化工分离工程重点.docx

化工分离工程复习题第一章1、求解分子传质问题的基本方法是什么？1）分子运动理论 2）速率表示方法（绝对、平均）3）通量2、漂流因子与主体流动有何关系？p/pBM反映了主体流动对传质速率的影响，定义为“漂流因子”因p〉pBM,所以漂流因数p/pBM〉1,这表明由于有主体流动而使物质A的传递速率较之单纯的分子扩 散要大一些3、 气体扩散系数与哪些因素有关？一般来说，扩散系数与系统的温度、压力、浓度以及物质的性质有关对 于双组分气体混合物，组分的扩散系数在低压下与浓度无关，只是温度及压力 的函数4、 如何获得气体扩散系数与液体扩散系数？测定二元气体扩散系数的方法有许多种，常用的方法有蒸发管法，双容积 法，液滴蒸发法等液体中的扩散系数亦可通过实验测定或采用公式估算5、 描述分子扩散规律的定律是费克第一定律6、 对流传质与对流传热有何异同？同：传质机理类似；传递的数学模型类似；数学模型的求解方法和求解结 果类似异：系数差异：传质：分子运动；传热：能量过去7、 提出对流传质模型的意义是：对流传质模型的建立，不仅使对流传质系 数的确定得以简化，还可以据此对传质过程及设备进行分析，确定适宜的操作 条件，并对设备的强化、新型高效设备的开发等作出指导。

8、 停滞膜模型、溶质渗透模型和表面更新模型的要点是什么？各模型求得 的传质系数与扩散系数有何关系，其模型参数是什么？停滞膜模型要点：①当气液两相相互接触时，在气液两相间存在着稳定的 相界面，界面两侧各有一个很薄的停滞膜，溶质A经过两膜层的传质方式为分 子扩散②在气液相界面处，气液两相出于平衡状态③在两个停滞膜以外的 气液两相主体中，由于流体的强烈湍动，各处浓度均匀一致关系：液膜对流 传质系数k°G二D/(RTzG),气膜对流传质系数k°L=D/zL1对流传质系数可通过分子扩散系数D和气膜厚度zG或液膜厚度zL来计算模型参数：组分A通过气膜扩散时气膜厚度为模型参数，组分A 通过液膜扩散时液膜厚度为模型参数溶质渗透模型要点：①液面是由无数微笑的流体单元所构成，当气液两相 出于湍流状态相互接触时，液相主体中的某些流体单元运动至界面便停滞下 来在气液未接触前，液体单元中溶质的浓度和液相主体的浓度相等，接触开 始后，相界面处立即达到与气相平衡状态②随着接触时间的延长，溶质A通过不稳态扩散方式不断地向液体单元中 渗透 液体单元在界面处暴露的时间是有限的，经过时间0c后，旧的液体单 元即被新的液体单元所置换而回到液相主体中去。

在液体单元深处，仍保持原 来的主体浓度不变④液体单元不断进行交1/2换，每批液体单元在界面暴露的时间0c都是一样的关系：kcm=2[D/(n&c)]对流传质系数可通过分子扩散系数D和暴露时间0c计算模型参数：暴露时间表面更新模型要点： 溶质向液相内部传质为非稳态分子扩散过程 界 面上液体单元有不同的暴露时间或称年龄，界面上各种不同年龄的液体单元都 存在 不论界面上液体单元暴露时间多长，被置换的概率是均等的单位时 间内表面被置换的分率称为表面更新率，1/2用符号S表示关系：kcm=(DS)对流传质系数可通过分子扩散系数D和表面更新率S计算模型参数：表面更新率9、 对流传质系数有哪几种求解方法，其适用情况如何？对流传质系数的分析解法和类比解法，仅适用于一些较为简单的传质问 题；由于传质设备的结构各式各样，传质机理、尤其是湍流下的传质机理又极 不完善，所以目前设计上还要靠经验方法，即通过实验整理出来的对流传质系 数关联式来计算对流传质系数10、 雷诺类比有何意义？雷诺类比把整个边界层作为湍流区处理，但根据边界层理论，在湍流边界 层中，紧贴壁面总有一层流内层存在，在层流内层进行分子传递，只有在湍流 中心才进行涡流传递，故雷诺类比有一定的局限性。

