1、目录第一部分名校考研真题第8章气体吸收第9章液体精馏第10章气液传质设备第11章液液萃取第12章其他传质分离方法第13章热、质同时传递的过程第14章固体干燥第二部分课后习题第8章气体吸收第9章液体精馏第10章气液传质设备第11章液液萃取第12章其他传质分离方法第13章热、质同时传递的过程第14章固体干燥第三部分章节题库第8章气体吸收第9章液体精馏第10章气液传质设备第11章液液萃取第12章其他传质分离方法第13章热、质同时传递过程第14章固体干燥第四部分模拟试题陈敏恒化工原理（第4版）配套模拟试题及详解第一部分名校考研真题说明：本部分从指定陈敏恒主编的化工原理（第4版）为考研参考书目的名校历年
2、考研真题中挑选最具代表性的部分，并对其进行了详细的解答。所选考研真题既注重对基础知识的掌握，让学员具有扎实的专业基础；又对一些重难点部分进行详细阐释，以使学员不遗漏任何一个重要知识点。为方便题库上线和读者阅读，本书题库分上（17章）、下（814章）两册。第8章气体吸收一、选择题1在吸收塔某处，气相浓度y0.005，液相浓度x0.015（均为摩尔分数），两侧体积传质分系数，在该操作温度下气、液平衡关系。这时气体界面上气相浓度 应等于（）。华南理工大学2012年研A0.002B0.0015C0.0057D0.009C【答案】。在相界面处气液达到平衡，则，所以，【解析】。2亨利定律适用于溶液中可溶解
3、组分的（）范围，拉乌尔定律适用于理想溶液中每一种组分的（）范围。华南理工大学2011年研A高浓度B中等浓度C低浓度D全浓度C；C【答案】亨利定律和拉乌尔定律都是针对稀溶液即低浓度溶液而言的。【解析】3某吸收任务的操作液气比、吸收剂进口温度、气体进出口浓度、吸收剂入塔浓度、操作压力均已确定，假定吸收为低浓度混合气体吸收，若设计时选用性能更优良的填料，则（）。浙江大学2011年研A所需传质单元数不变，填料层高度降低B所需传质单元数不变，填料层高度不变C所需传质单元数减少，填料层高度降低D所需传质单元数减少，填料层高度不变A【答案】传质单元数只与物质的相平衡及进出口浓度条件有关，这些条件固定，则传质
4、单元数不变，选用性能优良的填料，传质单元高度减小，又传质单元数不变，则填料层高度减小。【解析】二、填空题1在填料塔中用清水吸收混合气中氨，当水泵发生故障上水量减少时，气相总传质单元数将_。华南理工大学2012年研增加【答案】SmV/L，当L减小，则S增大，NOG增大。参数S反映吸收推动力的大小，S增大，吸收推动力变小，NOG必然增大。【解析】2吸收操作能够进行的条件是Y_Y*，脱吸操作能够进行的条件是Y_Y*。武汉理工大学2010年研大于；小于【答案】当气相中溶质的实际分压高于与液相成平衡的溶质分压时，溶质便由气相向液相转移，即发生吸收过程；当气相中溶质的实际分压低于与液相成平衡的溶质分压时，
5、溶质便由液相向气相转移，即发生脱吸（解吸）。【解析】3气体吸收计算中，传质单元高度是表示_的一个参量，而传质单元数是表示_的参量。重庆大学2010年研传质设备性能好坏（设备效率）；材料分离难易程度（吸收难易程度）【答案】传质单元高度反映传质阻力的大小、填料性能的优劣及润湿情况的好坏。传质单元数反映的是吸收过程的难易程度。【解析】三、计算题1在20和760mmHg，用清水逆流吸收空气混合气中的氨，混合气中氨的分压为10mmHg，经吸收后氨的分压下降到0.051mmHg，混合气体的处理量为1020kg/h，其平均分子量为28.8，操作条件下的平衡关系为y=0.8x。若吸收剂用量是最小用量的5倍，求
6、吸收剂的用量和气相总传质单元数。（用吸收因数法计算的传质单元数公式：）中山大学2010年研解：（1）因为吸收剂为清水，则吸收前后氨的含量为：，最小液气比为：液气比为：又已知相对分子质量为，气体处理量为，所以可知惰性气体的摩尔流率为，则吸收剂用量为。（2）气相总传质单元数2在逆流操作的吸收塔内，用清水吸收氨-空气混合气中的氨，混合气进塔时氨的浓度y10.01（摩尔分率），吸收率90%，操作压力为100kPa，溶液为稀溶液，系统平衡关系服从拉乌尔定律，操作温度下，氨在水溶液中的饱和蒸汽压力为90kPa。试求：（1）溶液最大出口浓度；（2）最小液气比；（3）当吸收剂用量为最小用量的2倍时，传质单元数
