化工节能习题与思考题(无答案)

化工热力学习题与思考题

第一部分：思考题

Chapter1.绪论

1-1．化工热力学的研究范围、主要应用、研究方法及其特点？

1-2．化工热力学中的主要名词和术语？如：体系、外界、环境、状态、过程、循环、可逆等

1-3．状态函数定义、分类、特点？并能举例说明。如：表压是不是状态函数？为什么？

1-4．过程参数？并能举例说明。

1-5．何谓温度？如何表示？各种表示方法之间的关系？

1-6．何谓循环？分类？作用？特点？

Chapter2.流体的p、V、T关系

2-1．为什么纯物质的热力学性质可用平面图完整地表示出来？

2-2．临界状态？当物质处于临界点时有何特点？

2-3．理想气体微观模型、状态方程形式、作用及方程中各参数的含义？

2-4．真实气体微观模型？真实气体状态方程通常有哪几种类型？熟悉几个典型的真实气体状态方程如：Van der Waals、R-K、S-R-K、Virial Eq等及方程中各参数的含义。

2-5．立方型状态方程通常可采用何法求解？（掌握Newton迭代法）

2-6．对比态原理？偏心因子 ？

2-7．普遍化法种类？是否通用？如何使用？

2-8．造成气体混合物非理想性的原因？典型的混合规则？虚拟临界参数？

2-9．体积膨胀系数、压缩系数的定义式？

Chapter3.纯流体的热力学性质

3-1．单相流体系统基本方程？

3-2．点函数间的数学关系式——Green定律、Euler连锁式及其应用？

3-3．Maxwell关系式及其作用？

3-4．纯理想气体、液体、固体状态变化过程的焓、熵变计算？

3-5．纯真实气体状态变化过程的焓、熵变计算的方法类型？

3-6．剩余性质的定义及其处理方法？

3-7．湿蒸汽的概念？干度的计算？

3-8．常用热力学数据表格的使用（至少掌握线性内插法）？

3-9．T-S图的构成，图中点、线、面的含义及典型热力过程在图中的表示？

Chapter5.化工过程能量分析

5-1．热力学第一定律的内容？作用？表达式？局限性？

5-2．何谓稳流体系？稳流体系热力学第一定律表达式？简化形式及其用途？

5-3．热效率的定义、典型过程热效率的计算（至少掌握换热器的有关计算）。

5-4．热转化为功的条件、方向、极限？卡诺定理内容、表达式、应用？

5-5．熵的定义、微观意义？典型过程熵变的计算？

5-6．热力学第二定律的内容？作用？表达式？

5-7．理想功、损失功、热力学效率的定义、计算？

5-8．以下说法中哪个是正确的（1）体系所经历的过程的不可逆程度越大，则该体系的熵变就越大；（2）不论体系经历什么样的过程，其熵变总是增大的；（3）只要体系经历的是实际过程，则其总熵变总是增大的；（4）只要体系经历的是绝热不可逆过程，则其熵变总是增大的。（5）从单一热源吸热，使之完全转化为功是有可能实现的。（6）只要保证有足够的传热推动力，则工厂中在用水蒸汽作为加热介质时应尽可能采用压力较低的水蒸汽。（7）过程的热效率越高，则说明该过程的能量利用越合理。

5-9．有效能的定义、组成、分类、与理想功的关系？

5-10．有效能效率的类型？差别？

5-11．有效能能流图与热流图分别说明了什么？

Chapter6.蒸汽动力循环与制冷循环

6-1．简单Rankine的组成、在T-S图上的表示？热力计算？提高Rankine热效率的措施？

6-2．节流膨胀的定义、特点、效应、处理方法？

6-3．作功膨胀的特点、效应、处理方法？

6-4．制冷定义、分类、应用？制冷方法分类？

6-5．简单单级蒸汽压缩制冷循环的构成、在T-S图上的表示？热力计算？

6-6．有一绝热的房间内放一冰箱，请问：通电后（1）冰箱的门是开着的；（2）冰箱的门是关着的。房间内的温度将起怎样的变化？为什么？

6-7．选择制冷剂的一般原则是什么？

6-8．通常制冷剂的冷凝压力主要取决于什么？蒸发压力主要取决于什么？

6-9．为什么要采用多级压缩制冷？请举一实例说明。

6-10．何谓复迭式制冷？请举一实例说明。

6-11．蒸汽吸收制冷的基本构成？它与蒸汽压缩制冷的主要区别是什么？

6-12．何谓热泵？它在化工上的应用有哪些？

6-13．简单Linde循环的基本构成？

Chapter4.流体混合物的热力学性质

4-1．化学位、偏摩尔性质的定义？

4-2．Gibbs-Duhem方程的用途？

4-3．逸度的定义、物理意义？三种逸度、逸度系数的表示方法？

4-4．理想溶液、活度、活度系数的定义？

4-5．积分溶解热、积分稀释热的定义、用途？试举例说明。

4-6．超额性质的定义？

Chapter7.相平衡

7-1．相平衡判据、相律？

7-2．常用的两种相平衡热力学处理方法？各法的适用范围？

7-3．活度系数法和状态方程法的相平衡表达式？如何进行简化？

7-4．汽液平衡的热力学一致性检验的结论能说明什么问题？

第二部分：计算题

Chapter2．流体的p、V、T关系

2-1．已知氯甲烷在60℃时的饱和蒸汽压为1.376MPa，试用理想气体、Van der Waals、R-K方程计算在此条件下饱和蒸汽的摩尔体积与密度？并与实验值1.636m3：

