化工原理下 考试大题.docx

1 .今有连续逆流操作的填料汲取塔用清水以取原料气中的甲静已知处理惰性气体录为100O尸（操作状态）,原料中每立方米惰性气体含甲,100g,汲取后水中含甲酹破等于及进料气体中和平衡时浓度的67%.设在常压、25C下操作，汲取的平衡关系取为y=1.15X,甲静回收率要求为98%,塔径为0.8ImKra=（X）kf>1.i31t试求：<1水的用量为多少Ag"'?<2>伸质单元裔度，凶；（3）传质单元数Mb：（I）填料层高度.1、解：（1）Vw=-X-i-273=40.9kn>1.-h'（1分）“22.4（273+25）匕=用哪1.=OO7N门分）三x273+25X=X（I-W）=0.（J764×（1-0.98）=（KX）153（1分X=0.67X=0.67幽史=0.0445（2分）m1.15.Y1-Y2.0.0764-O.（X）I53,n.QQ一,.-1=!-×Vt1.=X40.9=68.81kn）1.h-Xi-X20.（M45=I2386JW（2分）V409(2) H(Xi=J=0.7384"?(2分)>ai100XmX(0.84)2(3) Y1=0.0764,Y2=0.00153,X1=0.(M45,X,=0.y；*=1.15X,=O,O5I2,Y：=0.-.W=抬M)二)=(0864.0.0.00153=0345Ey-Y；1.0.0252In!-Iny,_y：().(M)I53,NoCY,-Y,0.0764-O.53ooz=-=8.86%,0.0(35（4分）WGeaiCr*z»1V1.15×40.9n,o,或用解析法求NOG=0-6841.68.811-0.684'n°-684+0.684=8.86（4）Z=NM所=8.86x0.73K4=6.Xm（2分）2、用一精调塔分别二元走向混合物,塔顶为全凝器冷凝.泡点温度下回流,原料液中含轻组分0.5（摩尔分数.下同）,操作回流比取最小回流比的1.4倍，所得塔顶产品组成为0.95,釜漱祖成为0.05,料液的处理崎为100A口力，料液的平均相对挥发度为3,若进料时然气量占一半，试求：1）提馅段上升然气量：2）自塔顶第2层板上升的蒸气祖成。2、解：（1由相平衡方程V=一=一二（1分）I+（-1.）xI+Ix及进料方程（1分）联立解得2/+2x7=0取A-=0.367（2分）。”但"30.63-0.37则“分）（2分）R=1.40=1.722（1分）再由物料衡算方程F=D+W及Fxf=Dxw+W1.t价得D=50jIwwW=F-D=50krt>1.hV=（R+Y）D=（.722+1）50=136.1A三.（3分）V=V-（1.-q）F=V-0.5F=136.1-50=SGAknio1.Zh（2）已知X=Xi）=O.95（1分）由相平衡关系X1=a-（-1.）y10.86（1分）再由相憾段探作战方程解得釜液的组成为O（）33.试求（I）慵出液的流贵和1成:<2）若禁作回流比为265.写出精诩段的操作线方程：（3）提福段的气、液相负荷.（4）提幅段的操作规方程8解：播出液的流收和组成（6分）他全塔物料衡算,可得%,x1.,0.96fntx,;0.96×100×0.45k11x>1.1.h-43.2kmo1.ht.,v,xv,=(*-0.96)×100×0.45knx)b'h=1.8kn>1.'1.hIQquw=kn01.'h=54.55kmo1.'h以0.033%,<>=r-/,W=(100-54.55)kn>1.,h=45.45k11x)b（2）精馀段操作战方程（2分）R.%2.650.9505CfN.VX.X-0.726.v÷0.2604'R+1.+1.3.653.65（3）提懦段的液、气相负荷（4分）4，/=41+"仆=Rq“D+q1.t,F=(2.65×45.45÷100)=220.4kmoUh%小，=。”.丫一4"。一。)=q”,v=q,e(1.+R)=1659kmoUh2.(=-w=.31r-0.0108.v4,v,(2分)9在101.3kPa及2SC的条件卜；用清水在加料塔中逆流汲取某混合气中的二氧化硫。已知混合气进塔和出塔的组成分别为H=O.0417、匕=0.002.他设操作条件下平衡关系听从亨利定律.亨利系数为4.13X10'kPa,汲取剂用城为最小用炭的1.45倍.求：<1）试计算汲取液的组成：9<1.>W=-=-1.3x1.0=40.77（6分）p1.101.3汲取剂为清水，所以X2-O（q）Y1-Y,0317-0.002g.、JYJm-X2O.O4I7/4O.77-0所以操作时的液气比为1.45x38.81=56.27汲取液的组成为X1=11.(y-K)+X=!x(O.()417-O.(X)2)+O=7.O551.O"<7.1.*56-271013P,C,E4.13×IO,<2)in=4.077（4分）匕一匕Q0417-0.002YJnt-Xz0.0417/40.77-0=3.881II=1.45-I,=1.45x3.881=5.627X；=U>JU-.v1.,K)+X.,=×(0.