华工化工原理 下册 传质 实验 思考题 问答题.docx
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1、华工化工原理 下册 传质 实验 思考题 问答题精馏实验补充思考题: 1.塔釜(再沸器)预热过程中,如何判断塔中已有蒸汽上升? 观察塔顶温度,如果塔顶温度开始急剧上升,则说明此时已有蒸汽到达塔顶。 2.塔顶第一块筛板至冷凝器之间的蒸汽管为何要那么高? 使上升蒸汽逐渐降温,保证冷凝器能完全将蒸汽冷凝液化。 3.为了满足物料平衡条件,连续操作的塔釜中的残液是否一定要连续排出?为什么? 否。达到稳定操作条件后,由于塔釜截面足够大,残液量对于塔釜液面高度的影响可以忽略不计,同时残液的余热可使再沸器的能耗降低,因此,实验操作中塔釜残液无须连续排出,只有当液面过高时需排出部分残液以保证实验条件稳定。 4本实
2、验室的酒精精馏实验是如何保证精馏过程处于常压操作的? 在塔顶冷凝器的蒸汽侧开一小孔,用阀门与大气相通,使塔顶处于大气压状态。注意小孔的位置应远离冷凝器的蒸汽入口,以免蒸汽还未冷凝就从小孔跑出。 5.全回流的特点是什么?实验开始阶段为何要先在全回流下操作? 全回流特点:全塔无精馏段、提馏段之分,操作线为对角线,此时操作线距平衡曲线最远,气液两相间传质推动力最大,所需理论板数最少。 实验开始阶段在全回流下操作,让气液充分接触,使精馏塔尽快稳定、平衡,有利于减少达到稳定实验条件的时间,同时降低不合格产品导出。 6.冷液进料时,进料热状况参数q如何确定?冷回流时,塔内实际回流量如何确定(计算)? 通过
3、测量塔釜温度tb和进料温度tF再由相应的计算公式求得q。 通过测定塔顶温度t1和回流温度tc再由相应的计算公式求得部分蒸汽液化回流量L,实际测得的表观回流量Lc加上L即是塔内实际回流量。 7.实验时,如何判断塔已处于稳定操作?改变塔顶浓度xD的最方便有效的方法是什么? 观察回流量,当回流量达到一稳定值时,说明塔已处于稳定操作条件。 改变塔顶浓度的最有效方法为改变进料量。 8.精馏实验完毕后,有同学首先关闭原料泵,接着将塔顶冷凝器的冷却水进口阀关闭,随后停止加热并关闭系统电源。指出该操作步骤的不妥之处,说明你的理由。 关闭原料阀后应先停止加热,待运转一段时间后再关闭冷却水。若过早停水,酒精蒸汽未
4、经冷却而直接排至大气,一方面浪费酒精,另一方面有失火的危险。 9.本实验室的精馏实验中,用什么方法测量物料的浓度? 本实验物料为乙醇水溶液,样品含量用酒度计测出。读数经换算表可查得相应的体积分数,再经计算可获得物料浓度。 塔顶冷却水流量为何要开的足够大? 一是保证冷量足够以达到全凝目的;二是全凝器出口水温45以防结垢。 塔顶为何需要放空? 排放出不凝气,以保证为常压精馏;另外也为了设备安全。 塔身为何需要保温? 塔内温度环境温度,塔体热损失造成塔内气相的冷凝,这种现象称为内回流。内回流轻则导致塔效率,重则塔顶将无产品。需保温以减轻内回流的影响。 查取进料液的汽化潜热时定性温度取何值? 应取进料
5、液的泡点温度作为定性温度。 全回流时上升蒸汽气速对塔板效率的影响规律?试分析原因。 影响规律是先随气速增大,板效率先增大后减少。当气速较小时,上升气量不够,部分液体会从塔板开孔处直接漏下,塔板上建立不了液层,使塔板上气液两相不能充分接触,板效率下降;但如果上升气速太大,又会产生严重液沫夹带甚至于液泛,这样减少了气、液两相接触时间而使塔板效率下降。 影响塔板效率的因素有哪些? 塔结构:塔径、塔板间距、液体流动路径 操作条件:气体和液体流量、液气比 物性参数:密度、粘度、相对挥发度、表面张力、混合物的组成 如何确定精馏操作的回流比? 根据分离要求、进料状态和组成、分离组分的相平衡确定最小回流比,然
