第5章 蒸发 一、选择题 1. 2. 3.
以下蒸发器属于自然循环型蒸发器的是（ ）蒸发器。
A、强制循环型 B、升膜 C、浸没燃烧 D、外热式
与加压、常压蒸发器相比，采用真空蒸发可使蒸发器的传热面积（ ），温度差（ ），总传热系数（ ）。 A、增大 B、减小 C、不变 D、不确定 蒸发操作能持续进行的必要条件是( )。 A、热能的不断供应，冷凝水的及时排除。 B、热能的不断供应，生成蒸气的不断排除。 C、把二次蒸气通入下一效作为热源蒸气。 D、采用多效操作，通常使用2-3效。 4.
蒸发操作通常采用( )加热。 A、电加热法 B、烟道气加热
C、直接水蒸气加热 D、间接饱和水蒸气加热 5.
以下哪一条不是减压蒸发的优点( )。
A、可以利用低压蒸气或废汽作为加热剂 B、可用以浓缩不耐高温的溶液
C、可减少蒸发器的热损失 D、可以自动地使溶液流到下一效，不需泵输送 6. 7. 8. 9.
多效蒸发流程通常有三种方式，以下哪一种是错误的( )。 A、顺流 B、逆流 C、错流 D、平流 中央循环管式蒸发器中液体的流动称为( )。
A、自然循环 B、强制循环 C、自然沸腾 D、强制沸腾 蒸发操作中，二次蒸气的冷凝通常采用( )。
A、间壁式冷凝 B、混合式冷凝 C、蓄热式冷凝 D、自然冷凝
单效蒸发器计算中D／W 称为单位蒸汽消耗量， 如原料液的沸点为393K，下列哪种情况D/W最大? ( )。 A、原料液在293K时加入蒸发器 B、原料液在390K时加入蒸发器 C、原料液在393K时加入蒸发器 D、原料液在395K时加入蒸发器 10. 蒸发过程温度差损失之一是由于溶质存在，使溶液（ ）所致。
A、沸点升高 B、沸点降低 C、蒸汽压升高 11. 属于单程型的蒸发器是（ ）。
A、中央循环管式蒸发器 B、外热式蒸发器 C、降膜蒸发器 D、 悬筐式蒸发器
二、填空题 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.
蒸发操作所用的设备称为________。
蒸发操作中，加热溶液用的蒸汽称为________，蒸发出的蒸汽称为________。
按二次蒸汽是否被利用，蒸发分为________和________；按操作压强大小，蒸发分为________、________和________；按蒸发方式不同，蒸发分为________和________。 蒸发过程中，溶剂的气化速率由________速率控制。 蒸发溶液时的温度差损失在数值上恰等于________的值。
蒸发操作时，引起温度差损失的原因有________、________和________。 杜林规则说明溶液的沸点与同压强下标准溶液的沸点间呈________关系。
20％NaOH水溶液在101.33kPa时因溶液蒸汽压下降而引起的温度差损失为________。 单效蒸发的计算利用________、________和________三种关系。
10. 当稀释热可以忽略时，溶液的焓可以由________计算。 11. 单位蒸汽消耗量是指________，它时衡量________的指标。
1
12. 单位蒸汽消耗量愈________，蒸发装置的经济效益愈好。 13. 蒸发器的传热速率愈大，则生产能力愈________。 14. 多效蒸发中，效数愈多，则单位蒸汽消耗量愈________。 15. 多效蒸发的操作流程有________、________和________。 16. 多效并流蒸发流程适于处理________的溶液。 17. 多效逆流蒸发流程适于处理________的溶液。 18. 多效平流蒸发流程适于处理________的溶液。 19. 为提高蒸发器的生产能力，可采用________的方法。 20. 提高蒸发器的生产强度的措施有________和________。
21. 加热蒸汽提供的热量用于________、________、________和________。 22. 溶液的流向与蒸汽相同的多效蒸发流程称为 。
23. 杜林规则认为，一定浓度的某溶液在两不同压强下的沸点差与对应压强下水的沸点差的比值为 。
24. 蒸发操作得以实现的主要条件是________________的不断导入，及________________________________________________。
三、判断题 1. 2. 3. 4.
四、计算题 1.
常压单效蒸发中，每小时将10000kg的某水溶液从5％浓缩到25％。原料液温度为40十三点，分离室的真空度为60kPa，加热蒸汽压强为120kPa，蒸发器的管外总传热系数为2000W/(m2.℃)，溶液的平均比热为3.6kJ/(kg.℃)，操作条件下溶液的各种温度差损失为15℃，忽略热损失。求1.水分蒸发量；2.加热蒸汽消耗量；3.蒸发器的传热面积。 2.
