度近于1000kg ·m -3，试求溶解度系数、亨利系数和相平衡系数。若将CO 230％的混合气体在该条件下通入浓度为0.66 kg ·m -3的CO 2水溶液中，问能否进行吸收?如果能，则在长时间通气后，溶液的最终浓度是多少? 2. 工业生产环氧乙烷时，需用水作吸收剂吸收反应器出来的混合气中的环氧乙烷。已知该气体含0.738%环氧乙烷，试计算每100kg 水能吸收多少kg 的环氧乙烷。已知操作条件下，亨利系数为45 3.82kPa 。 3. NH 3溶解于水为稀溶液时，符合亨利定律。拟在温度15℃时用水吸收混合气体中的NH 3，设备内压力为0.1 MPa ，7.640=H kmol ·m -3·MPa -1，28.0=y k mol ·m -2·s -1，25.5=x k mol · m -2· s -1。 求吸收总传质系数y K ，液膜阻力、气膜阻力占总阻力的百分数。 4. 在0.1013 MPa 和一定的温度下，用水吸收含SO 2 12％的混合气体以制备SO 2水溶液。吸收塔处理的混合气体流量为360m 3(标准)·h -1，吸收率%96=η 。若在操作条件下SO 2的溶解度系数为11.45 kmol ·m -3·MPa -1，水的用量为最小用量的1.5倍，求实际水的用量及所得水溶液的浓度。 5. 在填料吸收塔内用清水逆流处理含丙酮6％的空气—丙酮混合气，要求丙酮的回收率为98％。已知混合气流量为1400 m -3·h -1（标准），体系的气液平衡关系可用X Y 68.1=表示，经吸收后出塔液的丙酮摩尔比为0.0234，试求水用量、平均推动力m Y ?和气相传质单元数OG N 。 6. 在温度27℃和压力0.1MPa 下，用三乙醇胺水溶液吸收石油炼厂气中的H 2S ，气体中H 2S 的含量为0.03 kmol(H 2S)／kmol(惰性气体)。通过吸收要求将90％H 2S 除去，已知此物系的气液平衡关系为X Y 2=，塔顶吸收剂中不含H 2S ，塔底H 2S 的含量为0.013 kmol(H 2S)／kmol(吸收剂)，进塔惰性气体的流量为40kmol ·h -1，空塔气速为0.34m ·s -1，036.0=a K Y kmol ·m -3·s -1。求①塔的直径；②塔的平均推动力和传质单元数；③填料层高度。 7. 拟在填料层高度为11m 的吸收塔内用清水逆流处理含溶质4％的混合气，要求吸收率为98％。混合气入塔流量为0.04 kmol ·m -2·s -1，吸收剂流量为0.046 kmol ·m -2·s -1。已知操作条件下气液平衡关系为 x y 8.0=，气相总体积吸收系数071.0=a K Y kmol ·m -3·s -1。问该塔能否满足要求？
(完整版)《化工原理》试题库答案(2)
《化工原理》试题库答案 一、选择题 1．当流体在密闭管路中稳定流动时，通过管路任意两截面不变的物理量是（A）。 A.质量流量 B.体积流量 C.流速 D.静压能 2. 孔板流量计是( C )。 A. 变压差流量计，垂直安装。 B. 变截面流量计，垂直安装。 C. 变压差流量计，水平安装。 D. 变截面流量计，水平安装。 3. 下列几种流体输送机械中，宜采用改变出口阀门的开度调节流量的是（C）。 A．齿轮泵 B. 旋涡泵 C. 离心泵 D. 往复泵 4．下列操作中，容易使离心泵产生气蚀现象的是（B）。 A．增加离心泵的排液高度。 B. 增加离心泵的吸液高度。 C. 启动前，泵内没有充满被输送的液体。 D. 启动前，没有关闭出口阀门。 5．水在规格为Ф38×2.5mm的圆管中以0.1m/s的流速流动，已知水的粘度为1mPa·s则其流动的型态为（C）。 A.层流 B. 湍流 C. 可能是层流也可能是湍流 D. 既不是层流也不是湍流 6．下列流体所具有的能量中，不属于流体流动的机械能的是（D）。 A. 位能 B. 动能 C. 静压能 D. 热能 7．在相同进、出口温度条件下，换热器采用（A）操作，其对数平均温度差最大。 A. 逆流 B. 并流 C. 错流 D. 折流 8．当离心泵输送液体密度增加时，离心泵的（C）也增大。 A．流量 B.扬程 C.轴功率 D.效率 9．下列换热器中，需要热补偿装置的是（A）。 A．固定板式换热器 B.浮头式换热器 C.U型管换热器 D.填料函式换热器 10. 流体将热量传递给固体壁面或者由壁面将热量传递给流体的过程称为（D）。 A. 