6、后根据经验估算设备费用和操作费用,找到投资最小的回流比。 在蒸馏实验过程中,塔顶出现馏出液后,为什么要继续进行一段时间的全回流操作? 因为刚开始精馏时,塔顶的产品还不合格,全回流操作让气液充分接触,使精馏塔尽快稳定、平衡。 在本实验室的精馏实验过程,发生了液泛现象,试分析原因并提出解决的方法。 发生液泛的原因是由于回流过大、加热电流过大,液泛后应减少加热电流,调节无效,应停止加热,将进料、回流和产品阀关闭,并作放空处理,重新开始实验。 采用本实验室的流程分离乙醇和水的混合物,能否得到无水乙醇?为什么? 不能,因为乙醇水在常压下形成恒沸点,恒沸点处相对挥发度为零,无法再分离。 吸收实验补充思考题
7、: 1.吸收实验装置包括水,空气,氨气,尾气分析等四个子系统.操作时,启动和停机的顺序是什么? 开机顺序 准备好尾气分析器; 开动供水系统:首先打开出水端阀门,再慢慢打开进水阀; 开动空气系统:先全开旁通阀,再启动风机; 开动氨气系统:首先放松减压阀弹簧使自动减压阀处于关闭状态,然后打开顶阀,此时自动减压阀压力表会有示值。然后关闭氨气流量计前调节阀,再缓缓压紧减压阀弹簧使阀门打开,低压氨气压力表,至50-80kPa时即可停止,然后用流量计前调节阀调节氨气流量; 打开尾气分析器阀门; 停机顺序 关闭尾气分析器阀门; 关闭氨气系统:用流量计前调节阀调节氨气流量至0;松开氨瓶减压阀弹簧使得自动减压阀
8、关闭,再关闭顶阀; 关闭空气系统:持续通气待残留的氨气被吸收后,全开旁通阀,然后关闭风机; 关闭供水系统:先关闭进水阀,再关闭出水端阀门; 2.为何调节空气流量用旁路调节? 正位移泵使用旁路调节阀。 3.尾气浓度的分析方法?说明尾气流量计所测的流量与尾气中氨的浓度的关系. 化学吸收法。尾气中氨气的浓度等于标准状态下所通过的空气与氨气的体积比,标准状态下的空气体积可由理想气体状态方程求出;标准状态下通过的氨气浓度可由氨气与吸收剂的反应求得。 4.填料塔底部的液封装置(U形管)有何作用? 利用位压头,防止进入吸收塔的气体漏出。 5.空气和氨气转子流量计前的表压计有何作用?为什么要测定水的流量? 测
9、定实验条件下气流的压强,可将实验条件下的气体流量值换算成标准状态下的气体流量值。 根据吸收时的物料衡算可知,L(xb-xa)=V(yb-ya)。通过测定水流量L,可求出液相浓度xb。 6.转子流量计上的流量刻度通常是在哪种状态下标定的?说明空气转子流量计的标定状态与使用状态,标准状态的关系 空气转子流量计的标定状态温度为20,压强为101.33kPa;使用状态温度为实验温度,压强为实验时压强;标准状态温度为0,压强为101.33kPa。实验计算时通常将空气流量换算成标准状态下的流量值。 气体转子流量计测定何种气体流量?怎样得到混合气流量? 分别测定氨气与空气流量,可根据V氨=V混y1得到。 为
10、什么要保证入口气浓度恒定?怎样保证恒定?通过什么衡量是否恒定? 因为实验要测定P/Z与u的关系以及Kya,两者均与入口气体浓度有关,所以必须控制这一变量来保证实验结果的准确性、科学性。 通过维持总压恒定、气体流量稳定来保持入口气体浓度恒定。 填料吸收塔塔底为什么必须有液封装置?液封装置是如何设计的? 液封在填料吸收塔中的作用是使塔内起与大气压分离,避免塔内气体外漏以及塔外气体入内。设计的原理是利用一定高度液体产生的压力抵消塔内产生的压力。 可否改变空气流量达到改变传质系数的目的? 不可以,但当气速过大发生液泛现象是,气体吸收大大降低,此时Kya为0 干燥 1.本实验室的干燥装置的恒定干燥条件是
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