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
则
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。
因
,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
据
查得充气系数
据已知堰高
故
单板压降
(3)液沫夹带量。 据亨特经验式
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