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一、简答题

1． 简述综合评价板式塔塔板性能优劣的主要标准。

【答案】主要标准有：生产能力；塔板效率；塔板压强降；操作弹性。

2． 简述如何通过实验测定过滤常数。

【答案】（1）安装过滤设备，配料，在恒压测定不同时刻的滤液量V ; （2）利用（3）用

将数据整理得到

关系表；

； 数据作图（或数据拟合）

（4）将数据拟合成直线，根据直线斜率和截距求出过滤常数

3． 造成溶液过饱和度的方法有哪些？溶液结晶的两个阶段是指哪两个阶段？

【答案】造成过饱和度的方法有: ； （1）降低温度（冷却结晶）（2）溶液浓缩（蒸发）。

溶液结晶的两个阶段:晶核生成，晶体成长。

4． 全回流与最小回流比的意义是什么？各有什么用处？一般最适宜回流比为最小回流比的多少倍？

【答案】全回流时，达到指定分离要求的理论板数最少。全回流主要用在精馏装置开停工和实验室研究等场合。开工时为不稳定过程，为了尽快达到分离要求，采用全回流操作，然后再慢慢减小回流比至规定回流比。最小回流比是指达到指定分离要求的理论板数最多到无穷，是选择最适宜回流比的依据；一般最适宜回流比是最小回流比的1.2〜2倍。

二、计算题

5． 某板框过滤机在恒压下操作，过滤阶段的时间为2h ，已知第lh 过滤得缩，滤布阻力可忽略，（1）第2h 可得多少滤液？（2）过滤2h 后用

滤液，滤饼不可压

清水（黏度与滤液相近），

在同样压力下对滤饼进行横穿洗涤，求洗涤时间；（3）若滤液量不变，仅将过滤压差提高1倍，问过滤时间为多少？（4）若过滤时间不变，仅将过滤压差提高1倍，问滤液量为多少？

【答案】⑴将所以

（2）由过滤基本方程

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代入上式，得.

由题意知代入得

（3）因为又因为（4）

6． 为了减少热损失并保证安全工作，在外径为159mm 的蒸汽管道上包覆保温层。蒸汽管道外壁的温度为300°C 。保温材料为水泥珍珠岩制品，水泥珍珠岩制品的导热系数随温度的变化关系为

要求包覆保温层后外壁的温度不超过50°C ，并要求将每米长度上的热损

【答案】

保温层的平均工作温度为

代入数据可得：

于是

则保温层的厚度为：

7． 拟用一精馏塔分离某二元混合物A 、B ，该塔塔顶设一分凝器和一全凝器，分凝器中的液相作为塔顶回流，其气相作为产品在全凝器中冷凝，已知进料处于泡点状态，进料量为200kmol/h，其中轻组分A 的浓度为0.5（摩尔分数，下同），A 、B 间相对挥发度为2.5，操作回流比为2.0，现要求塔顶产品中A 组分浓度为95%，塔底产品中B 组分浓度为94%，试求：

（1）分凝器的热负荷为多少（kW ）? （2）再沸器的热负荷为多少（kW ）?

（3）塔顶第一块理论塔板的气相组成是什么？

（4）若将塔板数不断增多，降低回流比且保持产品的组成和流率不变，则理论上再沸器的热负荷可降至多少？

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失控制在300W ，则保温层的厚度为多少？

由此得保温层的导热系数

为

（塔顶蒸气的冷凝潜热为21700kJ/kmol；塔釜液体的汽化潜热为21800kJ/kmol）

【答案】（1）依题意知，求分凝器热负荷，实质是求分凝器中的蒸气冷凝量为此需要求出塔顶产品量，进而求出分凝器中的冷凝量。

依全塔物料衡算方程得：

有

解得：

按塔顶回流比R=2，可得分凝器中的冷凝量为

分凝器的热负荷为

（2）同样求再沸器的热负荷，实质是求再沸器中的汽化量。 由于是泡点进料，故提馏段蒸气量与精馏段相同，

即

再沸器的热负荷

（3）求塔顶第一块理论板气相组成，即求

然后再利用操作线方程，即可求得

（4）若使

则回流比R 趋近于最小回流比

因为进料热状态参数q=l，所以q 线与平衡线的交点横坐标为_利用相平衡方程可求得q 线与平衡线交点的纵坐标

所以有

解得

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依题意，分凝器中气相组成应等于塔顶产品组成，即于是可利用相平衡关系求得进入第一块理论板的液相组成

则提馏段上升的蒸气量为