7、为多少？（4）传质单元高度为0.5m时，填料层高为多少米？中南大学2012年研解：（1）系统服从拉乌尔定律，所以m0.9即溶液的最大出口浓度为0.0111。（2）当吸收剂用量为最小用量的2倍时（3）SmV/L0.9/1.620.5563.62（4）ZHOGNOG0.53.621.81m3在填料塔中用纯吸收剂逆流吸收某气体混合物中的可溶组分A。已知气体混合物中A的初始组成为0.06（摩尔分率，下同）。通过吸收后气体的出口组成为0.005，吸收后溶液的组成为0.095，操作条件下气液平衡关系为y0.6x，液相和气相分传质系数与液相流量和气相流量的关系为KyaG0.7、KxaL0.7，且此吸收过程为
8、气模控制，HOG1m，试求：（1）填料层高度及填料层高度一半时的塔截面上的气相组成；（2）当液相流量增加时，保持气相流量和气液进口组成不变，则溶质A被吸收的量如何变化？请说明理由。浙江大学2011年研解：已知：Y10.06，Y20.005，X10.095，X20，m0.6，HOG1m，气膜控制。（1）代入数据得，SmG/L1.0368.5则填料层高度hNOGHOG8.518.5m当填料层高度一半时，NOG14.25，S不变，Y2不变，代入上式得：Y10.0536（2）溶质A被吸收的量增大,理由如下：吸收过程是气膜控制，故L增大，G不变时，Kya不变，不变，又h不变，则NOG不变，SmG/L变小
9、，由得出Y1/Y2增大，又y1不变，则y2减小。于是溶质A被吸收的量G（y1y2）增大。4因环保需要净化某气体混合物中的可溶组分A，已知气体混合物中溶质A的初始组成为0.045，现在填料塔中采用纯溶剂对其进行逆流吸收，气体出口组成为0.018，溶液出口组成为0.088（以上组成均为摩尔分率），操作条件下的气液平衡关系为y0.5x，已知此吸收过程为气膜控制，求：（1）气相总传质单元数NOG；（2）当液体流量增加一倍时，在气量和气液进口组成不变的情况下，气体出口组成变为多少？南京理工大学2010年研解：（1）由题意可知液气比脱吸因数更多各类考试资料 v：344647 公众号：顺通考试资料 传质单元
10、数（2）L增大一倍，因吸收过程为气膜控制。所以Kya不变，HOG不变，所以NOG也不变。而5在一填料塔中用清水逆流吸收混合气体中的丙酮。原工况下，进塔气体中含丙酮1.5（摩尔分数，下同），操作液气比为最小液气比的1.5倍，丙酮回收率为99，现将气体入塔浓度降为1.0，进塔气量提高20，吸收剂用量、温度等操作条件均不变。已知操作条件下平衡关系满足亨利定律，气相总体积传质系数Kya与气体体积流量V的0.8次方成正比。试求：（1）新工况下丙酮回收率；（2）若仍然将回收率维持在99，则新工况下所需填料层高度为原工况的多少倍？华南理工大学2012年研解：已知x20，y10.015，0.99，y10.01
11、，V1.2V，。（1） Y2Y1（1）0.00015，V1.2V，所以 所以 0.825即新工况下丙酮的回收率为82.5%。（2） SmV/L10.74S1.2S0.8081 15.61又 所以 所以 第9章液体精馏一、选择题1全回流时精馏段操作线的斜率等于（）。重庆大学2010年研A0B1CD任意值B【答案】全回流是回流比为，因此精馏段操作线方程斜率R/（R1）等于1。【解析】2精馏塔塔顶蒸汽采用分凝器冷凝时，塔顶蒸汽的组成（ ）回流液体的组成，（）塔顶产品的组成。华南理工大学2011年研A等于B大于C小于D不定B；C【答案】分凝器也相当于一层理论板，采用分凝器冷凝时，相当于理论塔板数增大了
12、。【解析】3在精馏塔设计中，放置2个进料口的好处是（ ）。浙江大学2011年研A精馏塔能耗减小B可适当调节进料流量C可适当调节进料最佳位置D可适当调节进料温度C【答案】放置两个进料口的目的是在不同塔板位置上设置不同的进料口，进而分离不同浓度的原料液。【解析】二、填空题1液液精馏操作过程中进料状态参数q的定义是：_，其物理意义是：_，在五种不同进料状态下的q值为：（1）冷液进料_；（2）泡点液体进料_；（3）气液混合物进料_；（4）饱和蒸汽进料_；（5）过热蒸汽进料_。中山大学2010年研参数 的定义：q=(LL)/F。【答案】物理意义：每进料，提馏段比精馏段液相增加的摩尔数。（1）q1（2）q