2-22，试分别用（1）理想气体状态方程；（2）式（2-28）；（3）式（2-29）计算200℃、1 MPa时异丙醇蒸汽的摩尔体积V和压缩因子Z。参考答案：（1）v= 3.934 m3/kmol、Z=1；（2）v=3.546 m3/kmol、Z=0.9013

（3）经第4次迭代可得：v3＜10-5、Z=0.8866

2-3．已知某钢瓶内装有乙烷，其容积为22656cm，温度为316.3K，压力为136atm，试采用三参数普遍化法计算乙烷的量？（参考答案：m =8.359kg）

2-4．试用三参数普遍化法计算136atm、921K时水蒸汽的比容，并将其结果与按ig EOS计算的结果及实验值V=0.0292m3/kg进行比较，比较结果说明了什么？（参考答案：采用Viriai EOS计算得比容为：v Vir=0.02921m3/kg、误差：ε1=3.425?10－4；采用ig EOS计算得比容为：v ig=0.03087m3/kg、误差：ε2=5.72?10－2

Chapter3.纯流体的热力学性质

3-1．氨由此500K、1.2MPa经一系列过程后变化至500K、18MPa，试按下述两种情况计算过程的焓变和熵变？（1）设氨是理想气体；（2）氨气是真实气体，且服从pV=R T－a p/T+b p的状态方程，式中a、b为常数，a=386L?K/kmol，b=15.3 L/kmol。（参考答案：231.10 J/mol、－22.541 J/(mol?K)）

3-2．（1）某真实气体从p1、T1状态变化到p2、T2状态，试画出计算?H、?S的计算途径和计算式。（2）若该气体遵循p(V－b)=R T的状态方程，b为常数且等于 3.866?10-5m3/mol，处于理想状态下的

*

p

C=27.61+5.021?10-3T kJ/(kmol?K)，求该气体从100℃、3 MPa变化到1000℃、10 MPa时的?H、?S的值？（参考答案：?H=2.884?104J/mol、?S=28.394 J/(mol?K)）

3-3．利用水蒸汽表计算1kg水从95℃、0.1MPa变化到535℃、10.8MPa时?h之值。（参考答案：?h=3056.18kJ/kg）

Chapter5．化工过程的能量分析

5-1．表达式?h+1

2

?u2+g?z=q－w s的适用条件是什么？

5-2．是非题：表达式?h+1

2

?u2+g?z=q－w s（1）该式只能用于稳流体系、可逆过程且体系只作机械功；（）

（2）该式除只能用于稳流体系这一限制条件外，无可逆不可逆等一切限制条件；（）（3）该式用于稳流体系、物系只作机械功且以1kg为计算基准。（）

5-3．当过程为无功过程时，由稳流体系热力学第一定律得：Q=?H这一关系式，该关系式：（1）无等压这一限制条件，但动、位能要忽略不计；（）(2)有等压这一限制条件且动、位能要忽略不计。（）

5-4．将20℃、压力为1×105Pa的水用泵打到压力为1MPa的锅炉中，水的流量为2×104kg/h，试求水泵的理论功率，已知20℃、1×105Pa的水的比容为0.0010018m3/kg。（参考答案：5.009 kW）

5-5．某鼓风机风量为0.5Nm3/s，风压为1.5×104Pa（表压），气体入口温度为30℃，出口温度为45℃。试求该风机的理论功率（大气压力为1.013×105Pa）（参考答案：7.973kW）

5-6．今有94℃的热水连续地从一贮槽以3.8×10－3m3/s的流量泵送，泵的功率为1500w，热水在途中经一换热器，放出7.0×105J/S的热量，并输送到比第一贮槽高15m的第二贮槽中，试求第二贮槽中水的温度。已知水的热容为4.184 k J/(kg K)，94℃水的比容为0.0010388m3/kg。（参考答案：48.33℃）

5-7．热力学第一定律是能量守恒与转化定律在热现象上的应用，现有以下二种说法，判断是否正确？

（1）热力学第一定律是通过数学方法推导得来的（）；（2）热力学第一定律是经验的总结，是公认的真理（）5-8．有些化工计算设计说明书和化工技术人员，对设备作能量衡算时，习惯用带入、带出设备的热这一说法，问从热力学角度来讲，这一说法是否正确，为什么？

5-9．压力为1.5MPa，温度为400℃的过热水蒸汽，通过一Φ75mm的标准管，以3m/s的速度进入透平机，透平机的乏汽用Φ250mm的标准管引出，压力为10k Pa，温度为50℃。求透平机的输出功率。假设透平机无热损失，蒸汽在始、终态的热力学数据为h1=3254.5 k J/kg、v1=0.2288m3/kg；h2=2592 k J/kg、v2=15.00m3/kg。（参考答案：38.37kW）

