2018年华东理工大学化学与分子工程学院801化工原理考研仿真模拟五套题
● 摘要
一、简答题
1． 吸收的基本依据是什么？吸收的主要操作费用花在哪里？
【答案】吸收的基本依据是：气体混合物中各组分在溶剂中溶解度的差异。吸收的主要操作费用为：
（1）气、液两相流经吸收设备的能耗；
（2）溶剂损失；
（3）溶剂再生费（解吸操作费）。
2． 恒速干燥段的湿物料表面温度是什么温度？为什么？
【答案】恒速干燥段的湿物料表面温度等于干燥介质的湿球温度。恒速干燥段是表面汽化控制段，在此阶段，对流传热系数和传质系数不变，水分恒定速率汽化，汽化的是非结合水，水分由物料内部向表面输送的速度足以保证物料表面充分润湿。
3． 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。
二、计算题
4． 有一立式单程列管换热器，装有钢管19根，管长为2.5m , 欲将流量为
，液体苯的对1260kg/h、温度为80°C 的苯蒸气在壳程冷凝并冷却至60°C ; 冷却水由下而上通过管程，其进、出口温度分别为20°C 和28°C 。已知苯蒸气的冷凝对流传热系数为
流传热系数为，苯的冷凝潜热为400kJ/kg，
液体苯的比热容为
，若不计换热器的热损失及污垢热阻，试求：（1）冷却水的用量；（2）该换
热器能否满足苯冷凝、冷却的要求；（3）若要求液体苯的出口温度为80°C ，有人认为水量减为原流量的70%即可，试计算说明其正确与否（设水的入口温度不变，水的物性也不变）。定性温度下水的物性：
【答案】⑴
（2）如图所示，分两段计算，设两段相连处水的温度为
图
求管程水的对流传热系数
应用管内强制湍流经验式，得
第一段内：
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第二段内：
所以该换热器能满足要求。
（3）水量减为原流量的70%, 则水出口温度为
则
因为水量减为原流量的70%, 则管内对流传热系数为
又因为
所以该说明正确。
5． 采用吸收塔用洗油吸收煤气中的苯蒸气，吸收塔排出的吸收液用过热蒸汽解吸（见图）。已知入塔煤气中含苯2%（摩尔分数），在液气比为0.16、洗油入口苯含量为0.5%时，测得净化后煤气中苯的残余含量为0.1%。吸收塔操作的气液平衡关系式为
0.365，平衡关系式为解吸塔的气液比为解吸后洗油中苯的含量要求降为0.5%，吸收塔为气相阻力控制， 解吸塔为液相阻力控制。现欲使吸收塔净化后煤气中的苯含量下降为0.05%，试求：
（1）保持洗油入口苯含量不变，增大吸收塔液气比能否达到要求？
（2）若保持洗油流量不变而降低洗油入口苯含量，达到要求时解吸塔的蒸汽消耗量需増加多少倍？