2018年成都理工大学材料与化学化工学院839化工原理考研强化五套模拟题
● 摘要
一、简答题
1． 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。
2． 吸附分离常用的吸附剂有哪些？
【答案】（1）活性炭； （2）硅胶； （3）活性氧化铝；
（4）各种活性土（如漂白土、酸性白土）； （5）合成沸石和天然沸石分子筛； （6）吸附树脂。
3． 简述:萃取过程中选择溶剂的基本要求有哪些？
【答案】萃取剂的选择性好，萃取剂与稀释剂的互溶度越小越好，萃取剂与稀释剂有较大的密度差，使萃取相和萃余相容易分离，萃取剂容易回收，化学性质稳定，无腐蚀、不易燃、毒性小及价廉易得。
4． 搅拌器应具有哪两种功能？强化搅拌的工程措施有哪些？
【答案】搅拌器的两个功能:（1）总体流动；（2）强剪切或高度揣动。改善搅拌效果的工程措施:（1）提高转速；（2）加挡板，消除打漩，增加阻力；（3）偏心安装搅拌器；（4）装导流筒。
5． 何谓蒸发设备的生产强度？
【答案】蒸发设备的生产强度是指单位时间内在单位传热面积上蒸发的水量，是衡量蒸发器性能的一个重要指标。
6． 简述化工生产中进行蒸发操作的目的。
【答案】（1）获得浓缩的溶液直接作为化工产品或半成品；
（2）脱除溶剂，将溶液增浓至饱和状态，随后加以冷却，析出固体产物，即采用蒸发、结晶的联合操作以获得固体溶质；
（3）脱除杂质。
二、计算题
7． 有两台完全相同的单管程列管式换热器，壳程水蒸气冷凝加热管程内的空气。若加热蒸汽压力不变，空气进、出口温度中由于流动阻力引起的总压降比
也维持不变，问：（1）将两台换热器串联操作及并联操作（图），
计算两方案计算。
为多大？（不计进、出口损失及连接管线阻力引起的压降）
问哪种方案生产能力大？相差多少倍？（2）由上题计算出的生产能力之比为
注：上述两方案中，空气在管内均按湍流计；直管摩擦系数可近似按
图
【答案】（1）以下标“1”表示串联，下标“2”表示并联，空气的质量流量
在所以
公式中，两种情况下
（式中
分别表示串联与并联时
分别表示串联与并联时，管内空气侧的值）
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所以所以代
入
式
①
所以，从提高生产能力看，串联优于并联。 （2）
得
得
因为所以
所以
从问题（1）中可知：所以
结论：尽管从传热的角度看，串联有利于提高生产能力，但输送消耗的能量太大，所以在生产上若要提高生产能力，常采用并联方案。 8 某逆流操作的吸收塔，用纯溶剂等温吸收某混合气体中的A 组分。混合气的处理量为60km/h，．
进塔混合气中A 组分的含量为0.05（摩尔分率），回收率为80%，相平衡关系为y=2x。填料塔的塔径为
0.8米
，气相体积总传质系数为最小液气比的1.25倍，试求：
（1）填料塔的有效高度H 为多少？
（2）若采用20%的吸收剂再循环，新鲜吸收剂的用量和其它入塔条件不变，则回收率为多少？ 【答案】（1）传质单元高度
最小液气比为
该过程为气相阻力控制。
设计液气比为