2017年哈尔滨工业大学化工原理考研复试核心题库
● 摘要
一、简答题
1． 简述填料塔等板高度HETP 的概念。
【答案】HETP 表示分离能力和一块理论板相当的填料层高度。
2． 简述简单蒸馏与精馏的区别？请论述精馏操作的基本原理。
【答案】（1）简单蒸馏又称微分蒸馏，也是一种单级蒸馏操作，常以简歇的方式进行。简单蒸馏多用于混合液的 初步分离，是非稳态过程，只能得到一种产品，产品无需回流，产量小，是一次部分气化与部分冷凝。
精馏是多次简单蒸馏的组合，可以是连续稳定过程，也可以间歇过程，多次部分气化与部分冷凝。
（2）精馏的原理：精馏是在一个设备内同时进行多次部分汽化和部分冷凝以分离液体混合物中的组分。操 作时，将由精馏塔顶凝缩而得的液体的一部分，由塔顶回流入塔内，使与从蒸馏釜连续上升的蒸汽密切接触。可得到与重复简单蒸馏若干次相当的效果，从而提高各组分的分离程度。
3． 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。
4． 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。
二、计算题
5． 为测量直径由计，
指示液为
的突然扩大的局部阻力系数，在扩大两侧装一U 形压差当水的流量为
时，压差计读数R 为165mm ,
如图所示。忽略两测压口间的直管阻力，试求局部阻力系数。
图
【答案】在两测压口截面间列能量衡算式
取等压面a-b ，则
理论值相对误差
6． 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
于是得提馏段操作线方程为:
由相平衡方程得
代入提馏段操作线方程得
再由相平衡方程得
全塔共两层理论板且塔底直接蒸汽加热，因此
解得
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