5-10．压力为101.325 kPa，温度为10℃的CO2，压缩至354.638 kPa，要求压缩后CO2的温度为93.4℃，已知压缩1kmolCO2耗功1.226×104kJ，压缩机输入管内径这150mm，CO2流速为3m/s。问在压缩过程中需向CO2气体供热还是从中取热？计算传热速率。设压缩过程中位能和动能变化可以忽略不计。已知始、终态的热力学数据为：H1=716 kJ/kg、v1=0.55m3/kg；H2=770 k J/kg、v2=0.018m3/kg。（参考答案：—21.65kJ/S）

5-11．在煤气发生炉的下吹阶段，为了利用燃烧室的蓄热来预热水蒸汽，下吹蒸汽的流程是先经燃烧室，然后再进入煤气炉。已知进入燃烧室的水蒸汽为p1=1.5×105Pa的饱和蒸汽，出燃烧室时水蒸汽被加热到200℃，试求每100kg水蒸汽从燃烧室吸取了多少热量？（参考答案：1.793×104kJ）

5-12．有一换热器，热流体为压力为1.2MPa的饱和水蒸汽，流量为100kg/h，换热后冷凝为对应的饱和水。被加热介质为常压的工艺空气，进口温度为100℃，流量为110kmol/h，换热器的热损失为1.00?104kJ/h，试

求（1）空气出口温度？（2）换热器的热效率？

5-13．某台锅炉每小时产汽40吨，已知锅炉进水焓h1 =410 kJ/kg，锅炉出口蒸汽焓h2=2780kJ/kg，燃煤的发热量q dw= -30000kJ/kg，锅炉效率为η=80%，试求锅炉每小时燃煤量m为多少？

5-14．①出变换炉的气体温度为400℃，经热交换器与入变换炉的湿半水煤气换热后，温度降为240℃，已知

3

12×105Pa，过程可视为等压。

（参考答案：Q传出=－1.076×106 kJ、't2=350.34℃）

5-15．某化肥厂有二段转化炉气，其流量为5160Nm3/吨氨，今用废热锅炉机组回收余热，转化炉气温度由1000℃降到380℃，产生10MPa、440℃的过热蒸汽，废热锅炉进水为10MPa下的饱和水，若不计热损失，问废热锅炉产汽量为多少？若此蒸汽在透平机中进行不可逆绝热膨胀作功，透平机乏汽压力为0.1MPa，温度为

100℃。试计算透平机输出的轴功。已知转化炉气的热容C P=36.0k J/(kmol K)。（参考答案：2847.57kg、-1.529

×106 kJ）

5-16．含苯50%（mol%）的苯、甲苯混合物，温度为10℃，连续加入汽化室内，在汽化室内混合物被加热至50℃，压力为4638.8Pa，气相中含苯68.4%，液相中含水量苯为40%，问每kmol进料需向汽化室提供多少kJ 的热量？（参考答案：17640kJ/kmol）

5-17．对某一容量为一百万kW的核动力电站进行估算时，需要估算其冷却水用量，为此，把热机大致按在620K与340K之间的卡诺循环估算，如冷却水的最大温升为10K，则必须以多大流量供给冷却水？已知冷却水的恒压平均热容为4.184k J/(kg K)（参考答案：1.045×105吨/h）

5-18．某一热机工作于1500K的高温热源及293K的低温热源之间，若每一循环中工作介质向高温热源吸热200kJ，试计算（1）此热量中最多可转变成多少功？（2）如果工作介质在吸热中与高温热源的温差为150K，在放热过程中与低温热源的温差为20K，则该热量最多可转变成多少功？热效率为多少？（3）如果（2）循环过程中不仅存在温差传热，并且由于摩擦等损失又使循环功减少40kJ，则相应的效率又为多少？

（参考答案：（1）ηmax=ηc=0.8047、W max=160.9 kJ（2）η2=0.7681、W2=153.6 kJ（3）W3=113.6 kJ、η3=0.5681）5-19．有人声称他设计了一个热机，从温度为400K的高温热源吸取25kJ/s的热量，在温度为200K的低温热源放出12kJ/s的热量，并向外界提供了15kW的功，试判断此设计是否能实现？

5-20．一热机从600K的高温热源可逆吸热100kJ，并向300K的低温热源排热，试对下面假设的三个功量进行判断，指出哪种情况是不可逆的、可逆的、不可能的？（1）50kJ；（2）75kJ；（3）25kJ。

5-21．1mol理想气体在400K由0.1MPa经等温不可逆压缩至1MPa，压缩过程的热被移至300K的蓄热器，实际压缩过程功耗比同样的可逆压缩过程功耗多20%，试计算气体的熵变，蓄热器的熵变和总熵变。

（参考答案：—19.14J/(mol?K)、30.63J/(mol?K)、11.49J/(mol?K)）

5-22．将空气进行节流膨胀，由压力2.0265×107Pa、温度为300K膨胀为2.0265×106Pa。试计算空气的终温和熵变及过程的总熵变。过程示意图如下：

