2017年辽宁石油化工大学化学化工与环境学部911化工原理之化工原理考研仿真模拟题
● 摘要
一、简答题
1． 为什么说全回流时，所需的理论板数最少？
【答案】全回流时，操作线与y-x 图的对角线相重合，此时的操作线偏离平衡线最远，即传质推动力最大，故要达到一定的分离要求时，其所需的理论板数最少。
2． 说明精馏塔塔顶产品组成不能无限增大的原因。
【答案】原因是：（1）精馏塔塔顶浓度但极限值是
如果
则
的提高受到物料衡算的限制。加大回流比可提高极限值是1；（2）
的提高受到塔板数即精馏塔分离
也有确定的最高极限值；（3）增加回流比意
，能力的限制，即便回流比是无穷大（即全回流）
味着増加蒸发量和冷凝量，这在数值上还将受到塔釜及冷凝器的传热面积的限制。
3． 何谓平衡水、自由水、结合水和非结合水？它们之间有何相互关系？
【答案】平衡水:当气体为不饱和气体时，与气体的水分分压呈平衡的物料含水量称为平衡含水量
低于
的水分称为平衡水，高于
的水分称为自由水。
物料中大于
的那
当气体为饱和气体时，与气体的水分分压呈平衡的物料含水量定义为部分水分称为非结合水，小于
水量，结合水与非结合水的总合为物料的总含水量。
4． 简述干燥中的临界含水量受哪些因素影响。
【答案】固体物料在恒速干燥阶段终了时的含水量称为临界含水量，临界含水量不但与物料本身的结构、分散程度有关，也受干燥介质（流速、温度、湿度）的影响。物料分散越细，临界含水量越低。等速干燥阶段的干燥速率越大，临界含水量越高。
5． 溶质渗透理论中的含义是什么？已知D , 如何表达？
【答案】溶质渗透理论中是溶质渗透时间，即每隔时间，液体发生一次完全的混合。己知D ,
的那部分水分称为结合水。自由水和平衡水的总合为物料的总含
6． 蒸发器提高流体循环速度的意义有哪些？
【答案】蒸发器流体循环速度提高，可增大传热系数，从而传热速率高，并可减少溶液在加热管内析出晶体，且可减轻传热表面的污垢积存。
二、计算题
7． 填料吸收塔，填料层高度为3米，操作压强为latm ，温度为20°C 。用清水吸收空气-氨混合气中的氨，混合气体的质量速度为水的质量速度为试求：
（1）出口氨水浓度；
（2）以气相组成表示的平均推动力； （3）气相总传质单元高度（4）如果
；
与气体质量速度的0.8次方成正比，试估算：当操作压强增大一倍，气体质量
。其中含氨6%（体积％），要求吸收率为99%,
。
，已知该塔在等温下逆流操作，
操作条件下的平衡关系为
速度也增大一倍时，为保持原来的吸收率，在塔径和水的质量速度不变的情况下填料层高度为多少？（空气分子量取29, 氨的分子量17，水的分子量18）
【答案】（1）惰性气体流率为
液相流率
解得（2）
（3）
（4）气体流量增大会影响操作压强増大会影响m 值
值
不变，且吸收率不变，所以.
填料层高度应为
值不变
8． 某厂使用填料塔，用清水逆流吸收某混合气体中的有害物质A 。已知填料层高度为5m ，操作中测得进塔混合气量为100kmol/h, 混合气中含A 的组成为0.06（摩尔分数，F 同）。要求A 的吸收率为90%, 若清水用量为最小用量的1.4倍，操作条件下的平衡关系为
试求：（1）清水的实际用量及出塔液体的饱和度； （2）该塔的气相总传质单元高度；
（3）该厂为降低最终的尾气排放浓度，准备另一个塔径与原塔相同的填料塔。若两塔串联操作，气液流量及初始组成不变，要求最终尾气浓度降到0.003, 求新塔的填料层高度。
【答案】⑴
饱和度
（3）全逆流，串联时新塔高=
9． 拟在常压下设计一筛板塔分离甲醇-水混合液。原料中甲醇浓度为40%（摩尔分数，下同），塔顶得到几乎纯的甲醇产品，塔底几乎为纯水。要求年产甲醇4万吨，一年生产300天，每天生产24h 。初步设计结果为:回流比3.5, 单流型塔板，板间距500mm ，弓形降液管，平直堰，堰高50mm ，堰长与塔径之比为0.75, 筛板厚度3mm , 筛孔按正三角形排列，孔径6mm ，孔间距18mm 。试计算:
（1）泛点率与塔径； （2）塔板压降； （3）液沫夹带量； （4）降液管内泡沫层高度。
【答案】塔顶产品几乎为纯甲醇，故塔顶温度等于常压下甲醇的沸点，塔顶馏出液的物性按纯甲醇计。
查得甲醇的相对分子质量为32.04g/mol，常压沸点为64.7°C, 则64.7°C、101.325kPa 下气相甲醇的密度为