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一、简答题

1． 简述和比较萃取、吸收、精馏各自的原理，用途和特点。

【答案】（1）萃取:萃取是利用化合物在两种互不相溶的溶剂中溶解度或分配系数的不同，使化合物从一种溶剂内转移到另外一种溶剂中。经过多次反复萃取，将绝大部分的化合物提取出来的方法。

多用于提纯和分离。

（2）吸收:利用混合气体中分组分在液体中溶解度的差异而分离气体混合物的单元操作成为吸收。

主要用途有：①制取产品；②分离混合气体；③气体净化等。

（3）精馏: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，使混合物得到不断分离的过程成为精馏。

特点是传热、传质过程同时进行。

（4）比较：①吸收和萃取一般不需要外部能量，精馏需要加热和冷凝；

②吸收和萃取都引入第三种物质，普通精馏不引入第三种物质，有些特殊精馏引入第三种物质；

③吸收一般为气液，气固，液固相间的操作，萃取多为液液相间的操作。

2． 什么是理论板？用图解法求理论板层数时，为什么一个梯级代表一层理论板？

【答案】理论板是指离开这种板的气液两相温度相等、浓度成相平衡的塔板。每一个梯级与平衡线相交一次，表示气、液两相达到一次平衡，因此代表一层理论板。

3． 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。

4． 将60°C 的湿泥坯（砖）放入80°C 的热空气流中干燥，空气的湿球温度为50°C ，试说明该泥坯从放入时起到完全干燥为止的温度变化（假设空气量很大，其温度与湿度均保持不变）。

【答案】该题为恒定干燥条件，开始时，湿泥坯中含有较多的非结合水，这部分非结合水先被干燥，温度由60°C降低至空气的湿球温度50°C; 然后泥坯表面维持50°C被干燥，此过程为恒；完全干燥时，达到平衡含水量，泥定干燥阶段；然后温度会由50°C不断升高（进入降速阶段）坯的温度达到热空气流的温度80°C。

二、计算题

5． 在

的圆形加热管内，原油以0.6m/s的流率流过，原油被加热前的平均温度为

黏度为

导热系数

40°C ，此时原油密度为800kg/m3，定压比热容为为

温度下的黏度为

【答案】

流动类型为层流。

且

故层流时对流给热系数可写为（无自然对流）

但由于Gr>25000, 故自然对流不可忽略，需作校正。 校正系数

故

6． 在直径为1.2m 的填料吸收塔中，拟装填3m 高DN25塑料阶梯环填料，

该填料的比表面积为

在该填料吸收塔中用纯溶剂吸收某混合气体中的溶质组分。已知入塔混合气体的流量

为40km 〇l/h, 溶质的含量为0.06（摩尔分数）；溶质的吸收率为95%; 操作条件下的气液平衡关系为Y=2.2X（X , Y 均为摩尔比）；溶剂用量为最小用量的1.5倍；

气相总吸收系数为

。试通过计算判断拟装填的填料高度能否达到分离要求。（注：填料的有效比表

面积可近似取为填料比表面积的90%）

【答案】

体积膨胀系数为已知管长为6m ，管内壁温度为150°C ，原油在此

试计算原油在管内的对流给热系数。

因此，拟装填的填料高度能达到分离要求。

7． 用有两块理论板的精馏塔提取水溶液中的易挥发组分，饱和水蒸气S=50kmol/h, 由塔底进入，加料组成

（摩尔分率，下同），温度为20°C , F=100kmol/h，料液由塔顶加入，无回流，

液相组成x=0.2时，泡点温度为80°C, 比热为

试求塔顶产品浓度xd 及易挥发组分的回收率η。

在本题范围内平衡关系可表示为100kJKkmol ）,

汽化潜热为40000kJ/kmol。 【答案】物料衡算有:

即

有由

无回流，则R=0，得:

由恒摩尔流假定得因此，

D=35kmol/h