13、=1（3）0q1（4）q=0（5）q0从热量角度，q值表示将1mol进料变为饱和蒸汽所需的热量与原料液的千摩尔气化热的比值。【解析】2对于给定的连续精馏塔，当进料和产品取出率不变时，增加回流比意味着流体在塔内的循环量_，产品的浓度_。华南理工大学2011年研增加 增高【答案】当回流比增大时，塔板数也随之增大，流体在塔内的循环次数增加，因而产品更纯。【解析】3以下两种蒸馏方式，当在原料液组成一定且得到的液相分率也相同时，则平衡蒸馏的塔顶产品组成比简单蒸馏的组成_，其原因为_。浙江大学2011年研【答案】小，因为简单蒸馏的气相组成多是与开始阶段较高的液相组成成平衡的，而平衡蒸馏的气相组成只能与最终
14、较低的液相组成平衡。若气化率相同，简单蒸馏较平衡蒸馏可获得更好的分离效果。若要求两种蒸馏保持相同的分离程度，则简单蒸馏的气化率较平衡蒸馏时的大。【解析】4恒沸精馏操作中加入挟带剂的作用是_。华南理工大学2012年研以提高各组分间相对挥发度的差别，使其得以分离。【答案】对于挥发度相近的物系，夹带剂与原有组分所形成的恒沸液的性质决定了恒沸精馏的流程。【解析】5某精馏塔在操作时，加料热状态由原来的饱和液体进料改为冷液进料，且保持F，xF，R，D不变，则此时塔顶物料浓度xD_，塔底物料浓度xW_。重庆大学2010年研增加；增加【答案】q变大，进料线斜率大于零，导致精馏段操作线上移，精馏段和提馏段操作线
15、斜率不变，所以xD增大，而提馏段操作线也要上移，则xW增大。【解析】6在简单蒸馏操作中，随着蒸馏的进行，蒸馏釜内的易挥发组分浓度逐渐_，釜内溶液沸点逐渐_。华南理工大学2012年研降低；升高【答案】由于气相中组成大于液相中组成，因此随着过程的进行，釜中液相组成不断下降，使得与之平衡的气相组成亦随之降低，而釜内液体泡点不断升高。【解析】三、简答题1什么叫精馏操作？举例说明精馏过程在化工生产中的应用。中山大学2010年研答：精馏操作是指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
16、却由气相向液相中迁移，使得混合物得到不断分离的过程。应用：产品的分离提纯。2简述简单蒸馏与精馏的区别？请论述精馏操作的基本原理。中山大学2011年研答：（1）简单蒸馏又称微分蒸馏，也是一种单级蒸馏操作，常以简歇的方式进行。简单蒸馏多用于混合液的初步分离，是非稳态过程，只能得到一种产品，产品无需回流，产量小，是一次部分气化与部分冷凝。精馏是多次简单蒸馏的组合，可以是连续稳定过程，也可以间歇过程，多次部分气化与部分冷凝。（2）精馏的原理：精馏是在一个设备内同时进行多次部分汽化和部分冷凝以分离液体混合物中的组分。操作时，将由精馏塔顶凝缩而得的液体的一部分，由塔顶回流入塔内，使与从蒸馏釜连续上升的蒸汽
17、密切接触。可得到与重复简单蒸馏若干次相当的效果，从而提高各组分的分离程度。四、计算题1分离苯和甲苯混合液，进料组成为0.4，馏出液组成为0.95，残液组成为0.05（以上组成均为苯的摩尔分率），苯对甲苯的平均相对挥发度为2.44。泡点进料，塔顶冷凝器为全凝器，塔釜为间接蒸汽加热。试求：（1）最小回流比；（2）若回流比取最小回流比的1.5倍，列出精馏段操作线方程；（3）列出提馏段操作线方程。中山大学2010年研解：由题意，已知（1）平衡线方程q线垂直可知，将其代入平衡线方程得，所以知最小回流比（2）回流比精馏段操作线方程（3）由q线与精馏段方程：得又已知，则由两点可知提馏段操作线方程为：2某精馏
18、塔用于分离苯-甲苯混合液，泡点进料，进料量30kmol/h，进料中苯的摩尔分率为0.5，塔顶、底产品中苯的摩尔分率分别为0.95和0.10，采用回流比为最小回流比的1.5倍，操作条件下可取系统的平均相对挥发度2.40。（1）求塔顶、底的产品量；（2）求出精馏段操作线方程；（3）若塔顶设全凝器，各塔板可视为理论板，求离开第二块板（由塔顶往下数）的蒸汽和液体组成。中南大学2012年研解：（1）根据全塔物料守恒有：其中F30kmol/h，xF0.5，xW0.1，xD0.95代入解得：D14.1kmol/h，W15.9kmol/h（2）泡点进料：q1所以xqxF0.5，平衡线方程：所以yq0.7059