第一早1、温度和压力对吸收过程的平衡关系有何影响？加压和降温有利于吸收操作，因为加压和降温可提高气体溶质的溶解度2、亨利定律的适用条件是在一定温度小，当总压不很高时3、 传质推动力的表达方式：气相组成差：△ y=y-ye,液相组成差：△ x=xe-x气相分压差：△ p=p-pe 以液相组成差： △ c=ce-c4、 相平衡关系在吸收过程中的作用：可以判断传质进行的方向,确定传质 推动力的大小,指明传质过程所能达到的极限5、 如何判断吸收过程是属于哪种过程控制2对于易溶气体, H 值很大, 1/HkL<<1/kG,此时传质总阻力的绝大部分存在于气膜之中，吸收的总推动力主要用来 克服气膜阻力,这种情况称为气膜控制对于难容气体, H 值很小, H/kG<<1/kL,此时传质阻力的绝大部分存在于液膜之中，气膜阻力可以忽略，吸收总 推动力的绝大部分用于克服液膜阻力,这种情况称为液膜控制6、总吸收速率方程与膜吸收速率方程的不同：总吸收速率方程多了一个有 效比表面积a7、亨利系数很大的条件是：温度升高，难溶气体的亨利系数大8、吸收剂萃取剂各为最小用量的多少倍吸收剂萃取剂用量都为最小用量的 1.1~2.0 倍。

9. 质速度为气膜控制或液膜控制时为易溶还是难溶物质？答：气膜控制为易溶物质，液膜控制为难溶物质10. 气体吸收时，操作线斜率代表什么意义？答：操作线斜率 L/V 称为液气比，它是溶剂与惰性气体摩尔流量的比值 它反映单位气体处理量的溶剂消耗量的大小11. 气体吸收时，操作线如何获得？答：无论是逆流操作还是并流操作的吸收塔，其操作线方程及操作线都是 由物料衡算求得的，与吸收系统的平衡关系、操作条件以及设备的结构型式等均无任 何牵连12. 传质单元高度和传质单元数有何物理意义？答：传质单元高度反映了传质阻力的大小、填料性能的优劣以及润湿情况 的好坏吸收过程的传质阻力越大，填料层有效比面积越小，则每个传质单元 所相当的填料层高度就越大传质单元数反映吸收过程进行的难易程度生产任务所要求的气体组成变 化越大，吸收过程的平均推动力越小，则意味着过程的难度越大，此时所需的 传质单元数也就越大13. 气相总体积吸收系数与气相总吸收系数有何不同之处？答：体积吸收系数 KYa 是有效比表面积和吸收系数的乘积；体积吸收系数是表示填料层传质特 性的动力学参数；体积吸收系数的物理意义：在推动力为一个单位的情况下， 单位时间，单位体积，填料层内所吸收溶质的量。

14. 脱吸因数和吸收因数有何物理意义？3答:纲为一\* MERGEFORMAT称为脱吸因数，是平衡线斜率与操作线斜率的 比值，量\* MERGEFORMAT，即脱吸因素S的倒数，称为吸收因数，它是操作线 斜率与平衡线斜率的比值，量纲为一15•吸收塔计算中的理论级表示何种含义？答：设填料层由N级组成，吸收剂从塔顶进入第I级，逐级向下流动，最 后从塔底第N级流出；原料气则从塔底进入第N级，逐级向上流动，最后从塔 顶第I级排出在每一级上，气液两相密切接触，溶质组分由气相向液相转 移若离开某一级时，气液两相的组成达到平衡，则称该级为一个理论级，或 称为一层理论板16•填料层的等板高度表示何种含义？答：等板高度HETP是指分离效果与一个理论级（或一层理论板）的作用相 当的填料层高度，又称当量高度等板高度与分离物系的物性、操作条件及填 料的结构参数有关17•多组分吸收非关键组分操作线斜率与关键组分操作线斜率区别如何？答：斜率：轻组分〉关键组分〉重组分18•常用解吸方法有哪些？答：（1）气提解吸（以空气、氮气、二氧化碳作载气，又称为惰性气体 气提 以水蒸气作载气，同时又兼作加热热源的解吸常称为汽提 以吸收剂蒸 汽作为载气的解吸。

