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一、简答题

1． 什么是膜分离过程，膜分离过程的特点是什么？

【答案】膜分离过程是利用流体混合物中组分在特定的半透膜中的迁移速度不同，经半透膜的渗透作用，改变混合物的组成，使混合物中的组分分离。膜分离过程的特点是:

（1）两个产品（指截留物和透过物）通常是互溶的； （2）分离剂是半透膜；

（3）往往难以实现组分间的清晰分离。

2． 简述工业吸收操作大多是选用化学吸收的原因，即化学吸收的优点。

【答案】（1）化学反应提高了吸收的选择性； （2）加快吸收速度，从而减小设备容积；

（3）反应増加了溶质在液相的溶解度，减少吸收剂用量；

（4）反应降低了溶质在气相中的平衡分压，可较彻底地除去气相中很少量的有害气体。

3． 试述传热和传质的区别和联系。

【答案】传热又称热传递，由于温度差引起的热量的转移；传质:物质内溶质存在浓度差而促使溶质向低浓度段转移的过程。两种方式一般是同时存在于某一体系内。

4． 什么是填料塔的传质单兀尚度和等板尚度HETP?

【答案】传质单元高度

填料吸收塔每个传质单元对应的填料层高度。等板高度（HETP ）:

填料精馏塔一块理论板所对应的填料层高度。

二、计算题

5． 在一降尘室中分离空气中的尘粒，已知降尘室的长、宽、高分别为6m 、2.5m 和3m ，空气处理量为度

，温度为30°C ，尘粉的密度为，求降尘室去除尘粉的临界直径。

【答案】令A 为降尘室的底面积，则

所以：

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，空气的密度为，空气的粘

假设此时颗粒沉降处于层流区，则:

假设成立，所求的直径即为要求直径。

6． 某双组分混合物含有溶质A 为25%，拟采用单级萃取，在操作温度下所得的溶解度曲线如图1所示，，加入溶剂S 后所得萃取液中A 的含量试求:

（1）此萃取过程的溶剂比假定分配系数

仍为1.0, 此时的

选择性系数6及萃余液中A 的含量和

为多少。

此操作范围内溶质A 的分配系数心=1.0。

（2）若降低萃取温度，所得溶解度曲线如图2所示。若要求萃余液中A 的含量与（1）相同，

图

1

图2

【答案】（1）根据已知条件，在相图上确定表征原料组成的点F 和萃取液组成的点单级萃取，两相处于平衡状态，敬

连钱

与溶解度曲线的交点E 为萃取相。又因为

通过E 点作水平线与溶解度曲线交于R ，即为萃余相。

的交点为和点M ，从图可读得M 点在横坐标上的读数为0.51。

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对于

根据杠杆定律可得

已知

，作直线

与坐标轴的交点，可得

，选择性系数为

（2）若降低萃取温度，可得溶解度曲线如图11-2所示。因接S 与即为萃取相，与律

将连线

与纵轴相交可得萃取液

读数

，则选择性系数为

7． 用填料吸收塔处理低浓度气体混合物，现因生产要求希望气体处理量增大但吸收率不下降，有人说只要按比例增大吸收剂的流量（即L/G不变）就能达到目的，这是否正确？

G 的增加比率相同，【答案】由于L 、因此减少，又S 不变，故

的增加比率不及G 的増加比率，从而下降，导致

上升（因为

增加

，

，吸、m 不变）

与（1）同为0.16, 在相图上连

与溶解度曲线交点为萃余相R ，因仍为1.0，由R 作水平线与溶解度曲线交于E 交于M 即为和点，从图2可得M 点在横坐标上的读数为0.48。根据杠杆定

收率下降。因此按比例增大L 达不到要求。若要维持吸收率不下降，L 的增大比率要超过G 的增加比率，即L/G增大。

8． 一定流量的空气用列管式换热器从20°C 加热到80°C ，空气在管内呈湍流流动，管外为饱和蒸汽冷凝加热。现因生产需要，空气流量增加20%，并要求空气的进出口温度保持不变。现拟采用提高加热蒸汽的温度，从而提高平均传热温差的办法来解决这一问题。

试求：换热器平均温差应提高的百分数。（不考虑管壁及可能的污垢热阻） 【答案】由题意，不考虑管壁及可能的污垢热阻，

当空气流量増加20%时，流速

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