热传导 B. 对流 C. 热辐射 D.对流传热 11.流体在管内呈湍流流动时B。 A.Re≥2000 B. Re>4000 C. 2000 第一章绪论 1.1塔设备概述 塔设备是石油、化工、轻工等各工业生产中仅次与换热设备的常见设备。在上述各工业生产过程中，常常需要将原料中间产物或粗产品中的各个组成部分（称为组分）分离出来作为产品或作为进一步生产的精制原料，如石油的分离、粗酒精的提纯等。这些生产过程称为物质分离过程或物质传递过程，有时还伴有传热和化学反应过程。传质过程是化学工程中一个重要的基本过程，通常采用蒸馏、吸收、萃取。以及吸附、离子交换、干燥等方法。相对应的设备又可称为蒸馏塔、吸收塔、萃取塔等。 在塔设备中所进行的工艺过程虽然各不相同，但从传质的必要条件看，都要求在塔内有足够的时间和足够的空间进行接触，同时为提高传质效果，必须使物料的接触尽可能的密切，接触面积尽可能大。为此常在塔内设置各种结构形式的内件，以把气体和液体物料分散成许多细小的气泡和液滴。根据塔内的内件的不同，可将塔设备分为填料塔和板式塔。 在板式塔中，塔内装有一定数量的塔盘，气体自塔底向上以鼓泡喷射的形式穿过塔盘上的液层，使两相密切接触，进行传质。两相的组分浓度沿塔高呈阶梯式变化。 不论是填料塔还是板式塔，从设备设计角度看，其基本结构可以概括为： （1）塔体，包括圆筒、端盖和联接法兰等； （2）内件，指塔盘或填料及其支承装置； （3）支座，一般为裙式支座； （4）附件，包括人孔、进出料接管、各类仪表接管、 液体和气体的分配装置，以及塔外的扶梯、平台、保温层等。 塔体是塔设备的外壳。常见的塔体是由等直径、等壁厚的圆筒及上、下椭圆形封头所组成。随着装置的大型化，为了节省材料，也有用不等直径、不等壁厚的塔体。塔体除应满足工艺条件下的强度要求外，还应校核风力、地震、偏心等载荷作用下的强度和刚度，以及水压试验、吊装、运输、开停车情况下的强度和刚度。另外对塔体安装的不垂直度和弯曲度也有一定的要求。 支座是塔体的支承并与基础连接的部分，一般采用裙座。其高度视附属设备（如再沸器、泵等）及管道布置而定。它承受各种情况下的全塔重量，以及风力、地震等载荷，因此，应有足够的强度和刚度。 塔设备强度计算的主要的内容是塔体和支座的强度和刚度计算。 化工生产对塔设备的基本要求 塔设备设计除应满足工艺要求外，尚需考虑下列基本要求：（1）气、液处理量大，接触充分，效率高，流体流动阻力小。 （2）操作弹性大，即当塔的负荷变动大时，塔的操作仍然稳定，效率变化不大，且塔设备能长期稳定运行。 （3）结构简单可靠，制造安装容易，成本低。 （4）不易堵塞，易于操作、调试及检修。 1.2板式塔 板式塔具有物料处理量大，重量轻，清理检修方便，操作稳定性好等优点，且便于满足工艺上的特殊要求，如中间加热或或冷却、多段取出不同馏分、“液化气”较大等。但板式塔的结构复杂，成本较高。由于板式塔良好的操作的性能和成熟的使用经验，目前在化工生产的塔设备中，占有很大比例，广泛用于蒸馏、吸收等传质过程。 板式塔内部装有塔盘，塔体上有进料口、产品抽出口以及回 下册 第3章 蒸馏和吸收塔设备 B3-1评价气液传质设备性能的主要指标是 、 、 、 和 。 B3-2按结构塔设备分为 和 。按气液接触方式分为 和 填料塔是 接触式气液传质设备，塔内 为连续相， 为分散相。错流板式塔是 接触式气液传质设备，塔内 为连续相， 为分散相。 B3-3工业上应用最广泛的板式塔类型有 、 、 和 。 B3-4板式塔操作中可能出现的非理想流动有 、 、 和 。 B3-5板式塔设计中，加大板间距的优点是 和 ，其缺点是 。 B3-6板式塔流体力学验算的项目为 、 、 、 和 。 B3-7板式塔的负荷性能图由 、 、 、 和 五条曲线包围的区域构成。 B3-8负荷性能图的作用是 、 和 。 B3-9 评价填料性能优劣的主要参数是 、 和 。 B3-10在填料塔的-u 曲线图上，有 /P Z Δ和 两个折点，该两个折点将曲线分为三个区，它们分别是 、 、 ；塔的操作应在 。 B3-1 填料塔设计时，空塔气速一般取泛点气速的 。 B3-12 填料层高度的计算可采用 和 。 B3-13下面三类塔板相比较，操作弹性最大的是 ，单板压降最小的是 ，造价最低的是 。 A ．板式塔 B ．浮阀塔 C ．泡罩塔 B3-14 在板式塔设计中，加大板间距，负荷性能图中有关曲线变化的趋势是：液泛线 ，雾沫夹带线 ，漏液线 。 