19、R1.5Rmin1.778所以精馏段操作线方程：（3）塔顶为全凝器，所以y1xD0.95代入平衡线方程解得：x10.888代入精馏段操作线方程：y20.8880.640.3420.91代入平衡线：x20.813用板式精馏塔在常压下分离某双组分混合溶液，塔顶采用分凝器，分凝器的冷凝液回流入塔，分凝器出来的蒸汽进入全凝器冷凝后作为塔顶产品；塔釜用间接蒸汽加热；全塔平均相对挥发度可近似取为3。当处理量F为100kmol/h，进料浓度为含溶质A0.6（摩尔分率，下同）的饱和液体，回流比为3时，塔顶馏出液中溶质A的浓度为0.99，塔釜采出液中溶质A的浓度为0.02，试求：（1）塔内第一块理论板下降的液体
20、组成及提馏段操作方程；（2）现测得塔内第一块实际板下降的液体组成为0.91，分凝器的冷凝液组成为0.94，求该塔内第一块实际板的气相默弗里单板效率；假设本题符合恒摩尔流假定。浙江大学2011年研解：已知：3，xF0.6，F100kmol/h，R3，xD0.99，xW0.02（1）精馏段的操作线方程为：0.75x0.2475分凝器相当于一块理论板，则y0 xD0.99由相平衡方程：得x00.97y10.75x00.24750.975代入相平衡方程得x10.928所以第一块板下降的液体组成为x10.928饱和液体进料，q1物料守恒：解得：D59.8kmol/h，W40.2kmol/h提馏段操作线方
21、程：（2）第一块板的气相默弗里效率为：其中，x00.94，x10.91则y10.75x00.24750.9525y20.75x10.24750.93代入得：4用一精馏塔分离某双组分混合液，在塔中部以饱和蒸汽进料，已知进料中易挥发物组成xF0.5，塔顶产品中易挥发组成xD0.9，塔釜中易挥发组成xw0.05（以上均为摩尔分率），该物系平均相对挥发度为3，回流比R2Rmin，试计算：（1）提馏段操作线方程；（2）进入第一块理论板（从顶往下数）的汽相浓度；（3）若因故塔釜停止加热，欲维持xD不变应如何操作？此时塔釜排液xw？华南理工大学2012年研解：（1）已知xF0.5，xD0.9，xW0.05，
22、3，R2Rmin，q0物料衡算： 代入数据解得：W/D8/9q0所以 yqxF0.5又平衡线方程： 所以 xq0.25，R2Rmin3.2，LRD3.2D则提馏段操作线方程：1.385xm0.069（2）进入第一块板的气相即为离开第二块板的气相y2y1xD0.9精馏段操作线方程：y20.76190.750.21430.7857即进入第一块理论板的气相浓度为0.7857。（3）塔釜停止加热，即提馏段上升蒸汽V0VVFLD（R1）D，即 F（R1）D那么 D即应使塔顶馏出液减少为原来的0.45倍。根据物料守恒有： FxFDxDWxW即 F0.50.2381F0.9（10.2381）FxWxW0.3
23、755采用精馏塔分离酒精溶液，进料量F120kmol/h，已知易挥发组分含量xF0.35（摩尔分率，下同），加料热状态q1.08，塔顶设全凝器，在泡点温度下回流，回流比R3.0。塔釜通入饱和蒸汽直接加热，其量为S。馏出液xD0.85。设塔内物流量符合恒摩尔流假设。（1）求塔顶回收率为0.9时，塔底产品量W及组成Xw；（2）若保持F、xF、xD、xW、R及q不变，当塔釜改用间接蒸汽加热时，提馏段操作线方程。南京理工大学2010年研解：由得：（2）间接蒸汽加热时提馏段操作线方程第10章气液传质设备一、选择题1浮阀塔、泡罩塔及筛板塔三种板式塔的板效率比较（）。华南理工大学2012年研A浮阀塔泡罩塔筛
24、板塔B浮阀塔泡罩塔筛板塔C浮阀塔泡罩塔筛板塔D浮阀塔筛板塔泡罩塔D【答案】泡罩塔应用最早，效率是最低的，浮阀塔应用最广泛，兼有泡罩塔和筛板塔的优点，效率是最高的。【解析】2浮阀塔与泡罩塔比较，其最主要的改进是（）。中南大学2012年研A简化塔板结构B形成可变气道，扩宽高效操作区域C提高塔板效率D增大气液负荷B【答案】浮阀塔具有较大的操作弹性,由于阀片可以自由升降以适应【解析】气量的变化,故维持正常操作所允许的负荷波动范围比泡罩塔宽。二、填空题1当填料塔操作气速达到泛点气速时，_充满全塔空隙，并在塔顶形成液体层，因而_急剧升高。北京化工大学2012年研液相；压降【答案】当气速过大时，使降液管内的