节流膨胀

又问：气体为理想气体时，则理想气体的终温和熵变为多少？

（参考答案：（1）T2=272K、?S sys=18.82kJ/(kmol?K)（2）T2=300K、?S sys=19.14kJ/(kmol?K)）

5-23．设有10kg压力为0.1MPa的水被下述热流体加热，从288K加热至333K，计算热流体与被加热的水的熵变和过程的总熵变。（1）0.68MPa的饱和蒸汽；（2）0.34MPa、450K的过热蒸汽；（3）与10kg、压力也为

0.1MPa、温度也为333K的热水完全逆流换热。假设（1）（2）二种情况下蒸汽冷凝但不过冷，过程中无热损失。（参考答案：（1）?S sys1=6.084kJ/K、?S sys21=－4.310kJ/K、?S t1=1.774kJ/K（2）?S sys22=－4.574kJ/K、?S t2=1.510kJ/K（3）－?S sys23=?S sys1=6.084kJ/K、?S t3=0）

5-24．假设附图所示一绝热的冷热管，管的中部通入压缩空气，用热力学第二定律判断在图示条件下这一过程能否自动进行？设空气为热容不变的理想气体c p=29.29kJ/(kmol K)。

5-25．比较下面两台热机，何者热量利用比较完善（即热力学效率高），环境温度为300K。（1）恒温热源温度为1000℃，热转化为功的效率为46%；（2）恒温热源温度为500℃，热转化为功的效率为43%。

（参考答案：第二种热机比第一种热机的热能利用完善）

5-26．计算1kg、压力为1.5MPa、温度为540℃的水蒸汽在流动过程中可能得到的最大功量。环境温度为15℃。又问，若该蒸汽为1.5MPa的饱和蒸汽，则可能得到的最大功量又为多少？

（参考答案：（1）－1342.40kJ/kg（2）－936.1kJ/kg）

5-27．1kg水在0.1MPa下从20℃被加热至沸点，并蒸发为饱和蒸汽。（1）所需的热量来自900℃的恒温热源；（2）所需的热量来自高温燃气，燃气的温度在加热过程中由1327℃降至327℃。分别计算上述两种加热过程的功损耗及热力学效率。设燃气可作为理想气体处理，其热容不变c p=36.0kJ/(kmol?K)，过程热损失忽略不计，环境温度为27℃（参考答案：（1）1456.4kJ、28.48%（2）1356.7kJ、25.81%）

5-28．如果1kmol理想气体用下述两种方法进行绝热膨胀，都从始态2.1MPa、25℃降至0.1MPa。（1）过程为节流膨胀；（2）过程为等熵膨胀。分别计算上述两种过程的功损失，T0=25℃（参考答案：7546.8kJ/kmol、0）5-29．蒸汽常因管路散热而在输送过程中冷凝，试计算1kg、4MPa的饱和蒸汽冷凝成饱和水所引起的热损失和功损失。环境温度为298K。（参考答案：－1713.5kJ/kg、737.8kJ/kg）

5-30．设有1mol理想气体在恒温下由1MPa、300K作不可逆膨胀至0.1MPa。已知膨胀过程作功4184J。计算过程总熵变和损耗功以及热力学效率，环境温度为298K。（参考答案：5.10J/(mol K)、1520.8J/mol、73.34%）5-31．在一个绝热的容器中，温度为90℃的5kg的水和温度为20℃的10kg的水相混合，求此过程中熵的变化和功损耗。设水的压力为105Pa，环境温度为298K。（参考答案：0.3204kJ/K，95.5kJ）

5-32．有两股热流体，分别由温度为500℃和1000℃的恒温热源流出，求这两股热流体每1000k J所含的有效能。环境温度为298K。（参考答案：614.6kJ、765.9kJ）

5-33．有一锅炉，利用燃烧气来生产1.01325×105Pa的饱和水蒸汽，锅炉给水温度为100℃，燃气为常压，由800℃冷却到200℃，其热容为29.29k J/(kmol?K)，环境温度为25℃，求：（1）燃烧气输出的热量；（2）燃烧气所含有的有效能；（3）水所获得的有效能；（4）传热过程中有效能效率；（5）燃烧气输出的有效能。传热过程中热损失忽略不计。（参考答案：－17574kJ、11515.14kJ、3534.3kJ、10422.3kJ、33.91%）

5-34．试比较7MPa饱和蒸汽和1MPa、280℃的过热蒸汽的有效能大小。环境状态为101325Pa、298.15K。（参考答案：1042.6kJ、910.1kJ）

Chapter6．蒸汽动力循环与制冷循环

6-1．有一理想朗肯循环，以水蒸汽为工质。已知锅炉的压力为4MPa，进入透平的蒸汽温度为480℃，流量为26×103kg/h，乏汽压力为10k Pa。求①透平机的功率；②锅炉给水泵的功率；③工质从锅炉中吸收的热量；

④循环的热效率；⑤汽耗率。（参考答案：8470.71kW、29.11kW、8.328×107kJ/h、36.49%、3.08kg/(kW?h)）6-2．理想朗肯循环以水蒸汽为工质，初参数分别为2.4MPa、390℃；3.5MPa、435℃及9MPa、535℃。终参数为4kPa。试比较其热效率。泵功忽略不计，计算结果说明了什么？（参考答案：(1)35.81%(2)37.94%(3)42.80%）6-3．一个理想的再热循环，蒸汽于8MPa、600℃时进透平机，膨胀到1.5MPa时再加热到540℃，然后进一步膨胀作功。冷凝蒸汽压力为6kPa。输出功率为1.250×105kW。求蒸汽的流量和循环的热效率。

