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2018年江苏大学化学化工学院828化工基础考研核心题库

  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. 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。

3. 何谓再结晶现象?

【答案】由于表面能的原因,小晶体溶解与大晶体成长会同时发生,这一现象称为再结晶现象。

二、应用题

4. 一正在运行中的精馏塔,因进料预热器内加热蒸汽压力降低致使进料q 值增大。若F 、、:R 、D 不变,则

【答案】(1)

将如何变化? 分析

因为q 増大、F 不变,所以

W=F-D,因为F 不变、D 不变,所以W 不变。 (2)

分析

因为R 不变,所以IVV 不变。

因为

(3)因为

因为F 、D 、W 不变,所以结果:说明:

增大、

减小。

不变,所以加料板上升蒸汽的浓度增加,而

减小。

増大,又从物料衡算知

增大。

分析

减小、

不变,所以提馏段分离能力增大,

结合

不变,

可得

减小。

增大、W 不变,所以

减小。

增大、

增大。

L=RDV=(R+l)D ,因为D 、R 不变,所以L 、V 不变。

也可如下分析,因为q 增大、

精馏段分离能力不变,所以

5. 拟在常压下设计一筛板塔分离甲醇-水混合液。原料中甲醇浓度为40%(摩尔分数,下同),塔顶得到几乎纯的甲醇产品,塔底几乎为纯水。要求年产甲醇4万吨,一年生产300天,每天生产24h 。初步设计结果为:回流比3.5, 单流型塔板,板间距500mm ,弓形降液管,平直堰,堰高50mm ,堰长与塔径之比为0.75, 筛板厚度3mm , 筛孔按正三角形排列,孔径6mm ,孔间距18mm 。试计算:

(1)泛点率与塔径; (2)塔板压降; (3)液沫夹带量; (4)降液管内泡沫层高度。

【答案】塔顶产品几乎为纯甲醇,故塔顶温度等于常压下甲醇的沸点,塔顶馏出液的物性按纯甲醇计。

查得甲醇的相对分子质量为32.04g/mol,常压沸点为64.7°C, 则64.7°C、101.325kPa 下气相甲醇的密度为

查有机液体相对密度共线图知64.7°C下甲醇的密度为753kg/m3。查有机液体的表面张力共线图知64.7°C下甲醇的表面张力为18.3mN/m。

塔顶气液两相的体积流量为

(1)泛点率与塔径。 由筛板塔泛点关联图中横坐标

根据板间距

查图得

则液泛气速为

泛点率取80%, 以气体流通面积为基准的净速度

气体流通面积

已知

圆整塔径,取D=2.2m, 则

气体流通面积

泛点百分率

(2)塔板压降。 ①干板压降。

筛孔按正三角形排列,开孔率为

孔速

据和

查得孔流系数

故干板压降为

②堰上液层高度。

,查得液流收缩系数E=1.017, 则堰上液层高度为

③液层阻力。

动能因子

查得充气系数

据已知堰高

单板压降

(3)液沫夹带量。 据亨特经验式