17、浮阀塔的优缺点是什么？ 答：优点：（1）生产能力大，由于塔板上升孔面积大，生产能力接近于筛板塔。 （2）操作弹性大，由于阀片可以自由上下，适应气量变化。
（3）塔板效率高，由于上升气体与水平穿过塔板的液体接触面积较大，且向上吹起的雾沫夹带量较小，传热，传质好。
（4）气体压降小，塔板上液面落差较小，故塔阻力小。 （5）造价低于泡罩塔。
缺点：浮阀脚腿易磨损，易被脏物堵塞，故这种塔仅适用于干净物料，粘度不太大，腐蚀性不太强的物料。
18、化工生产中哪些设备、管道需要进行保温？
答：具有下列工况之一的设备、管道及其附件必须保温： （1）外表温度高于323K（50℃）者。
（2）工艺生产中不需要减少介质的温度降或延迟介质凝结的部位。 （3）工艺生产中不需要保温的设备、管道及其附件，其外表温度超过333K（60℃）而又需要经常操作维护，又无法采用其它措施防止引起烫伤的部位。 19、影响吸收操作的因素主要有哪些？ 答：（1）气流速度的影响：气体吸收是一个气、液两相间进行扩散的传质过程。气流速度会直接影响该传质过程。
（2）喷林密度的影响：喷林密度过大，会使吸收溶质效率降低，过小则不能保证气体被吸收后的纯度。
（3）温度的影响：降低温度，可提高气体的吸收程度。
（4）压强的影响：因为气体吸收是由气相到液相的单向传质过程，所以提高系统压强对吸收是有利的。
（5）吸收剂浓度的影响：吸收剂中所含吸收质的浓度越低，在相同的气体浓度下，吸收的气体越多。
20、蒸馏与蒸发的区别是什么？
答：蒸馏和蒸发虽然都是将混合液加热沸腾汽化，而进行组分的分离，但两者之间有本质的区别。在进行蒸发的溶液中溶质是不挥发的，经蒸发后仅除去一部分挥发性的溶剂而使溶液中的溶质浓度增加，蒸发的产物是被浓缩了的溶液或固体溶质。进行蒸馏的溶液，溶质和溶剂都是都具有挥发性，在蒸馏过程中两者同时变成蒸气，仅是挥发能力的不同，是混合液的组分得以分离。其蒸气冷凝液或残留液都可能是蒸馏产物。 四、计算题
1、如果从气化来的380000M3（标）/小时的气量，其水气比为1.4，而进变换炉的水气比0.7，那么水煤气分离器分离掉的水是多少吨/小时？ 解：
（1）水汽比为1.4时：
气化来的水煤气中的水量：G水＝380000×1.4/2.4＝221666.7 （m3/h） 气化来的水煤气的干气量：G干＝380000/2.4＝158333.3（m3/h） （2）水汽比为0.7时：
水煤气中的水量：G水＝380000×0.7＝110833.3 （m3/h）
G干＝380000/2.4＝158333.3（m3/h）
分离掉的水：221666.7-110833.3＝110833.3（m3/h） 可知：110833.3×18/22.4＝89.062（t/h）
分离掉89.062吨/小时
2、用管径为Ф108×4的管道来输送相对密度为1.84的硫酸，要求每小时输送量为36吨，求该管道中硫酸的体积流量、流速和质量流量。
解：质量流量和重量在数值上相等，即每小时输送硫酸的质量亦为660吨。
36?103＝10kg/s 则W＝
3600已知硫酸的相对密度为1.84,则硫酸的密度为1.84×103kg/m3
?管道截面积：A＝D2＝0.785?0.12＝0.00785m2
4W10＝1273kg/m2s 质量流量：G＝＝A0.00785体积流量：V＝W?＝103＝0.00543m/s 31.84?10V0.00543?0.69m/s 流速u＝＝A0.007853、某一定量气体在21℃时的体积是2.5×10－4m3,压强为1.42×102kpa，,求温度升至49℃,体积为3×10－4m3时的压强。
P2?3?10?4?1031.42?102?2.5?10?4?103P1V1P2V2?解：由 得： ＝322294TIT2322?1.42?102?2.5?129.6kpa
294?3 答：压强是129.6kpa
4、入甲醇合成新鲜气气体成分：CO：28.9％；CO2：2.1％；H2：67.2％其他为惰性气体，生产出1吨精甲醇需要消耗新鲜气多少Nm3？（精甲醇中甲醇含量99.95％，精馏过程中甲醇的收率为99％）
P2?解：由：
H2?CO267.2%?2.1%??2.1
CO?CO228.9%?2.1%可知新鲜气中H2微过量。
CO?2H2?CH3OH?Q CO2?3H2?CH3OH?H2O?Q 1 2 32 1 3 32 X 32X Y 32Y 32X+32Y=1000÷99.95%÷99% X÷28.9%=Y÷2.1%
X=29.45 Kmol Y=2.14Kmol 29.45*22.4÷28.9%＝2282.6Nm3
所以：生产出1吨精甲醇需要消耗新鲜气2282.6Nm3。
5、已经变换炉入口CO为45％，变换炉后CO为10％，求其CO变换率？ 解：因变换反应CO?H2O?CO2?H2前后体积不变,但是干气量增加，则:
ⅹ出＝
x入?x反应1?x反应＝
45％?x反应1?x反应＝10％
X反应＝31.82％ 变换率α＝
x反应x入＝