（参考答案：71.97kg/s、44.04%）

6-4．某一供电、热装置，将11MPa、580℃的过热蒸汽引入一高压透平中膨胀作功。当压力降至1MPa、温度为300℃时，抽出部分蒸汽用于工艺加热，假定在工艺热交换器中该部分蒸汽全部冷凝成饱和水，能够提供2×104k J/s的热量。余下的蒸汽再过热到500℃。然后在低压透平中可逆膨胀到5 k Pa。如需用的动力为2×104kw。试计算①所需的蒸汽量；②再热所吸收的热量占总热量的百分率；③此装置的热量利用率。假设上述

过程不存在热损失。（参考答案：①工艺蒸汽用量m

=8.752kg/s②循环过程蒸汽总量18.277 kg/s③再热所吸

工艺

收的热量Q RH=4105.67 kJ/s④过程吸收的总热量Q总=61035.01kJ/s⑤再热所吸收的热量占总热量的百分比为6.73%⑥热量利用率65.20%）

6-5a)某厂的热电站功率12000kw。使用背压式透平。透平入口蒸汽压力为6MPa、温度为500℃。乏汽压力为计算0.2MPa、温度为140℃，乏汽全部用于供热，在供热过程中冷凝并且降温到70℃，加压下返回锅炉。假设煤的发热量为20000kJ/kg，计算电厂的循环热效率。b)如果热电分开生产，电能由乏汽压力为6kPa的凝汽式透平生产，热能由单独的锅炉供应，锅炉给水温度为70℃，产0.2MPa、140℃的蒸汽，其余条件同上。试比较其耗煤量。假设锅炉无热损失，水泵功耗忽略，冷凝器出口为6kPa的饱和水，透平的等熵效率相等。（参考答案：(a)2.793kg/s(b)4.013kg/s）

6-6．试用T—S图求空气初温为300K，下列条件下节流膨胀及等熵膨胀的终温，并加以比较。（1）自8.11×106Pa膨胀至2.03×106Pa；（2）自2.03×106Pa膨胀至5.07×105Pa。（参考答案：）

（166

（2）自2.03×10

6-7．空气在膨胀机中进行作外功的绝热膨胀，初温为198K，由3.04×106Pa膨胀至6.08×105Pa，终温为140K。试求膨胀机的等熵效率和热力学效率。（T0=298K）（参考答案：72.04%、52.92%）

6-8．一台普通家用电器冰箱放在一间关闭的、绝热的房间内。（1）如冰箱门关着；（2）如冰箱门开着。问房间内“平均温度”将发生什么变化？

6-9．某冷冻装置的冷冻量为3冷冻吨，采用氨蒸汽压缩制冷循环，氨蒸发温度为283K，冷凝温度为313K，试计算冷冻剂的循环速率（kg/h）；压缩机的理论功率（kW）；冷凝器放出的热量（kJ/h）；制冷系数。压缩过程为可逆过程。（参考答案：38.36kg/h、1.338kW、－46545kJ/h、8.67）

6-10．用热泵自地下水吸热量，向室内放热以维持室温为294K，循环示意图如图6-10附图，求（1）氨蒸发和冷凝的压力？（2）从地下水获得4.48kJ的热量，可释放给房间的热量为多少？（3）若室内需要25080kJ/h 的热量，压缩机所需最小功率是多少？（4）热泵的供热系数和作为冷冻装置时的冷冻系数为多少？

（参考答案：(1)p1=6atm(6.14795?105Pa)p2=14atm(1.42956?106Pa)(2)当Q0=4.18kJ时，求Q1=－4.61kJ(3)当'Q1=

－25080kJ/h时，W S=－0.65kW(4)ε=10.78，ξ=9.78）

6-11．求用简单林德循环制1kg液态空气所消耗的能量。设操作条件如下：（a）初态温度为288K，压缩后的压力为5.07×106Pa；（b）初态温度为288K，压缩后的压力为2.03×107Pa。上述两种情况都膨胀至1.013×105Pa，不考虑冷损失及温度损失。（参考答案：1.881×104kJ/kg液air、8.233×103kJ/kg液air）

6-12．若冷损失及温度损失合计为11.3kJ/kg空气，重复计算6-11题，并加以比较。

（参考答案：2.783×105kJ/kg液air、1.178×104kJ/kg液air）

Chapter4．流体混合物的热力学性质

4-1．计算100kg25%H2SO4与50kg78%H2SO4在25℃、101325Pa下混合的热效应。（参考答案：-8123.22 kJ）4-2．如将25℃的下述物质进行等质量混合，欲使最终所得混合液的温度仍是25℃，试求混合时所释放的热量（以kJ/kg溶液表示）。①100%的H2SO4和水；②50%的H2SO4和水。（答案：-300.2 kJ/kg溶液、-26.58 kJ/kg 溶液）