A ．下移 B ．不变 C ．上移 D ．不确定 B3-15填料因子φ值减小，填料板的液泛气速 ，流动阻力 。 A ．增大 B ．不变 C ．不确定 D ．减小 B3-16下面参数中，属于板式塔结构参数的是和；属于操作参数的是和。 A．板间距B．孔数C．孔速D．板上清液层高度 蒸馏 一、蒸馏复习题 1．蒸馏操作的作用和依据分别是什么？蒸馏操作的分类方法有哪些？ 2．什么是泡点、露点和沸点，如何用泡点方程和露点方程计算液相及气相组成？ 3．写出挥发度和相对挥发度的概念，相对挥发度的大小对精馏操作有何影响？理想溶液的相对挥发度确定方法。写出用相对挥发度表示的相平衡方程。 4．说明回流在精馏操作中的重要性和必要性。连续精馏装置包括哪些设备？作用是什么？ 5．何谓理论板？什么是恒摩尔假定？恒摩尔假定条件是什么？ 6．掌握精馏塔的全塔物料衡算，熟悉精馏过程回收率的概念和计算。 7．写出精馏段和提馏段的操作线方程，并简述其物理意义。能在y-x图正确绘制操作线。 8．进料状态有几种？其热状态参数值的大小范围如何？热状态参数如何计算？ 9．写出进料线方程，并说明其物理意义。 10．分别叙述回流比和进料热状态对精馏操作的影响。 11．掌握逐板计算法和图解法求取理论塔板的方法，并说明适宜进料板位置的确定方法。 12．什么是全回流？全回流操作有何特点和实际意义。什么是最小回流比？如何确定？ 13．适宜回流比的确定原则是什么？ 14．工业生产中对板式塔有何要求？何谓操作弹性？常见的塔板类型有哪几种？ 15．塔板上汽液两相有哪几种接触状态？各有何特点？工业生产中常用哪两种？ 16．叙述液泛、雾沫夹带、漏液等现象的形成和处理方法。 17．塔板性能负荷图对精馏设计和操作有何指导意义，它是由哪几条线组成？ 二、题型示例 （一）填充题 1．蒸馏是利用被分离的混合液中各组分的不同，而使得各组分得以分离。 2．在一定的压强下，混合液的汽液平衡线偏离对角线越远，表示混合液越 分离。 3．相对挥发度数值的大小，可以用来判断混合液能被分离的难易程度，其相对挥发度越大，混合液越分离；当相对挥发度等于1时，则表示该混合液不能用分离。 4．在一块双组分精馏塔的理论塔板上，测得离开该板的的汽相中易挥发组分摩尔分率为0.9，液相中易挥发组分的摩尔分率为0.8，对应的相对挥发度为；相平衡方程可写为 。 5．精馏塔的塔顶温度最，塔底温度最，整个精馏塔的温度由上向下。 6．当F=1000kmol/h，x F=0.4，x D=0.8（以上均为摩尔分率），塔顶的馏出液最大流量D max= kmol。 7．理论塔板指的是该板的汽液两相互为平衡。 8．回流比越大，操作线离对角线。当采用全回流操作时，操作线与对角线，此时操作线方程可写为。 本复习讲解主要是针对大家作业中常见的错误以及复习时可能存在的问题进行分析和解答，复习范围仍旧以之前给大家的小结PPT 为准。 第三章 蒸馏和吸收塔设备 本章没有计算。重点是对塔的类型及其内件结构有一个了解，特别是板式塔的一些结构参数及其对塔内流体流动以及塔操作参数的影响。 1、塔的两种类型：板式塔和填料塔；要明确他们的差别在于气液交换元件的不同、气液接触方式不同，这二者都可以用于精馏或吸收过程。 2、几种常见塔板的类型要明确，书上关于它们的图片要能看懂，能从图中分析是何种塔板，包括：泡罩塔板、筛板塔板、浮阀塔板和穿流塔板； 几种常见的填料类型要明确，书上关于它们的图片要能看懂，另外能够举出几种常见的散堆填料和规整填料的例子。 结合书P162页图3-7的塔板示意图（注意：从书上的侧视图来看这个塔板应该属于筛板塔板，而不是书上标的浮阀塔板，因为气体出口上方并没有浮阀的结构），能够明确塔板上的主要元件和结构单元名称，如：降液管、受液盘、溢流堰、进口堰、板间距、降液管开口高度等等，同时结合课堂PPT 能够分析这些元件或结构单元尺寸变化会对板式塔的气液操作、分离效率等产生何种影响。 3、能够绘出气液负荷性能图并指出图中5根线分别指示什么，知道气相负荷（气相流量）的上限、下限以及液相负荷的上限、下限分别由哪些线来决定。例如液相负荷上限是由液泛线或液相负荷上限线来决定的，气相负荷下限是由漏液线决定的，气相负荷上限是由液泛线或雾沫夹带线决定的等等。 