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一、简答题

1． 什么叫精馏操作？举例说明精馏过程在化工生产中的应用。

【答案】精馏操作是指利用混合物中各组分挥发能力的差异，通过液相和气相的回流，使气、液两相逆向多级接触, 在热能驱动和相平衡关系的约束下, 使得易挥发组分不断从液相往气相中转移, 而难挥发组分却由气相向液相中迁移, 使得混合物得到不断分离的过程。

应用：产品的分离提纯。

2． 因某种原因使进入降尘室的含尘气体温度升高，若气体质量及含尘情况不变，降尘室出口气体的含尘量将有何变化？原因何在？

【答案】进入降尘室的含尘气体温度升高，降尘室出口气体的含尘量增加。因为： （1）黏度变大、沉降速度变慢、沉降时间增加；

（2）密度减小、气体质量不变则体积流量増加，停留时间减少。

3． 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

也有确定的最高极限值；（3）增加回流

离能力的限制，即便回流比是无穷大（即全回流）

，

比意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。

4． 欲提高填料吸收塔的回收率，应从哪些方面着手？

【答案】（1）降低操作温度或增大压力，可使吸收速率提高，使回收率提高；（2）在保证不发生“液泛”的前提下，适当増大气速；（3）适当增大吸收剂的用量（增大喷淋密度），可使回收率提高（但会导致操作费增大，溶液浓度x 下降）；（4）喷淋液体应均匀，并保证填料被充分润湿；（5）可适当增加填料层高度。

二、计算题

5． 用离心泵将水从贮槽送至高位槽中，两槽均为敞口，试判断下列几种情况下泵的流量、压头及轴功率如何变化:

（1）贮槽中水位上升； （2）将高位槽改为高压容器；

（3）改送密度大于水的其他液体，高位槽改为敞口；

（4）改送密度大于水的其他液体，高位槽为高压容器。（设管路状况不变，且流动处于阻力平方区）

【答案】上述各种情况下离心泵的特性曲线均不变，但管路特性方程发生变化。设管路特性 方程为

当管路状况不变，且流动处于阻力平方区时，曲线的陡度B 不变，现考察各种情况下曲线截距A 的变化。

（1）贮槽中水位上升时，两液面的位差减小，如图中曲线新工况1所示，工作点由M 移至随流量的增大而增大。

（2）将高位槽改为高压容器时，现如图中

曲线新工况2所示，工作点由M 移至曲线不变，

工作点不变，即下降，管路特

性曲线平行下移，故

，轴功率随流量及密度的増大而增大。

但轴功率随流体密度的增大而増大。

（4）当高位槽为高压容器时，被输送流体的密度变大，与（2）中输送水比较，

故

下降，

上升，

下降。

不变，故管路特性

（3）当高位槽为敞口时，虽然被输送液体的密度变化，但

上升，管路特性曲线平行上移，

故

上升，

下降，管路特性曲线平行下移，下降，结合泵性能，轴功率Pal

图

6． —单管程列管式换热器，采用110°C 的饱和水蒸气冷凝加热管内呈湍流流动的某低粘度液体，管内液体的进出口温度分别为内对流系数为

试求：

（1）改造后换热器的总传热系数； （2）改造后管程流体的出口温度。

（假设在操作温度范围内流体的物性参数为常数，管外冷凝传热系数不变，忽略管壁热阻及

经测得管外冷凝传热系数为

若将换热器由单管程改为双管程，而其它操作条件不变。

管

可能的污垢热阻）。

【答案】（1）单管程时

由单管程改造成双管程，则流速

由于管内揣流流动，

即

（2）

代数得，

7． 如图所示，在一常压精馏塔内分离苯和甲苯混合物，塔顶采用全凝器，泡点回流，塔底间接蒸汽加热。原料处理量为4000kg/h，组成为0.4（苯的质量分数，下同），要求塔顶馏出液组成为0.96，苯的回收率不低于98%，泡点进料。已知体系的相对挥发度

（1）塔顶产品量D （kmol/h）、塔底残液量W （kmol/h）及组成（2）自塔顶算起的第二板的下降液体中苯的组成； （3）离开最后一块塔板的液体中苯的组成；

（4）因长期操作，再沸器内结垢，试问对塔顶、塔底产品质量有何影响？写出分析过程（假设此时F 、D 、q 、

不变）。为维持塔顶、塔底产品质量不变，应采取何种措施？并说明理由。

实际回流比为最小回

流比的1.5倍。已知苯、甲苯的摩尔质量分别为78.11g/mol和92.13g/mol。试求：