补充：等mol混合时①100%的H2SO4和水等mol混合：－242.026 kJ/kg溶液②50%的H2SO4和水等mol混合：－28.41kJ/kg溶液

4-3．在盐酸生产过程中，如果用100℃、HCl(g)和25℃的水生产40℃、25%（质量%）盐酸水溶液1000kg/h。试计算吸收装置中应加入或移走的热量为多少kJ/h？（参考答案：4.188×105kJ/h）

4-4．为重复使用浓缩稀硝酸后所得的稀硫酸，常将此稀硫酸重新浓缩，设有68%稀硫酸在101325Pa、298.15K 下进入浓缩锅，浓缩至92%，92%硫酸溶液的正常沸点为283℃，平均热容为 1.925kJ/(kg?K)，试求每取得100kg92%硫酸溶液应向浓缩锅内的溶液最多提供多少热量？（参考答案：182357.6kJ）

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化工基础知识 1、离心泵的工作原理是什么？ 答：离心泵启动前泵内要先灌满所输送的液体。启动后，叶轮旋转，产生离心力，将液体从叶轮中心抛向叶轮外周，压力升高，并以很高的速度流入泵壳，在壳内使大部分动能转换为压力能，然后从排出口排出。叶轮内的液体被抛出后，叶轮中心处形成低压，在压差的作用下，液体被吸入泵内。这样只要叶轮不停地转动，离心泵便不断的吸入和排出液体。 2、何为“汽蚀”、“气缚”，并说明其危害。 答：汽蚀：当离心泵叶轮进口处的压力降至输送液体的饱和蒸汽压时，将发生沸腾，所生成的蒸汽泡随液体从入口向外周流动中，又因压力迅速加大而急剧冷凝，使液体以很大的速度从周围冲向汽泡中心，产生频率很高、瞬时压力很大的冲击，这种现象称为汽蚀。 汽蚀时，由于对叶轮及泵壳极大的冲击力加上液体中的溶解氧对金属的化学腐蚀的共同作用，在一定时间后，可使其表面出现斑痕及裂缝，甚至呈海绵状逐步脱落。发生汽蚀时，泵体由于受到冲击而发生震动，并发出噪音，同时使泵的流量、扬程下降。 气缚：由于泵内存气，启动离心泵而不能输送液体的现象，称为“气缚”。气缚时，泵打量降低甚至不打量，泵的噪音较大。 3、试说明大气压、表压、绝压、真空度的关系。 答：表压为实际压力比大气压高出的值。 表压 = 绝压 - 大气压 真空度表示实际压力比大气压低多少。 真空度 = 大气压 - 绝压 4、磁力泵工作原理？ 答：磁力泵由泵、磁力传动器、电动机三部分组成。关键部件磁力传动器由外磁转子、内磁转子及不导磁的隔离套组成。当电动机带动外磁转子旋转时，磁场能穿透空气隙和非磁性物质，带动与叶轮相连的内磁转子作同步旋转，实现动力的无接触传递，将动密封转化为静密封。

化工工艺学习题与答案

化工工艺学试题（1） 一、填空：（每空1分共10分） 1.目前工业上对、间二甲苯的分离方法有-------------------------------- 、 ---------------------- 和 ------------------------ 三种。 2.乙苯催化脱氢合成苯乙烯时脱氢部分常用--------------------- 和----------------- 两种类型反应器。 3.催化加氢反应所用的催化剂以催化剂的形态分有、、------------------- 、----------------------- 、------------------ 五种？ 1、低温结晶分离法、络合分离法和模拟移动床吸附法三种。 3、金属催化剂、骨架催化剂、金属氧化物、金属硫化物、金属络合物。 二、简答（每题5分，共90分） 1、煤的干馏和煤的气化的定义。 答：将煤隔绝空气加热，随着温度的升高，煤中有机物逐渐开始分解，其中挥发性物质呈气态逸出，残留下不挥物性产物主是焦炭或半焦，这种加工方法称煤的干馏。煤、焦或半焦在高温常压或加压条件下，与气化剂反应转化为一氧化碳、氢等可燃性气体的过程，称为煤的气化。 2、什么叫烃类热裂解？ 答：烃类热裂解法是将石油系烃类原料（天然气、炼厂气、轻油、柴油、重油等）经高温作用，使烃类分子 发生碳链断裂或脱氢反应，生成分子量较小的烯烃、烷烃和其它分子量不同的轻质和重质烃类。 3、烃类热裂解的原料有哪些？ 答： 4、烃类热裂解过程有何特点？ 答：①强吸热反应，且须在高温下进行，反应温度一般在750K以上；②存在二次反应，为了避免二次反 应，停留时间很短，烃的分压要低；③反应产物是一复杂的混合物，除了气态烃和液态烃外，尚有固态焦的生成。 5、烃类热裂解制乙烯的分离过程中，裂解气为什么要进行压缩？为什么要分段压缩？ 答：裂解气中许多组分在常压下都是气体，沸点很底，为了使分离温度不太底，可以适当提高分离压力。多段压缩有如下好处：节省压缩功；段与段中间可以进行降温，避免温度太高引起二烯烃的聚合；段与段中间也可便于进行净化和分离。 6、烃类裂解制乙烯的过程中，为什么要对裂解气进行脱酸性气体？怎样进行脱除？ 答：酸性气体主要是指二氧化碳和硫化氢，另外还含有少量有机硫化物，这些酸性气体过多会对分离过程带来危害：例如硫化氢会腐蚀管道和设备，使加氢脱炔催化剂中毒，使干燥用的分子筛寿命缩短，二氧化碳会结成干冰，会堵塞管道，他们对产物的进一步利用也有危害，所以必须脱除。用碱洗法脱除；酸性气体量多时可以先用乙醇胺脱除，再用碱洗法彻底除去。 7、脱甲烷塔高压法和低压法有何优缺点？ 答：低压法分离效果好，乙烯收率高，能量消耗低。低压法也有不利之处，如需要耐低温钢材、多一套甲 烷制冷系统、流程比较复杂。高压法的脱甲烷塔顶温度为一96C左右，不必采用甲烷制冷系统，只需用液 态乙烯冷剂即可，比甲烷冷冻系统简单。此外提高压力可缩小精馏塔的容积，所以从投资和材质要求来看， 高压法是有利的；但高压法因乙烯与甲烷相对挥发度接近而不易分离，运行能耗要高于低压法。