25、液体不能顺利下流，管内液体必然积累。气体穿过板上液层时造成的两板间的压降增大。【解析】2通常填料塔的泛速是依据_经验关联图算出的，其中体现不同尺寸的各种填料操作特性的参量是_。南京理工大学2010年研埃克特泛点；填料因子【答案】埃克特通用关联图适用各种散装填料，如拉西环，鲍尔环等，但需确知填料的 值。填料因子 代表实际操作时填料的流体力学性能，填料的流体力学性能也集中体现在填料因子上。【解析】3试写出浮阀塔的三种不正常操作情况：（1）_；（2）_；（3）_。四川大学2009年研严重漏液；严重气泡夹带；降液管液泛；严重雾沫夹带；液相不足（任选三）【答案】浮阀塔属于板式塔，板式塔的异常操作现象包括
26、：漏液、雾沫夹带、液泛等。【解析】第11章液液萃取一、选择题1多级逆流萃取与单级萃取比较，如果溶剂比，萃取相浓度一样，则多级逆流萃取可使萃余相浓度（）。中南大学2012年研A增大B减少C基本不变D增大、减少都有可能B【答案】多级逆流萃取操作一般是连续的，其平均推动力大、分离效率高、溶剂用量较少。【解析】2进行萃取操作时应使：（）。中南大学2012年研A分配系数大于1B分配系数小于1C选择性系数大于1D选择性系数小于1C【答案】越大，越有利于分离，萃取剂的选择性越高，对溶质的溶解能力大，对于一定的分离任务，可减少萃取剂的用量，降低回收溶剂【解析】操作的能量消耗，并且可获得高纯度的产品。二、填空题
27、在B-S部分互溶系统中，若萃取相中含溶质A85kg，稀释剂B15kg，溶剂S100kg，则萃取相中yA/yB_。（yA、yB均表示质量分率）中南大学2012年研5.67【答案】yA85/（1585100）0.425，yB15/（1585100）0.075。【解析】三、简答题1简述和比较萃取、吸收、精馏各自的原理，用途和特点。中南大学2012年研答：（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
28、合物的单元操作成为吸收。主要用途有： 制取产品； 分离混合气体； 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： 吸收和萃取一般不需要外部能量，精馏需要加热和冷凝； 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； 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。2在萃取过程中，采用普通筛板塔、填料塔一般传质效
29、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%已内酰胺的废水，经有机溶剂萃取处理后排放，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。浙江大学2011年研答：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
30、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，同时能耗大大增加。3请简述萃取操作的基本原理。如图11-1所示，说明萃取相图中各点、区、线的含义。中山大学2011年研A、B、S、P点； 、 区；R1-E1、P-Q线图11-1答:萃取是指利用化合物在两种互不相溶（或微溶）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。经过反复多次萃取，将绝大部分的化合物提取出来。A溶质，B稀释剂，S溶剂，P辅助曲线
31、与溶解度曲线的交点 均相区， 两相区R1-E1联结线，P-Q辅助曲线。第12章其他传质分离方法一、填空题以下膜分离过程的传递机理分别为，微滤：_，反渗透：_，膜蒸馏：_。浙江大学2011年研筛分模型；溶解-扩散模型；以温差引起的水蒸气压差为传质推动力的膜分离过程【答案】膜分离过程的主要传递机理有： 溶解-扩散模型； 孔模型； 筛分模型； 优先吸附-毛细管流动模型。溶解-扩散模型适用于渗透蒸发、气体膜分离和反渗透等；筛分模型适用于超滤、微滤等；优先吸附-毛细管流动模型适用于反渗透脱盐、渗透蒸发脱水和气体分离脱水蒸气等。【解析】第13章热、质同时传递的过程本章不是考研复习重点，暂未编选名校考研真题