进料量为9000kg/h，浓度为1%（质量分率）的盐溶液在40℃下进入单效蒸发器并被浓缩到1.5%。蒸发器传热面积为39.1平方米，蒸发室绝对压强为0.04MPa（该压力下水的蒸发潜热r'=2318.6kJ/kg），加热蒸汽温度为110℃（该饱和温度下水的蒸发潜热r=2232k J/kg）。由于溶液很稀，假设溶液的沸点和水的沸点相同，0.04MPa下水的沸点为75.4℃，料液的比热近似于水的比热，Cｐ＝4.174kJ/kg·K。试求：1.蒸发量、浓缩液量、加热蒸汽量和加热室的传热系数K。2.进料量增加为12000kg/h，传热系数、加热蒸汽压强、蒸发室压强、进料温度和浓度均不变的情况下，蒸发量、浓缩液量和浓缩液浓度又为多少？均不考虑热损失。
五、简答题 1.
蒸发操作得以进行的基本条件是什么？
第6章 蒸馏
一、 选择题 1. 2.
当二组分液体混合物的相对挥发度为（ ）时，不能用普通精馏方法分离。 A、3.0 B、2.0 C、1.0 D、4.0
某精馏塔用来分离双组分液体混合物，进料量为100Kmol/h，进料组成为0.6 ,要求塔顶产品浓度不小于0.9，以上组A、60.5kmol/h B、66.7Kmol/h C、90.4Kmol/h D、不能确定 3.
在t-x-y相图中，液相与气相之间量的关系可按（ ）求出。
2
成均为摩尔分率，则塔顶产品最大产量为（ ）。
一般逆流加料法多效蒸发流程适合于粘度随温度和浓度变化较大的溶液的蒸发。 （ ）
杜林规则认为，一定浓度的某溶液在两不同压强下的沸点差与对应压强下水的沸点差的比值为2。 （ ）
一般并流加料法多效蒸发流程适合于粘度随温度和浓度变化较大的溶液的蒸发。 （ ） △’是指由于溶质的存在而引起的温度差损失。 （ ）
A、拉乌尔定律 B、道尔顿定律 C、亨利定律 D、杠杆规则 4. 5. 6. 7. 8.
q线方程一定通过x－y直角坐标上的点（ ）。
A、(xW,xW) B(xF,xF) C(xD,xD) D(0,xD/(R+1))
A、平衡线 B、操作线与q线 C、平衡线与操作线 D、平衡线与q线
精馏操作是用于分离（ ）。 A、均相气体混合物 B、均相液体混合物 C、互不相溶的混合物 D、气—液混合物 混合液两组分的相对挥发度愈小，则表明用蒸馏方法分离该混合液愈（ ）。 A、容易 B、困难 C、完全 D、不完全
设计精馏塔时，若F、xF、xD、xW均为定值，将进料热状况从q=1变为q>1，但回流比取值相同，则所需理论塔板数将A、变大 B、变小 C、不变 D 不一定 9.
连续精馏塔操作时，若减少塔釜加热蒸汽量，而保持馏出量Ｄ和进料状况（F, xF,q）不变时，则L/V______ ，A、变大 B、变小 C、不变 D、不一定
10. 精馏塔操作时，若F、xF、q，加料板位置、Ｄ和Ｒ不变，而使操作压力减小，则xD______，xw______。
A、变大 B、变小 C、不变 D、不一定
11. 操作中的精馏塔，保持F，xF，q，D不变，若采用的回流比R< Rmin，则x D ______，xw______。
A、变大 B、变小 C、不变 D、不一定 12. 恒摩尔流假设是指 。
A、在精馏段每层塔板上升蒸汽的摩尔流量相等 B、在精馏段每层塔板上升蒸汽的质量流量相等 C、在精馏段每层塔板上升蒸汽的体积流量相等
D、在精馏段每层塔板上升蒸汽和下降液体的摩尔流量相等 13. 精馏过程的理论板假设是指 。
A、进入该板的气液两相组成相等 B、进入该板的气液两相组成平衡 C、离开该板的气液两相组成相等 D、离开该板的气液两相组成平衡 14. 精馏过程若为饱和液体进料，则 。
A、q=1，L=L′ B、q=1，V=V′ C、q=1，L=V′ D、q=1，L=V＇ 15. 全回流时的精馏过程操作方程式为 。
A、yn = xn B、yn-1 = xn C、yn+1 = xn D、yn+1 = xn+1
16. 精馏是分离（ ）混合物的化工单元操作，其分离依据是利用混合物中各组分（ ）的差异。
A、气体 B、液体 C、固体 D、挥发度 E、溶解度 F、温度 17. 精馏过程的恒摩尔流假设是指在精馏段每层塔板（ ）相等。
A、上升蒸汽的摩尔流量 B、上升蒸汽的质量流量 C、上升蒸汽的体积流量 D、上升蒸汽和下降液体的流量 18. 精馏过程中，当进料为饱和液体时，以下关系（ ）成立。