31.82%＝0.717。 45%6、某车间用离心泵将料液送往塔中（如图），塔内 压强为0.5MPa（表压），槽内液面维持恒定，其上方压强 20m 为大气压。贮槽液面与进料口之间垂直距离为20m，设输 送系统中的压头损失为5m液拄。料液密度为900kg/m3， 管子直径为25mm。每小时送液量2000kg/h。求泵所需 要的有效功率为0.60，求泵的轴功率。 解：在两液面间列出柏努利方程：
p1u12p2u22z1+++He= z2+++h损
?g2g?g2g已知：z1＝0，z2=20m,无外功He＝0，p1=0,p2=0.5×106Pa，ρ＝900kg/m3，u1=0，
h损＝5m液拄。 u2=
2000?9.81=1.26m/s 23600?3.14?(0.025/2)?900?9.81将各数值代入移项得：
50000?9.81?01.262He＝（20-0）+++5＝80.63m
900?9.812?9.81泵的有效功率：Ne=80.63×9.81×2000/3600＝439.43J/s
泵的轴功率：N＝439.43/0.6＝732.38W=0.732 kW
7、有一蒸汽管外径为25mm，管外包以两层保温材料，每层厚均为25mm，外层与内层保温材料的导热系数之比为λ1/λ2＝4，此时的热损失为Q现将内外两层保温材料互换位置，且设管外壁与保温层外表面的温度均不变，则热损失为Q’。求Q’/Q，并说明何种材料放在里层为好。 解：蒸汽管道外径：r1＝12.5mm
内层保温层外半径：r2＝12.5+25=37.5mm 外层保温层外半径：r3=37.5+25=62.5mm 已知λ1/λ2＝4 λ2＝4λ1
当导热系数小的材料包在里层时，热损失Q由下式求得：
Q＝
8?L(t1?t3)?12?L(t1?t3)2?L(t1?t3)==W r3137.5162.51r214.91ln?lnln?ln?1r1?2r2?112.54?137.5当导热系数大的材料包在里层时，热损失Q’为：
Q’＝
8?L(t1?t3)?12?L(t1?t3)2?L(t1?t3)==W 137.5162.5r21r313.14ln?lnln?ln?2r1?1r24?112.5?137.5由以上两式求得： Q/Q’＝4.91/3.14＝1.56
分析说明：由以上计算可知，在圆筒壁保温中热损失少，当采用两种保温材料进行保温时，应将导热系数小的材料包在里层为好。
8、某苯与甲苯混合物中含苯的摩尔分数为40％，流量为100kmol/h，拟采用精馏操作，在常压下加以分离，要求塔顶产品含量为0.9，苯的回收率不低于90％，原料预热至泡点温度加入塔内，塔顶设有全凝器，液体在泡点下进行回流，回流比取其最小值的1.5倍，求回流比是多少？已知在操作条件下，物系的相对挥发度为2.47。
解：料液在泡点下进塔，q＝1， 所以：xe=xf=0.4
ye＝
??e2.47?0.4＝＝0.622 1?(2.47?1)?0.41?(??1)?e最小回流比：
Rm??y0.9?0.622＝De＝＝0.556
0.9?0.4Rm?1?D?yeRm＝1.25
回流比：
R＝1.5 Rm＝1.5×1.25＝1.875
9、用清水处理某混合气体，已知入塔气中含溶质9％，出塔气相中含有溶质0.3％（均为体积分率），出塔溶液中含溶质0.025（摩尔分率）。
求：①该吸收塔的液气比。
②该吸收塔的吸收率。 解：①Y1＝
0.09kmol质＝0.0989
1?0.09kmol惰0.003kmol质＝0.00302
1?0.003kmol惰0.025kmol质＝0.0256
1?0.025kmol剂 Y2＝
X1＝
X2＝0（清水）
Y?YL0.0989?0.00302＝12==3.75
0.0256?0VX1?X2②η＝
Y1?Y20.0989?0.00302×100％＝×100％＝97％
0.0989Y110、在一台列管式换热器中，用热水加热冷水，热水流量为2000kg/h，冷水流量为3000kg/h，热水进口温度为80℃，冷水进口温度为10℃，热损失不计。①如果要求将冷水加热至30℃，试求并流和逆流时的平均温差△tm；②如果要求将冷水加热至40℃，采用并流能否完成任务？（水的比热为4.17kJ/kg.℃） 解：①由热量衡算式：
G热C热（T1-T2）＝G冷C冷（t2-t1） 解得：T2＝50℃
并流操作时：80 50 10 30 △t1＝70 △t2＝20 △tm并＝
Δt1?Δt270?20＝＝39.9℃
70Δt1lnln20Δt2逆流操作时： 80 50 30 10 △t1＝50 △t2＝40 △tm逆＝
Δt1?Δt250?40＝＝44.8℃
50Δt1lnln40Δt2或： 由于
Δt150＝＝1.2≤2 40Δt2Δt1?Δt250?40＝＝45℃
22所以 △tm逆＝
②如果采用并流，冷水可能达到的最高温度受到限制，在极限情况下t2max＝T2，
由热量衡算式：
G热C热（T1-t2max）＝G冷C冷（t2max-t1）
T1(t2max＝
W热C热W冷C冷WC1?热热W冷C冷）?t1＝
801(2000?4.17）?103000?4.17＝38℃ 2000?4.171?3000?4.17由计算可知，如果将冷水加热到38℃以上，采用并流是无法完成的。故若要求将冷水加热到40℃，采用并流不能完成任务。