32、，如有最新真题会及时更新。第14章固体干燥一、选择题在恒速干燥阶段，湿物料的表面温度（ ）干燥介质湿空气的绝热饱和温度。在降速干燥阶段，湿物料表面的水分汽化速率（）物料内部水分向表面迁移的速率。华南理工大学2011年研A大于B小于C等于D可能大于也可能小于C；A【答案】在恒速干燥阶段中，同体物料的表面非常润湿，因此当湿物料存恒定干燥条件下进行干燥时，物料表面的温度等于空气的湿球温度。在降速干燥阶段，水分自物料内部向表面迁移的速率赶不上物料表面水分汽化的速率，物料表面不能维持全部润湿，部分表面变干，空气传给物料的热量只有部分用于汽化水分，另一部分用于加热物料。【解析】二、填空题1将含量为0.5k
33、g水/kg绝干料的某物料与一定状态的空气接触，测出物料的平衡水分为0.05kg水/kg绝干料，则此物料的自由水分为_。中南大学2012年研0.45kg水/kg绝干料【答案】自由水分含水量平衡水分【解析】2对于不饱和空气，表示该空气的三个温度，即：干球温度T，湿球温度TW和露点Td间的关系是_。中山大学2010年研【答案】对于不饱和空气【解析】对于饱和空气3空气等温增湿过程，使得气体的焓_，湿球温度_。华南理工大学2011年研增大 升高【答案】气体的焓I（1.011.88H）t2490H，等温增湿过程，t不变，H增大，I增大。湿球温度【解析】，等温增湿，湿球温度升高。三、判断题1不饱和空气中水蒸
34、气分压越高，其湿度越小。（）北京化工大学2012年研【答案】不饱和空气中水蒸气分压越高，其湿度越高。【解析】2干燥操作中，干燥介质（不饱和湿空气）经预热器后湿度不变，温度提高。（）北京化工大学2012年研【答案】在干燥过程中，不饱和湿空气经预热器后虽然湿度没有发生变化，但温度增高了。【解析】3对易龟裂物料的干燥，常采用部分废气循环方法来控制进干燥器的空气的湿度。（）北京化工大学2012年研【答案】不是控制空气的湿度，而是相对湿度。【解析】四、计算题1在一连续干燥器中盐类结晶，每小时处理湿物料为1000kg，经干燥后物料的含水量由40%减少至5%（均为湿基），以热空气为干燥介质，初始湿度H1为0
35、.009kg水/kg绝干气，离开干燥器时湿度H2为0.039kg水/kg绝干气，假定干燥过程中物料损失，试求：（1）水分蒸发量W（kg水/h）；（2）空气消耗量L（kg绝干气/h），原湿空气消耗量（kg原空气/h）；（3）干燥产品量（kg/h）中南大学2012年研解：（1）kg绝干料/h600（0.6670.053）368.4kg水/h（2）kg绝干气/h原空气/h（3）kg/h2在常压干燥器内干燥某湿物料，将100kg/h的湿物料从最初含水量20%降至2%（均为湿基）。t020、H00.01kg水汽/（kg绝干气）的空气经预热器升温至100后进入干燥器进行等焓干燥，废气温度为60。试计算：（
36、1）完成上述干燥任务所需的空气量，kg绝干气/h；（2）空气经预热器获得的热量。北京化工大学2012年研解：（1）其中，GG1（1-w1）80kg/h，H10.01kg水/kg绝干气等焓干燥：I1I2（1.011.88H1）t12490H1（1.011.88H2）t22490H2解得：H20.0258kg水/kg绝干气（2）QpL（I1-I0）1162.5（1.011.880.01）（100-20）/360026.58KW3在常压干燥器中，将某物料从湿基含水量5干燥到0.5。干燥器的生产能力为7200kg干料/h。已知物料进、出口温度分别为25、65，平均比热为1.8kJ/（kg）。干燥介质为
37、温度20、湿度0.007kgkg干气的空气，经预热器加热至120后送入干燥器，出干燥器的温度为80。干燥器中不补充热量，且忽略热损失，计算绝干空气的消耗量及空气离开干燥器时的湿度。华南理工大学2011年研解：物料干基含水量X10.0526 X20.005025WGc（X1X2）7200 （0.05260.005025）342.76kg/h又 WL（H2H1）即 342.76L（H20.007）干燥器不补充热量，且忽略热损失则 QdL（I1I2）Gc（I1I2）0即 L（I1I2）Gc（I2I1）Gc（I2I1）GcC2（t2t1）7200 1.8 （6525）518400而 I1（1.011.