化工设计复习题及答案

第一章 1、简述化工设计的概念、作用与分类。 答：（1）概念：化工设计是对拟建化工项目在技术和经济上进行全面详尽的安排，是化工基本建设的具体化，是把先进的技术和最新科研成果引入生产的渠道。 （2）作用：化工设计是生产技术中的第一道工序，是化工厂建设中的重要组成部分，设计工作的质量直接关系到工厂的经济效益和社会效益，化工设计是进行技术革新和技术改造的先导，是先进科学技术与生产实践相结合的中间环节，是科研成果实现工业化的桥梁。 分类：根据项目性质可分为：新建项目设计、重复建设项目设计、已有装置的改造设计。根据化工过程开发程序化工设计可分为：概念设计、中式设计、基础设计和工程设计。 2、化工设计划分为哪三个阶段？并分别叙述其主要内容。 答：初步设计，扩大初步设计和施工设计三个阶段。 初步设计：是根据计划任务书，探求在技术上可能，经济上合理的最符合要求的设计方案，还应编写初步设计说明书。 扩大初步设计：根据已批准的初步设计，解决初步设计中的主要技术问题，使之进一步具体化、明确化，还应编写扩大初步设计说明书及工程概算书（允许误差较大）。 施工设计：根据已批准的扩大初步设计进行的，是施工的依据，为施工服务，应有详细的施工图纸和必要的文字说明书以及工程预算书（误差较小）。 3、写出化工设计程序，并对其主要内容作简单阐述。 答：化工设计程序 前期准备工作→项目建议书→可行性研究→决策（评估）→计划任务书→初步设计→扩大初步设计→施工设计 4、工艺设计主要包括哪几个方面的内容？ 设计准备、方案设计、化工计算、车间布置、化工管路设计、提供设计条件、编制概算书的设计文件 第二章 1、化工厂址选择应考虑的主要因素是什么？ （1）节约用地，考虑发展（注：地不能征多，但也应留有发展佘地）； （2）利用城镇设施，节约投资（电、蒸汽、燃料等靠近电厂或水水电站，靠近燃料供应点，水靠近江、河、湖等）； （3）满足环境卫生及交通运输要求（能妥善处理“三废”，优先使用水路、铁路运输，适当增加公路运输）； （4）不旱不涝，地质可靠； （5）少挖少填，有利于协作等，还要与城市规划协调。 2、在化工厂总平面布置设计时，对于生产车间、辅助生产车间、行政办公楼、住宅及道路等有何具体要求。 生产车间的位置应按工艺过程的顺序进行布置，生产线路尽可能做到直线而无返回流动，但并不要求所有车间在一条直线上，应考虑辅助车间的配置距离及管理上的方便。一般功能、工艺相似的车间、工段尽可能布置在一起（便于集中管理），车间之间的管道尽可能沿道路的铺设。生产有害气体或粉尘车间要放置在下风或平行风侧。 关于辅助车间的布置 （1）锅炉房尽可能布置在用蒸汽较多的地方，其附近不得有易燃、易爆的车间或仓库，应放置在下风位置；

化工基础题库修订版

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化工基础试题 初级一 1、在国际单位制中，重量的单位是（），1公斤力=（）牛顿。 答:牛顿 2、汽化有两种方式，即()和()。 答:蒸发沸腾 3、热传递是由于物体之间（）的不同而引起的，其基本的方式有()，()，()。 答:温度热传导热对流热辐射 4.依靠流体流动作相对位移而进行的传热叫（）,它有（），（）两种形式。 答:对流传热自然对流强制对流 5.在液体表面进行的汽化现象叫（），在液体内部和表面同时进行的汽化现象叫（）。答:蒸发沸腾 6.大气压、绝对压力与表压三者之间的关系为（）。