2）减压解吸（3）加热解吸（4）加热一减压解吸19•选择吸收剂有哪些基本原则？答:（1）溶解度吸收剂对溶质组分的溶解度要大，这样可以提高吸收速率 并减少吸收剂的耗用量2）选择性吸收剂对溶质组分要有良好的吸收能力， 而对混合气体中的其他组分无吸收或吸收甚微，否则不能直接实现有效的分 离3）挥发度操作温度下吸收剂的蒸汽压要低，因为吸收尾气往往为吸收剂 蒸汽所饱和，吸收剂的挥发度越高，其损失量便越大4）黏度吸收剂在操作温度下的黏度越低，其在塔内的流动性越好，这有 助于传质速率和传热速率的提高5）所选用的吸收剂还应尽可能满足无毒性、无腐蚀性、不易燃易爆、不 发泡、冰点低、价廉易得以及化学性质稳定等要求20.什么情况下选择化学吸收？4答：①净化或精制气体②制取某种气体的液态产品③分离混合气体以回 收所需组分④工业废气的治理第三章1. 多组分精馏如何计算泡点、露点？（1） 泡点及平衡气相组成的计算因y1+y2+〃〃+yn=1，将其带入ki二yi/xi可得\* MERGEFORMAT要应用试差 法，即先假设泡点，根据已知的压力和所设的温度，求出所设的温度，求出平 衡常数，再核对\* MERGEFORMAT是否等于1。

若是，则所设的泡点正确，否则 应另设温度，重\*MERGEFORMAT7为止，此时的温度和气相温度即为所求复上面的计算，直至（2） 露点和平衡液相组成的计算因 x1+x2+〃〃+xn=1 将其带入 ki=yi/xi 可得也可用相对挥发度法2•多组分精馏如何确定关键组分？ \* MERGEFORMAT应用试差法，在待分离 的多组分溶液中，选取工艺中最关心的两个组分，规定它们在塔顶和塔底产品中的组成或回收率，那么在一定的分离条件下，所需的理论板层数和其他组分 的组成也随之而定由于所选定的两个组分对多组分溶液的分离起控制作用，故称它们为关键 组分，其中挥发度高的那个组分称为轻关键组分，挥发度低的称为重关键组 分3•何为清晰分割，何为非清晰分割？清晰分割：若两关键组分的相对挥发度相差较大，且两者为相邻组分，此 时可认为比重关键组分还重的组分全部在塔底产品中，比轻关键组分还轻的组 分全部在塔顶产品中，这种情况称为清晰分割非清晰分割：若两关键组分不是相邻组分，则塔顶和塔底产品中必有中间 组分；或者，若进料中关键组分的相对挥发度与关键组分的相差不大，则塔顶 产品中就含有比重关键组分还重的组分，塔底产品中就会含有比轻关键组分还 轻的组分。

上述两种情况称为非清晰分割4•多组分精馏如何确定最小回流比？5恩德伍德公式：\* MERGEFORMAT、*MERGEFORMAT求出Rmin\* MERGEFORMAT先用试差法求出8，再5•多组分精馏如何进行进料板位置确定计算？仿照两组分精馏计算中所采用的方法；若为泡点进料，则用经验公式计 算：\* MERGEFORMAT]第四章1、塔板有哪些主要类型？塔板可分为：降液管式塔板和无降液管式塔板 降液管式塔板：泡罩塔板、筛孔塔板、浮阀塔板、喷射型塔板（舌型塔 板、浮舌塔板、斜孔塔板）2、板式塔的流体力学性能包括哪些方面？ ⑴塔板上气液两相的接触状态1）鼓泡接触状态 2）蜂窝状接触状态 3）泡沫接触状态 4）喷射接触状态⑵气体通过塔板的压降⑶塔板上的液面落差3、异常操作现象，是如何形成的？ 塔板的异常操作现象包括漏液、液泛和液沫夹带⑴漏液形成原因：气速太小和板面上液面落差所引起的气流分布不均匀， 在塔板液体入口处，液层较厚，往往出现漏液⑵液沫夹带形成原因：上升气流穿过塔板上层时，必然将部分液体分散成 微小液滴，气体夹带着这些液滴在板间的空间上升，如液滴来不及沉降分离， 则将随气体进入上层塔板， 62这就是液沫夹带现象。

影响雾沫夹带量的因素很多，最主要的是空塔气速。