38、88 0.007） 1202490 0.007140.22I2（1.011.88H2） 802490H280.82642.4H2将上式代入 中 L（140.2280.82642.4H2）518400联立 得H20.01685kg/kg干气 L34798kg/h4某湿物料11.6kg，均匀地平摊在直径为0.7m的某一平底圆形浅盘内，并在恒定的空气条件下进行干燥，假定降速阶段的干燥速率与物料的自由含水量（干基）呈线性关系。已知物料的初始含水量为15%（湿基，下同），干燥5h后含水量将为8%，且在此条件下物料的临界含水量为6%，平衡含水量为1%。试求：将物料均匀平摊在两个相同的浅盘（大小同上）内，并
39、在同样的空气条件下进行干燥，只需5h便可将物料水分降至2%，问此时物料的临界含水量为多少？浙江大学2011年研解：已知：G111.6kg，w10.15，w20.08，干物料质量为所以干燥过程为恒速干燥阶段干燥出水的质量为恒速干燥阶段时间：AD2/40.385m2得到：NAC0.456第二种情况下分为恒速阶段和降速阶段恒速阶段：三式联立，解得Xc*0.05。第二部分课后习题说明：本部分对陈敏恒主编的化工原理（第4版）教材每一章的课后习题进行了详细的分析和解答，并对个别知识点进行了扩展。课后习题答案经过多次修改，质量上乘，非常标准，特别适合应试作答和临考冲刺。第8章气体吸收（一）习题气液相平衡8-
40、1 在盛水的鼓泡吸收器中通入纯C02气，如图8-2-1所示，经长期接触后测得水中C02的平衡溶解度为2.857102mol/L溶液。鼓泡器中的总压为l01.3kPa，水温30，溶液的密度m996kg/m3。求亨利系数，并将此实验值与文献值E188.5MPa作比较。图8-2-1解：已知：溶液。求：实验值。将此实验值与文献值E188.5MPa作比较。查30水的饱和蒸汽压，。长期通入后，有对于稀溶液，则故对文献值相对误差为8-2 惰性气与C02的混合气中含CO230%（体积分数），在1MPa（表压）下用水吸收，如图8-2-2所示。设吸收塔底水中溶解的CO2达到饱和，此吸收液在膨胀槽中减压至20kPa
41、（表压）,放出大部分CO2，然后再在解吸塔中吹气解吸。设全部操作范围内水与CO2的平衡关系服从亨利定律，操作温度为25。求1kg水在膨胀槽中最多能放出多少千克CO2气。图8-2-2解：已知：，吸收塔底部达饱和。求：水在膨胀槽中放出的量G。查系统，令当地大气压为，则对稀溶液，其比质量分率，故8-3 20的水与N2气逆流接触以脱除水中溶解的O2气。塔底入口的N2气中含氧0.1%（体积分数），设气液两相在塔底达到平衡，平衡关系服从亨利定律。求下列两种情况下水离开塔底时的最低含氧量，以mg/m3水表示。（1）操作压强为101.3kPa（绝压）。（2）操作压强为40kPa（绝压）。解：已知：用N2逆流吸
42、收溶解于水中的塔底达平衡。求：（1）p101.3kPa（绝对压力）时，cmin（mg/m3水）；（2）p40kPa（绝对压力）时，cmin（mg/m3水）。（1）查20，O2-H2O系统，则故（2）同理，故8-4 气液逆流接触的吸收塔，在总压为101.3kPa下用水吸收Cl2气，进入塔底的气体混合物中含氯1%（体积分数），塔底出口的水中含氯浓度为x0.8105（摩尔分数）。试求两种不同温度下塔底的吸收推动力，分别以（xe-x）及（y-ye）表示。（1）塔底温度为20；（2）塔底温度为40。解：已知：,用水逆流吸收。求：（1）（1）查系统，则液相推动力气相推动力（2）查系统，则液相推动力气相推动
43、力8-5 某逆流吸收塔塔底排出液中含溶质x2104（摩尔分数），进口气体中含溶质2.5（体积分数），操作压强为101kPa。气液相平衡关系为y50 x。现将操作压力由101kPa增至202kPa，问塔底推动力（yye）及（xex）各增加至原有的多少倍。解：已知：。求：若，求推动力的增加比值。由题意故扩散与相际传质速率8-6 柏油马路上积水2mm，水温20。水面上方有一层厚0.2mm的静止空气层，水通过此气层扩散进入大气。大气中的水汽分压为l.33kPa。问多少时间后路面上的积水可被吹干。解：已知：，pA21.33kpa，p101.3kpa。求：。查时，饱和蒸汽压pA12.338kpa，则对恒定
44、的静止空气层厚度有得8-7 某水杯中初始水面离杯上缘lcm，水温30，水汽借扩散进入大气，如图8-2-3所示。杯上缘处的空气中水汽分压可设为零，总压101.3kPa。求水面下降4cm需要多少天？图8-2-3解：已知：。求。查，饱和蒸汽压pA14.24kpa，则故8-8 某填料塔用水吸收混合气中的丙酮蒸气。混合气流量为l6kmol/（hm2），操作压力101.3kPa。已知容积传质系数kya64.6kmol/（m3h），kLa16.6kmol/（m3h）（kmol/m3），相平衡关系为pA4.62cA。式中气相分压pA的单位是kPa，平衡浓度单位是kmol/m3。求：（1）容积总传质系数及传质单