(MI7-0.002)+0=7.055x10,562710填料塔用清水逆流汲取混合气中的行力组分A.己知操作条件下气相总传侦单元高度为1.Sm,进塔混合气组成为0.2（A的摩尔分率，卜同.出塔尾气纲成为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）若气液流量和初始现成不变，要求尾气浓度降至0.0033,求此时填料层高度为若干米？10解三r°M7O.<JO53I-00)53=U.OO533X1-0.001281-U.00128>0.01297GC(X1.X2)s,s=8IX2kg水7h(I分)13在常压下逆流操作的填料汲取塔中，用纯溶剂汲取混合气体中的溶质组分.入塔气体流家为112OmVh(标准状况)，入塔气体中溶烦的浓度为5%(体积)，汲取率为90%,操作条件下的气液平衡关系为r=1.5X,液气比UV=3.体积传质系数Ka=I(X)knob'n2h(Y).塔径为0.8m.试求(1)出塔液体浓度X”(2)所需填料层高度Z。解：1进塔幡性气体业V=1122X(i-o,O5)=47.5kn>o1.'h22.4K=-005-=0.0526K=K(I-力=0.0526x0.1=0.(X)526,1-0.052"”Xz=0X1=-(k;-K)=-X(O.O526-0.526)=0.01578/3(2)=1.5×0.01578=0.02367Y；=0yt-y2O.O526-O.OO526Ay0.0526-0.02367-0.005261=3.41Hrxj=,0.0526-0.02367In0.0052647.5KVaCI(X)×().785×().S2二0.9455Z=HoCNOG=0.9455×3.41=3.224m14有学和甲苯混合物,含笨0.4.流贵100OkmO%在一常压精饰塔内进行分别，要求塔原13出液中含茶0.9(以上均为摩尔分率,茶的回收率不低于90%,泡点进料，泡点回流，取回流比为最小回流比的15倍，已如相对挥发度=250试求(I)塔顶产品MD；塔底残液中W及坦成一(2)同流比R及精储段操作线方程：(3)由其次块理论板(从上往下数)上升蒸汽的组成“解：(>Q2J=90%O=400kmo1./hW=6(M)kmoVh1.0×0.41000X0.4=400x0.9+600".ru.=1。QoX°”7000.9=667600q线方程：X=0.4平衡线方程：=2,5y=-y=-1.+(-1.)A-I+1.5x联立求得：xrf=0.4,=0.625Rmn=v03'rf=史=1222e=1.5Kmn=1.8333m"ya-xj0.625-0.4m"精耀段操作戏：V=X+二*=0.647x+0.317R+1.R+(3)y,=.%=0.9由平衡线方程可得：0.9=x1.=0.7826I+I由精您段操作战；y2=0.647X1+().317=0.823415(12分)干球抽位为20'C,湿度为0009kg水/kg绝干气的湿空气通过预热器加热到80C后，再送至常压干燥器中,离开干燥器时空气的相对湿度为359,若空气在干燥器中经脸等婚干燥过程.试求(1)Im?原湿空气在预热过程中均的变更：(2)Im*晚湿空气在干燥涔中获得的水重量.(3)2m?原湿空气在预热器中的加热量。P11=(0.772+1.244M)y1.解：(蟀：(I)I11原湿空气在预热器中培的变更当/,1=20C,W11=().(X)9kg-'kg绝干气时，计算Io=43kJ/kg绝干气.当4=80C、H1=Hv=0.009kg.'kg-干气时,计算1.-04kJkg绝干气。故Ikg绝干空气在预热涔中场的变更为=-/O=(KM-43)kJkg绝干气=61kJ/kg绝干气原湿空气的比体积vh=(0.772+1.2447)xx1011°-=(0.772+1.2440.009)肖芸111湿空气kg绝F气=084m'湿空气kg绝T气故1.n原湿空气培的变更为P=段kjm,海空气=72.6Um'泡空气(2)111原湿空气在干燥器中获得的水分由=3SX/,=1=KMkgg绝干气求出空气离开干燎器时的湿度也=O.O27k©kg绝干气。故1m*原空气获得的水正崎为%F=Om7-。009kj11原湿空气=0.0214Um'原湿空气um0.84Qr=1.(1.-11)=72.6x2=1.45.2J16在连续操作的精镭塔中分别两组分志向溶液.原料液流址为5()kmo1.11h.要求饱出液中易挥发组分的收率为94%.已知精饿段操作级方程为Y=0.75x-0.238;q税方程为y=2-3,r.试求U)操作回流比及缁出液S1.成：(2)进料热状况卷数及原料的总组成：3两操作戏交点的坐标值与及X：(4)提慵段操作战方程2 .Mt(1)解：操作回流比及博出液蛆成由遨给条件,得及解得R=3,m=O.952(2)进料热状况参数及原料液机成由于及解得g=075(气液混合进料,*=0.5(3)两操作战交点的坐标值与及”联立愫作及q线两方程，即y=O.75.r+O.238y=2-3x解得