第一章 蒸馏 1、 熟悉气液平衡方程、精馏段操作线方程、提馏段操作线方程和q 线方程的表达形式并能 进行计算； 2、 能根据物料进料状况列出q 线方程并用于计算，从而根据q 线方程、进料组成还有气液 平衡方程计算出点（x q ，y q ），再进一步计算出最小回流比R min ；例如饱和液相进料（泡点进料）时，q 线方程式x=x F ，即x q =x F ；而饱和蒸汽进料时，q 线方程式y=x F ，即y q =x F 。 3、 掌握通过质量分数换算成摩尔分数以及摩尔流量的方法，要特别注意摩尔流量计算时应 该用每一个组分的流量乘以它们的摩尔分数而不是质量分数。 习题讲解： 习题1：书上P71页课后习题第5题； 分析：本题的考察重点是质量分数与摩尔分数之间的转换，这个转换大家一定要注意，很多同学在此常会出错。在此我们采用直接将原料组成和原料流量都转换成摩尔量来进行计算，首先还是先列出所有题目给出的已知量，为了便于区分，建议大家以后再表示质量分数的时候可以使用w 来表示，而表示摩尔分数时使用x 来表示： ① 根据题目已知：w F =0.3，F=4000kg/h ，w w =0.05，另外还可以知道二硫化碳的分子量 Mcs 2=76，四氯化碳的分子量Mccl 4=154 根据这些条件可以先将进料和塔底组成转换成摩尔组成 ② =+F x 二硫化碳摩尔量二硫化碳质量分数二硫化碳分子量总摩尔量二硫化碳质量分数二硫化碳分子量四氯化碳质量分数四氯化碳分子量 TABLE OF CONTENTS 目录 3 SPECIAL EQUIPMENT(特殊设备) (2) 30. Derrick(吊车) (2) 31 Bulk and Mud Systems(散货和泥浆系统) (2) 32 Well Control Equipment (井控制设备) (3) 33 Pipe Handling Equipment and Systems(铺管设备和系统) (4) 36. Material handling equipment(物料输送设备) (4) 37 Service Equipment and Systems(服务性设备和系统) (4) 38. Special Equipment and Services(特殊设备和服务) (5) MARACC Maritime Research Advisory Committee海事研究顾问委员会[美] 3 SPECIAL EQUIPMENT(特殊设备) 30. Derrick(钻架塔) The vessel may be fitted with a derrick and drilling equipment furnished by the Owner. 船上安装的钻架塔和钻井设备由船东提供。 301 Foundations(基座) The main deck shall be reinforced around the moonpool area to facilitate installation of a 650T WL derrick. The strengthening shall be below deck. 为了实现有650吨吃水线的钻架塔的安装，在主甲板的月池区域应加固并在甲板下加固。 304 Drill string heave compensator(钻井索提升补偿器) There shall be space for installing Owner supplied air bottles in PS pontoon. 在左舷浮筒处有船东提供空气瓶的安装空间。 Space for routing pipes for bottles shall be provided in No. 3 column. 在3号支柱处应提供空气瓶管路的安装空间。 314 Tensioning System(电压系统) The main deck above the moonpool shall be strengthened to support a riser and guideplate tensioning system. Space for winches shall be arranged with support beams for foundations. 主甲板上面的月池应用支撑加固，以支撑一个起升装置和导板电压系统。绞盘空间应与基座支柱一起布置。 