45、元高度HOG；（2）液相阻力占总传质阻力的百分数。解：已知：Gl6kmol/（m2h），pl01.3kPa，kya64.6kmol/（m3h），kLa16.6kmol/（m3h），pA4.62cA，（pA：kPa，cA：kmol/m3）。求：（1）Kya，HOG；（2）液相阻力分率。（1）由亨利定律故故，则（2）液相阻力占总阻力百分数为8-9 在设计某降膜吸收器时，规定塔底气相中含溶质y0.05，液相中含溶质的浓度x0.01（均为摩尔分数）。两相的传质系数分别为kx810-4kmol/（m2s），ky510-4kmol/（m2s）。操作压强为101.3kPa时相平衡关系为y2x。试求：（1）该
46、处的传质速率NA，单位为kmol/（m2s）；（2）如果总压改为l62kPa，塔径及气、液两相的摩尔流率均不变，不计压强变化对流体黏度的影响，此时的传质速率有何变化？讨论总压对ky、Ky及（yye）的影响。解：已知：y0.05，x0.01，kx8104kmol/（m2s），ky5104kmol/（m2s），p101.3kPa时y2x，求（1）NA；（2）p162kPa，。（1）由题意，则（2）已知p162kPa，则又根据经验式得气体,故；而，即ky与p无关。因为p增大m减小，所以（yye）增大，故增大，则传质速率增加了。吸收过程数学描述8-10 对低浓度气体吸收或解吸，由出发，试证。证明：已知
47、：。求证：。由题意 同理可得即，得即。8-11 低浓度气体逆流吸收，试证：式中为塔底的吸收推动力；为塔顶的吸收推动力。证明：已知：。求证：由物料衡算得低浓度吸收故，得8-12 用纯溶剂对低浓度气体作逆流吸收，可溶组分的回收率为，采用的液气比是最小液气比的倍。物系平衡关系服从亨利定律。试以、两个参数列出计算NOG的表达式。解：已知：x20，逆流，求：。由题意 故8-13 如图8-2-4所示为两种双塔吸收流程，试在y-x图上定性画出每种吸收流程中A、B两塔的操作线和平衡线，并标出两塔对应的进、出口浓度。图8-2-4解：对于流程a和流程b均有。画操作线与平衡线如图8-2-5和图8-2-6所示。图8-
48、2-5图8-2-68-14 浓度较高的溶液进入如图8-2-7所示解吸塔塔顶，塔底吹气解吸，塔中部某处抽出一半液体，另一半液体由塔底排出，试在y-x图上画出平衡线与操作线，并标出各股流体的浓度坐标。图8-2-7解：对于该流程。画操作线与平衡线如图8-2-8所示。图8-2-8吸收过程的设计型计算8-15 流率为0.014kmol/（m2s）的空气混合气中含氨2（体积分数），拟用逆流吸收以回收其中95的氨。塔顶淋入浓度为0.0004（摩尔分数）的稀氨水溶液，设计采用的液气比为最小液气比的1.5倍，操作范围内物系服从亨利定律y1.2x，所用填料的总传质系数Kya0.052kmol/（m3s）。试求：（
49、1）液体在塔底的浓度x1；（2）全塔的平均推动力ym；（3）所需塔高。解：已知求：（1）x1；（2）ym；（3）H。（1）由题意，则根据物料衡算（2） （3）传质单元数为8-16 用纯溶剂对低浓度混合气作逆流吸收以回收其中的可溶组分，物系的相平衡关系服从亨利定律，吸收剂用量是最小用量的1.3倍，试求下列两种情况下所需的塔高，已知传质单元高度HOG0.8m。（1）回收率90；（2）回收率99；（3）两种情况下的吸收剂用量有何差别？解：已知：，求：；（3）比较（1）（2）的L。（1）由题意90时有（2）99时（3）比较（1）（2）可知，当回收率提高，则吸收剂用量为原来的由可知，吸收剂用量与回收率成
50、正比。8-l7 含H2S2.510-5（摩尔分数，下同）的水与空气逆流接触以使水中的H2S脱除，操作在101.3kPa、25下进行，物系的平衡关系为y545x，水的流率为5000kg/（m2h）。试求：（1）为使水中H2S的浓度降至x0.110-5所需的最少空气用量。（2）当空气用量为G0.40kmol/（m2h），设计时塔高不受限制，可以规定离解吸塔的水中含H2S最低浓度是多少？示意画出该种情况下的解吸操作线。解：已知：，在、下解吸，y545x，L5000kg/（m2h），求：（1）达；（2）G0.40kmol/（hm2），H时，x2，并画出操作线。（1）由题意 （2）G0.40kmol/（
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