2017年华北理工大学024化工原理考研复试核心题库
● 摘要
一、简答题
1． 欲提高填料吸收塔的回收率，应从哪些方面着手？
【答案】（1）降低操作温度或增大压力，可使吸收速率提高，使回收率提高；（2）在保证不发生“液泛”的前提下，适当増大气速；（3）适当增大吸收剂的用量（增大喷淋密度），可使回收率提高（但会导致操作费增大，溶液浓度x 下降）；（4）喷淋液体应均匀，并保证填料被充分润湿；（5）可适当增加填料层高度。
2． 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。
3． 按照热能供给湿物料的方式，干燥可分为几类？并分别说明各自的特点。
【答案】按加热方式不同，干燥可分为对流干燥、传导干燥和辐射干燥等几类。
（1）对流干燥是将干燥介质（气体）加热后，由干燥介质以对流传热的方式将热量传递给湿物料，传热速率快；
（2）传导干燥，是由干燥设备的壁面将热量传递给湿物料，汽化的水分再由气体带走； （3）辐射干燥主要使用红外线热源加热物料，由于物料表面干燥后红外线穿透干固体层深入物料内部较困难，因此，主要用于薄层物料的干燥。
4． 溶质渗透理论中的含义是什么？已知D , 如何表达？
【答案】溶质渗透理论中是溶质渗透时间，即每隔时间，液体发生一次完全的混合。己知D ,
二、计算题
5． 在一单程列管换热器内，壳程浸入100°C 的饱和水蒸气，将管内湍流流动的空气从10°C 加热至60°C ，且饱和水蒸汽冷凝成同温度的水。若空气流量及空气进口温度不变，饱和蒸汽和冷凝水温度也不变，仅将原换热器改为双管程；问：此时空气的出口温度为多少？饱和蒸汽流量变化如何？（计算中忽略壁阻、垢阻及设备的热损失）
【答案】由题意，
当改为双管程时，湍流流动时，
故整理得
将单程列管式换热器转化成多管程时，要注意对传热系数的影响。
解得又因为：
即饱和蒸汽流量变为原来的1.36倍。
6． 有两股苯和甲苯混合液，摩尔流量之比为1:3, 浓度各为0.5和0.2（均为苯的摩尔分数），拟用同一精馏塔进行分离，要求塔顶产品浓度为0.9, 釜液浓度不高于0.05。两股料液皆预热至泡点加入塔内。在操作条件下物系的平衡关系如图所示，cx=2.47, 回流比取2.5, 试求按以下两种方式操作所需要的理论板数:
（1）两股物料各在适当的位置分别加入塔内； （2）两股物料混合进料。
图
【答案】根据已知条件，由物料衡算关系
求得馏出液D 与第一股物料
的比值为
（1）塔被两股进料分成三段，操作线也有三段，第一段即精馏段操作线为
第二段（两股进料间）操作线由物料衡算得
第三段提馏段操作线为
根据式①、式②和式③在图上作出三段操作线。连接点a （0.9, 0.9）和点b （0, 0.257）得第一段操作线ab ; 作线cd ; 作进料线
交第二段操作线cd 于点e ，连点e 与点f （0.05, 0.05）得第三段操作线ef 。从点a
出发利用平衡线与操作线自上而下作梯级，并在跨过两操作线交点时换用操作线，求得所需理论板为10块（不包括釜）。第一股物料的加料板为第4块，第二股为第7块。
（2）当两股物料混合入塔时，料液组成为
的进料线，即垂线交ab 线于点c 与点d （0, 0.122）即得第二段操作