A、q =0，L =L′ B、q =1，V =V′ C、q =0，L =V D、q =1，L =L′ 19. 精馏过程中，当进料为饱和蒸汽时，以下关系（ ）成立。
A、q =0，L =L′ B、q =1，V =V′ C、q =0，L =V D、q =1，L =L′ 20. 精馏过程的理论板假设是指（ ）。
A、进入该板的气液两相组成相等 B、进入该板的气液两相组成平衡 C、离开该板的气液两相组成相等 D、离开该板的气液两相组成平衡
3
L′/V′______，xD______ ，xW______ 。
（ ），塔顶冷凝器热负荷（ ），塔釜再沸器热负荷（ ）。
二元溶液的连续精馏计算中，进料热状态参数q的变化将引起（ ）的变化。
21. 某二元混合物，若液相组成
（ ）。
xA为0.45，相应的泡点温度为t1；气相组成yA为0.45，相应的露点温度为t2，则
A、t1?t2 B、t1?t2 C、t1?t2 D、不能判断
22. 两组分物系的相对挥发度越小，则表示该物系（ ）。
A、容易 B、困难 C、完全 D、不完全 23. 精馏塔的操作线是直线，其原因是（ ）。
A、理论板假定 B、理想物系 C、塔顶泡点回流 D、恒摩尔流假定 24. 分离某两元混合物，进料量为10kmol/h，组成
（ ）。
A、6.67kmol/h B、6kmol/h C、9kmol/h D、不能确定 25. 精馏塔中由塔顶往下的第n-1、n、n+1层理论板，其气相组成关系为（ ）。
A、
xF为0.6，若要求馏出液组成不小于0.9，则最大的馏出液量为
yn?1?yn?yn?1 B、 yn?1?yn?yn?1 C、 yn?1??yn?yn?1 D、不确定
26. 在原料量和组成相同的条件下，用简单蒸馏所得气相组成为xD1，用平衡蒸馏得气相组成为xD2，若两种蒸馏方法所
得气相量相同，则（ ）。 A、
xD1>xD2 B、 xD1=xD2 C、 xD1 27. 在精馏塔的图解计算中,若进料热状况变化,将使( )。 A、平衡线发生变化 B、操作线与q线变化 C、平衡线和q线变化 D、平衡线和操作线变化 28. 操作中的精馏塔,若选用的回流比小于最小回流比,则( ). A、不能操作 B、 xD、xw均增加 C、 xD、xw均不变 D、 xD减小、xw增加 ‘29. 操作中的精馏塔，若保持F、xF、xD、xw、V不变，减小xF，则（ ） A、D增大、R减小 B、D减小、不变 C、D 减小、R增大 D、D不变、R增大 30. 用某精馏塔分离两组分溶液，规定产品组成。当进料组成为时，相应回流比为R1；进料组成为时，相应回流比为R2， 若，进料热状况不变，则（ ）。 A、R1 31. 用精馏塔完成分离任务所需的理论板数为8（包括再沸器），若全塔效率为50%，则塔内实际板数为（ ）。 A、16层 B、12层 C、14层 D、无法确定 32. 在常压下苯的沸点为80.1℃，环己烷的沸点为80.73℃，欲使该两组分混合液得到分离，则宜采用（ ）。 A、恒沸精馏 B、普通精馏 C、萃取精馏 D、水蒸气精馏 33. 精馏操作中，若将进料热状况由饱和液体改为冷液体进料，而其它条件不变，则精馏段操作线斜率（ ），提馏段 斜率（ ），精馏段下降液体量（ ），提馏段下降液体量（ ）。 A、增大 B、减小 C、不变 D、无法判断 34. 若连续精馏过程的进料热状况参数q=1/3，则其中气相与液相的摩尔数之比为（ ）。 A、1/2 B、1/3 C、2 D、3 35. 直接水蒸气加热的精馏塔适用与（ ）的情况，直接水蒸气加热与间接水蒸气加热相比较，当x、x、R、q、α、 回收率相同时，其所需理论板数要（ ） A、多 B、少 C、 相等 D、无法判断 4 36. 某精馏塔内，进料热状况参数为1.65，由此可判定物料以（ ）方式进料。 A、饱和蒸汽 B、饱和液体 C、过热蒸汽 D、冷流体 37. 两组分的相对挥发度越小，则表示物系分离的越（ ） A、容易 B、困难 C、完全 D、不完全 38. 二元溶液连续精馏计算中，进料热状况的变化将引起以下线的变化： A、平衡线 B、操作线与q线 C、平衡线与操作线 D、平衡线与q线 二、填空题 1. 某连续精馏塔中，若精馏段操作线的截距为零，则馏出液流量为__________。 2. 当分离要求和回流比一定时，__________进料的q值最小， 此时分离所需的理论塔板数__________。 3. 