中国石油大学（北京）远程教育学院期末考试《化工原理二》学习中心：姓名：学号：一、填空题（36分，每空2分）在1atm,0C条件下，CQ在空气中的扩散系数为1.38x10-5m2/s。若保持压力条件不变，温度增加到25C，则扩散系数变为1.77x10-9m2/s;若保持温度为0C,压力增大到2atm，则扩散系数变为0.84x10-9m2/s。30C下CQ水溶液的亨利系数E=1.885x105kPa,该温度下CO分压为15kPa的混合气与含CQ0.002kmol/m3的水溶液接触，CQ的传质方向为吸收。利用精馏塔分离二元理想混合物，进料量为100kmol/h，进料摩尔分数为0.6，要求塔顶轻组分的摩尔分数不小于0.9，则塔顶产品量的最大值为63.2kmol/h。用纯溶剂吸收某二元混合气中的溶质。在操作范围内，体系的相平衡关系满足亨利定律，气液两相逆流操作。当入塔气体的浓度yb下降时，而其它入塔条件不变，则气体的出塔浓度ya上升，溶质的吸收率:A提高，吸收液的出塔浓度xb降低。当精馏塔进料为汽液混合物且汽液比为3:2时，进料热状况参数为0.6。某连续精馏塔中，若精馏段操作线方程的截距为零，则精馏段操作线的斜率等于_1，回流比等于0。精馏过程
设计
领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计
时，降低操作压力，则相对挥发度增加，塔顶温度降低，塔底温度降低。湿度为H）、相对湿度为6干球温度为tc的湿空气，经过一个间接蒸汽加热的预热器后，空气的湿度为H、相对湿度为幽、干球温度为t1,则H）—H,%=5,t。>t1。9.在恒定干燥条件下，已知：X-10%Xc=30%结合水为15%（均为干基）。今有湿料100kg,含水40%湿基）与热空气长时间充分接触至平衡，则干燥过程除去非结合水44其示▲kg,降速阶段除去结合水12kg。二、简答题（10分）负荷性能图是重要的塔板分析技术,意图如下。简单说明各线的意义；答：(1)检验设计点是否理想；(2)用于实际操作，作为实际操作的依据。如操作点为▲，试分析其操作状态，并给出合理的建议。答：操作点位于操作区的适中位置，可以获得稳定良好的操作效果三、计算题(54分)(20分)用板式精馏塔在常压下分离苯—甲苯溶液，塔顶为全凝器，塔底间接蒸汽加热，平均相对挥发度为2.47。进料量为150kmol/h，组成为0.4(摩尔分率)的饱和蒸汽。回流比为4。塔顶馏出液中苯的回收率为0.97，塔底残液中甲苯的回收率为0.95。求：塔顶馏出液及塔底残液的组成；精馏段及提馏段操作线方程；回流比与最小回流比的比值；塔顶第二块板上升的汽相组成。解：(1)DXXd=0.97XFXXFWK(1-XW=FX(1-XF)X0.95D+W=F=150DXXD+WXXW=FXXF=150X0.4=60W=87.3kmol/hD=62.7kmol/hXD=92.8%XW=2.06%(2)精馏段操作方程Y(n+1)=XnXR/(R+1)+Xn/(R+1)=0.8Xn+0.1856提馏段操作线方程为y(n+1)=LXXn/V-Xw/Vq=0,V=(R+1)D-F,L=DR-0.011y(n+1)=XnXRXD/[(R+1)D-F]-WXXW/[(R+1)D-F]=1.534Xn(3)Tq=O,yc=xF=0.4,y=aXx/[1+(a-1)x]/•xc=0.02125Fmin=(Xn-yc)/(yc-Xc)=(0.928-0.4)/(0.4-0.2125)=2.816R/Rmin=4/2.816=1.42(爭EajrfKyi-yj)(yi*-yi)=0-6Xxi[l+(a-l)xJ全回流时y2=xl,y1=xD=0.98T-yr=2.47(1+1.47yi)•••Emvl=(0.98-y2)/[(2.47y2/(1+1.47y2)-y2=0.6y2=96.93%(mol%)y2=78X0.9693/[78X0.9693+(1-0.9693)]=96.4%(质量%)(18分)某填料吸收塔中用纯溶剂逆流吸收某二元混合气中的组分A,已知填料层高4m入塔气体的浓度为0.02(摩尔分率，下同)，溶剂对A组分的吸收率为80%出塔液相的组成为0.008，操作条件下的气液相平衡关系为y^1.5x。求：气相总传质单元数；操作液气比为最小液气比的多少倍；若气、液相的量和进口组成保持不变，将该塔串联一个同样的塔，那么气相出口浓度是多少？如果该混合气经吸收后，出塔浓度仍然达不到环保要求，请问可以采取哪些措施提高溶剂对A组分的回收率?解：⑴用=0.02Ya=h{l・e)=0.02(1-0.8)=0.004n=1.5Ab=l.5x0.008=0.012W=0△Kn=(0.02-0.012)-0.004nnncolnlb-mAi)(n0.02-0.012'匕・血匕0.004Nog=0.02-0.004==0.0058=H8==伙y=°=1.44??//Ns2.77JL\__002-0004l歹丿站=色二=0.0133L爪E0.02-0.0040.008X.2=167(3)匕=0.002L0.02-0.004F=XS-AS=xs-x’b=0.009Yb=0.009x1.5=0.0135(0.02-0.0135)-0.002,n0.02-0.0135~0.002-0.00382Nog=0.02-0.002才“_0.00382~'Hog==1.44m不变h=HoiVdG=4.71x1・44=6.78m(4)h=HogNog=8myb=0.02必=0L-爪并_0.02F=Xrb-Ai=XrbZf(»=1.44m不变0.02-y^亠8=(0.02-1.5Xt)-n=而ln0.02-1.5X%Y\由以上可得：Xrb=0.009285.5671=0.0016(16分)以空气为干燥介质干燥某种湿物料，原空气的体积流量为1800m3/h，温度为30C，湿度为0.012kg/kg。空气先经间壁式加热器预热至100C后再进入干燥器；湿物料处理量为400kg/h,要求从含水率10%干燥至0.5%(均为湿基)，若干燥过程可视为等焓过程，试确定：水分汽化量；空气离开干燥器时的温度和湿度；加热器对空气提供的热量。解：(1)G1=400kg/h,GC=4O0X0.90=360kg/hX1=10/90=0.111,X2=0.005/0.995=0.00502•••W=GC(X1-X2)=38.2kg/h(2)已知新鲜空气的流量为1800m3/h,则根据新鲜空气的质量体积VH可得绝干气的消耗量。VH=(1/29+H/18)X22.4X(273+t)/273X1.013X105/P=0.86m3/kgL=1800/0.83=2169kg/hL(H2-H1)=WH2=0.030kg水/kg绝干气11=(1.01+1.88H1)t1+2490H1=133.2kJ/kg12=11t2=54.9C(3)由于10=(1.01+1.88H0)t0+2490H0=60.9kJ/kg所以加热器提供的热量为：Q=L(11-10)=1.57X105kJ/kg
浙公网安备 33021202002483