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一、简答题

1． 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。

2． —包有石棉泥保温层的蒸汽管道，当石棉泥受潮后，其保温效果将如何变化？主要原因是什么？

【答案】保温效果将变差，因为水的导热系数比空气的导热系数大。

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水量，结合水与非结合水的总合为物料的总含水量。

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，此过程为恒定干燥阶段；然后温度会由50°C不断升高（进入降速阶段）；完全干燥时，达到平衡含水量，泥坯的温度达到热空气流的温度80°C。

5． 简述在化工生产中对液体进行搅拌的目的。

【答案】（1）加快互溶液体的混合；（2）使一种液体以液滴形式均匀分散于另一种不互溶的液体中；（3）使气体以气泡的形式分散于液体中；（4）使固体颗粒在液体中悬浮；（5）加强冷、热液体之间的混合以及强化液体与器壁的传热。

6． 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。

7． 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。

8． 什么叫全回流？全回流操作一般用在哪些场合？

【答案】精馏塔不进料也不出料，塔顶冷凝液全部回流，即全回流操作。全回流时，回流比为无穷大，达到指定分离要求的理论板数最少。开车时为不稳定过程，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至规定回流比。停车时先过渡到全回流操作再停车，科研实验中采用全回流操作测定板效率。

二、计算题

9． 分离苯-甲苯的精馏塔有10块塔板，总板效率为0.6, 泡点液相进料，进料量为100kmol/h，其浓度, 要求塔顶产品浓度为0.85, 塔釜浓度为0.1（均为苯的摩尔分数）。相对挥发度为

（1）该塔的操作回流比R 为多少？有几种解法？试对这几种解法进行比较。

（2）用该塔将塔顶产品浓度提高到0.99是否可取？若将塔顶产品浓度提高到0.88, 可采取何

2.46。试讨论下述几种情况:

种措施？对其中较好的一种方案进行定性和定量的分析。

（3）当塔顶产品浓度为0.85时，最小回流比为多少？若塔顶冷凝水供应不足，回流比只能为最小回流比的0.9, 该塔还能操作吗？

（4）若因回流管堵塞或回流泵损坏，使回流比为0, 此时塔顶、塔釜的组成及流量分别为多少？（设塔板效率不下降）

【答案】（1）求操作回流比

方法一:用芬斯克方法和吉利兰关联图求取

由吉利兰关联图查得:

对苯-甲苯溶液，a=246, 气液平衡方程为

泡点进料，q=l。联立求解x=0.175与气液平衡方程，可得q

线与平衡线的交点坐标

于是最小回流比为:

求得R=5.7

方法二:图解试差法求回流比。

方法二:逐板试差法

设R=5.7, 精馏段操作线

提馏段操作线

由物料衡算得

所以操作线方程为

逐板试差，___计算结果如下:

表