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一、简答题

1． 在萃取过程中，采用普通筛板塔、填料塔一般传质效果不是很好。为了强化液液传质过程，工业上有时会采用脉冲萃取塔（包括脉冲筛板塔和脉冲填料塔），其工作原理是在塔的底部设置脉冲发生器，迫使塔内液体产生附加的脉冲运动。现有一含有少量细小悬浮物的含5%己内酰胺的废水，经有机溶剂萃取处理后放，萃取 相经蒸溶剂塔后塔底回收已内酰胺，塔顶有机溶剂回收后重新用作萃取的溶剂，假定有机溶剂与水不互溶。请你 综合考虑技术、经济等因素，分析上述萃取过程若采用脉冲筛板塔或脉冲填料塔，哪种较为合适？请说明理由； 并讨论脉冲振幅增大对萃取过程的利弊。

【答案】综合考虑技术、经济等因素，应采用脉冲筛板塔。原因在于液体中含有少量悬浮物，而填料塔的填料之间缝隙较小，在液体含有悬浮物的情况下阻力较大，易堵塞，不利于进行后续操作，同时脉冲填料塔在处理含悬 浮物液体时能耗比脉冲筛板塔大。

脉冲振幅增大的优点是有利于液体之间的充分混合，有利于萃取过程的进行，缺点是振幅过大会引起塔内萃 取过程不稳定，同时能耗大大増加。

2． 采用离心泵从地下贮槽中抽送原料液体，原本操作正常的离心泵本身完好，但无法泵送液体，试分析导致故障的可能原因有哪些。

【答案】槽内液面下降；吸入管堵塞；液体温度上升；容器内压强下降；泵入口侧漏气。

3． 有一高温炉，炉内温度高达1000°C 以上，炉内有燃烧气体和被加热物体，试定性分析从炉内向外界大气传热的传热过程。

【答案】炉内以对流和辐射并联联合传热，将热量传给炉的内壁面；在炉壁内通过传导传热，将热量从炉的内壁面传到炉的外壁面，它与炉内对流与辐射传热相串联。炉外通过对流与辐射并联联合传热，将热量从炉的外壁面传到大气中，它与炉壁内的传导传热相串联；所以该传热过程的特点是：传导、对流、辐射三种传热方式同时存在；并联、串联的联合传热同时存在。

二、计算题

4． 用一连续精馏塔分离A 、B 两组分混合物，相对挥发度a=2, 进料量F=100kmol/h, 组成（摩尔分数，下同），饱和蒸气进料，塔顶组成

塔底组成

若A 、B 组分摩尔汽

化潜热相等，忽略热损失，塔顶为全凝器，泡点回流，塔釜间接蒸汽加热，试求:

（1）塔顶易挥发组分A 的回收率&和塔底难挥发组分B 的回收率 （2）最小回流比

（3）塔釜最小汽化量

（4）若塔釜汽化量为最小汽化量的1.5倍，操作回流比R 。 【答案】（1）由全塔物料衡算得

解得:

塔顶易挥发组分A 的回收率为塔底难挥发组分回收率为

（2）饱和蒸气进料q=0, q 线与相平衡线的交点坐标为

则最小回流比为

⑷若

此时，实际回流比为

（3）塔釜的最小汽化量对应于最小回流比时汽化量，则

5． 用离心泵向水洗塔送水，在泵出口阀全开时，管路特性曲线方程为:

式中:V ——管路中的流量，

在

【答案】当

流量下，泵提供的扬程为45m ，为适应泵的特性，将泵出口阀关小以增加管路

时，代入管路特性方程

而泵提供的扬程为45m ，则因关小阀门而损失的压头为:

关小阀门口管路的特性曲线

关小阀门后A 没有变化。

所以有:

即

阻力。试求:因增加阻力而多消耗的功率，并写出关小阀门后管路的特性曲线方程。

6． 用单壳程单管程列管换热器将流量为32500kg/h某溶液由55°C 预热到85°C ，加热饱和蒸汽温度为130°C ，已知操作条件下该溶液的物性为

：

加热蒸汽的汽化潜热

r=2192kJ/kg。其蒸气走壳程，溶液走管程。管程污垢热阻系数

根，管壁热导率

壳程污垢热阻忽略不计。换热管规格为

壳程蒸气表面传热

管子根数为70

试求：（1）消耗蒸气量为多少？（2）管内表面传热系数是多

少？（3）以管子外表面为基准的换热器的总传热系数；（4）换热器单程管的长度；（5）因技术改造提压操作，欲将该溶液由55°C 升至95°C ，若仍采用以上换热器，为保证完成任务，加热蒸汽温度至少应提高到多少？

【答案】⑴

7． [1]在填料层高为6米的塔内用洗油吸收煤气中的苯蒸气。混合气流速为初始苯体积含量为2%，入口洗油中不含苯，量为y=0.13x, 体积传质系数95%，问能否满足要求？

[2]接[1]题，问：

（1）若要求苯的吸收率不低于95%，所需洗油量L 必须增大为多少？

其

。操作条件下相平衡关系为若希望苯的吸收率不低于

近似与液量无关，为