31 Bulk and Mud Systems(散货和泥浆系统) The vessel shall be fitted with a complete bulk and mud system, Below equipment shall be installed to accommodate this system. 平台上应安装有完备的散货和泥浆系统；下面的设备应当安装以服务于该系统。 321 Bulk Storage and Transfer System(散货存储和传输系统) There shall be installed bulk tanks and piping for cement and mud bulk storage. 吸收 一、填空题： 1.20℃时,CO2气体溶解于水的溶解度为0.878(标)m3m-3(H2O),此时液相浓度C=________kmol.m-3液相摩尔分率x A=_________.比摩尔分率X A=__________. 答案：1.0.0392 0.000705 0.000706 2.用相平衡常数m表达的亨利定律表达式为_______.在常压下,20℃时,氨在空气中的分压为69.6mmHg,与之平衡的氨水浓度为10(kgNH3/100kgH2O).此时m=______. 答案：y=mx 0.957 3 用气相浓度△p为推动力的传质速率方程有两种,以传质分系数表达的传质速率方程为__________________________,以总传质系数表达的传质速率方程为_______________________. 答案：N A=k G(p-p i) N A=K G(p-p e) 4. 用气相浓度△Y为推动力的传质速率方程有两种,以传质分系数表达的速率方程为_________________________________,以传质总系数表达的速率方程为__________________________________. 答案：N A=k Y(Y-Y i) N A=K Y(Y-Y e) 5用亨利系数E表达的亨利定律表达式为_______.在常压下,20℃时, 氨在空气中的分压为50mmHg, 与之平衡的氨水浓度为7.5(kgNH3/100kgH2O).此时亨利系数E=________,相平衡常数m=______. 答案：P e=Ex 680mmHg 0.894 6. 在常压下,20℃时氨在空气中的分压为166mmHg,此时氨在混合气中的摩尔分率y A=________,比摩尔分率Y A=_______. 答案：0.218 0.279 7.用△y, △x为推动力的传质速率方程中,当平衡线为直线时传质总系数K y与分系数k x,k y的关系式为_________________,K x与k x, k y的关系式为__________________. 答案：1/K y=1/k y+m/k x1/K x=1/(m.k y)+1/k x 8.用清水吸收空气与A的混合气中的溶质A，物系的相平衡常数m=2,入塔气体浓度y1=0.06,要求出塔气体浓度y2=0.008,则最小液气比为________. 答案：1.733 9.吸收过程主要用于三个方面:__________,___________,____________ 答案：制备产品分离气体混合物除去气体中的有害组分 10.质量传递包括有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿______＿＿＿等过程。 答案：吸收、蒸馏、萃取、吸附、干燥。 11.吸收是指＿＿＿＿＿＿＿__＿＿的过程，解吸是指＿＿＿＿＿_________ ＿＿＿＿＿的过程。. 答案：用液体吸收剂吸收气体，液相中的吸收质向气相扩散。 12.吸收质是指＿＿＿＿＿＿＿＿；而吸收剂则是指＿＿＿＿＿____＿＿；惰性组分是指＿＿＿___________＿＿＿＿＿＿。 答案：被液体吸收的组分，用于吸收的液体，不被吸收剂吸收的组分。 13. 吸收一般按有无化学反应分为＿＿＿＿＿＿＿＿，其吸收方法分为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 答案：物理吸收和化学吸收；喷淋吸收、鼓泡吸收、膜式吸收。 14.气液两相平衡关系将取决于以下两种情况： (1) 若p e〉p 或C 〉C e 则属于＿＿过程塔设备机械设计
下册 第3章 蒸馏和吸收塔设备
最新蒸馏复习(有答案)
化工原理习题讲解
第三章 特殊设备
化工原理练习题-吸收