蒸馏是指__________________________________的化工单元操作。 4. 在精馏塔实验中，当准备工作完成之后，开始操作时的第一项工作应该是__________________________________。 5. 实现精馏操作的必要条件是_______________和________________________ 。 6. 恒摩尔流假设成立的主要条件是________________________________________。 7. 某精馏塔设计时，若将塔釜由原来间接蒸汽加热改为直接蒸汽加热，而保持xF，D／F，ｑ，RxD不变，则W／F将_______，xw将_______，提馏段操作线斜率将_______，理论板数将_______。 8. 在只有一股进料无侧线出料的连续精馏操作中，当体系的压力、进料组成、塔顶、塔底产品组成及回流比一定时，进料状态q值愈大，提馏段的斜率就愈 ，完成相同的分离任务所需的总理论板数就愈 ，故5种进料状态种中， 进料所需的理论板数最少。 9. 直接蒸汽加热与水蒸汽蒸馏虽都是向釜液直接通入蒸汽，但其目的并不相同。前者是_______________ ，而后者_______________。 10. 操作中，若提馏段上升蒸汽量V增加，而回流量和进料状态（F，xF，q）仍保持不变，则R_____，xD_____，xw_____，L′/V′_____。 11. 操作时，若Ｆ、Ｄ、xF、q，加料板位置、Ｖ不变，而使操作的总压力增大，则xD ________，xW _____ 12. 精馏塔的塔顶温度总低于塔底温度，其原因之一是__________________________，原因之二是_____________________。 13. 精馏塔设计中，回流比越___________所需理论板数越少，操作能耗__________ 。但随着回流比的逐渐增大，操作费用设备费的总和将呈现________变化过程。 14. 恒沸精馏与萃取精馏主要针对________的物系，采取加入第三组分的办法以改变原物系的________。 15. 精馏设计中，当进料为气液混合物，且气液摩尔比为2:3，则进料热状态参数q值等于 。 16. 填料塔用于精馏过程中，其塔高的计算采用等板高度法，等板高度是指 ；填料层高度Z= 。 17. 简单蒸馏与精馏的主要区别是 。 18. 精馏的原理是_______________________________________________。 19. 精馏过程的恒摩尔流假设是指____________________________________________________。 20. 进料热状况参数的两种定义式为q=__________和q=_____________，汽液混合物进料时q值范围_______________。 21. 精馏操作中，当回流比加大时，表示所需理论板数_____________，同时，蒸馏釜中所需的加热蒸汽消耗量_____________，塔顶冷凝器中，冷却剂消耗量__________，所需塔径___________。 22. 精馏设计中，随着回流比的逐渐增大，操作费用_____________，总费用呈现__________________________的变化过程。 23. 精馏操作中，当回流比加大时，表示所需理论板数_____________，同时，蒸馏釜中所需的加热蒸汽消耗量_____________，塔顶冷凝器中，冷却剂消耗量__________，所需塔径___________。 24. 某填料精馏塔的填料层高度为8米，完成分离任务需要16块理论板（包括塔釜），则等板高度HETP＝___________。 25. 总压为1atm，95℃ 温度下苯与甲苯的饱和蒸汽压分别为1168mmHg与475mmHg，则平衡时苯的汽相组成＝___________，苯的液相组成＝___________（均以摩尔分率表示）。苯与甲苯的相对挥发度＝___________。 26. 精馏处理的物系是___________________混合物，利用各组分_______________的不同实现分离。吸收处理的物系是_______________混合物，利用各组分_______________的不同实现分离。 和 。 5 27. 精馏操作的依据是 。实现精馏操作的必要条件是