答:绝对压力=大气压+表压 7.压缩比是压缩机（）和（）之比。 答:出口气体绝对压力入口气体绝对压力 8.按照泵的吸入方式可将离心泵分为（）和（）两类。 答:单吸泵双吸泵 9.当被测容器内压力大于外界大气压，所用测压仪表称为（），当被测容器内压力小于外界大气压，所用测压仪表称为（）。答:压力表真空表 10.离心泵叶轮的作用是将（）传给液体使流体的（）和（）均有所提高。 答:原动机的机械能静压能动能 11.离心泵叶轮按结构不同一般可分为（），（），（）三种类型。 答:闭式半开式开式 灭火器适用于（）。 答:可燃性气体、液体、电气火灾 39.测量仪表测量目的是________。

答:为了获得被测量的真实值 40、气动仪表所用的能源是_______，标准信号是_________。 答:压缩空气，20-100KPa 45.在自动调节系统中，调节器的积分时间越大，表示其积分作用_________。答:越弱 46.在生产中，要求自动调节系统的过渡过程必须是一个_________振荡过程。答:衰减 的含义是___________。 答：分散型控制系统 操作画面中，MAN表示________，AUTO表示_________。 答:手动，自动 选择题 1.氧气呼吸器在使用前，应检查氧气压力大于（）atm。

化工设计概论试题副本

化工设计概论试题副本 This manuscript was revised by the office on December 10, 2020.

一．填空题 1.新建项目设计包括新产品设计和采用新或新技术的产品设计。 2.设计代表的任务是参加基本建设的和安装。 3.化工计算包括工艺设计中的、能量衡算以及设备选型和计算三个内容。 4.设备是完成生产过程的重要条件，是确定技术路线和时必然涉及到的因 素。 5.工艺流程草图流程线的起始和终了处注明的名称来源及去向。 6.设备在工艺管道及仪表流程图上应标注和名称。 7.对于连续操作过程，选用作为基准是很自然的。 8.工艺设计的任务是根据工艺需要，计算并某种型号设备，以便订货。 9.根据工艺流程的特点，确定反应釜是操作还是间歇操作。 10.设备布置首先要满足工艺和工艺条件的要求。 11.化工厂使用最多的换热器是换热器与再沸器。 12.真空管线应尽量短，尽量减少弯头和以降低阻力，达到更高的真空度。 13.管架是用来、固定和约束管道的。

14.循环冷却水在周而复始的循环使用过程中，会对管道产生并在管壁上结 垢。 15.物质的燃烧必须具备个条件。 16.化工设计可根据性质分类，也可按设计性质分类。 17.施工图设计的任务是根据审批意见，解决扩大初步设计阶段待定的各项问 题。 18.扩大初步设计的设计文件应包括以下两部分内容：和说明书的附图、附 表。 19.工艺管道及仪表流程图上，管道的标注内容应包括三个组成部分：即、管 径和管道等级。 20.执行器的图形符号由机构和调节机构两部分组合而成。 21.加压操作的塔可分为出料和液相出料两种。 22.物料衡算的理论根据是定律。 23.流量大而扬程不高时可选用单级。 24.对于釜式反应器，依靠来实现物料流动和混合接触。 25.车间设备布置是确定各个设备在车间和立面上的位置。 26.容器分贮存容器与原料及成品贮罐两类。

化学工艺学习题及解答

习题及解答 第二章化工资源及初步加工 2-1、煤、石油和天然气在开采、运输、加工和应用诸方面有哪些不同？ 答：（1）开采：一个煤矿往往有多层煤层。每煤层的厚度也不同，为此需建造长长的坑道，铺上铁轨，才能从各层将煤运出。为运送物资和人员，还需要建造竖井，装上升降机。石油和天然气，用钻机钻道并建立油井（或气井）后，借用自身的压力（开采后期需抽汲），石油及天燃气即可大量从地下喷出，因此开采比煤方便得多。 （2）运输：煤用铁路或轮船运输，运力受限制，石油和天然气一般采用管道输送，初期投资似乎较大，但从长期看还是划算的，管道输送成本低、方便，也不受运力限制。 （3）加工：煤是高分子量缩聚物，一般用热化学方法处理，将煤裂解，可得到气体、液体和固体产物，由于成分复杂，从中制取纯物质难度较大。石油和天然气是由许多小分子量有机物组成的混合物，一般采用物理方法将混合物分离和提纯。为增加某一组分（或馏分）的产量，也常采用化学方法（如化学合成或化学热裂解）。因此，由石油和天然气加工制得的化工产品，比煤多得多，生产成本也比煤低。 （4）应用：煤主要用作一次性能源。随着石油资源日益枯竭，由煤合成液体燃料已引起世界各国的重视，并得到迅速发展，继而带动煤化工工业的发展。煤化工产品的品种、品质和数量不断增加。人们指望在不久的将来，由煤化工和天然气逐步取代石油化工，成为获取化工产品的主要途径。石油大量用作发动机燃料，由石油为原料形成的石油化工目前仍为世界各发达国家的支柱产业。大多数的化工产品都由石化行业生产出来。但随着石油资源的枯竭，石油化工将逐步缩，并被煤化工和天然气化工取代。天然气目前大量用作民用燃料。但以天然气为原料的C1化学工业发展迅速，天然气资源丰富，开采和运输方便，以它为原料合成发动机液体燃料，投资和生产本也比较低廉。今后，天然气化工和煤化工一样，将逐步取代石化工，成为化学工业的主要产业。 2-2、试叙述煤化程度与煤的性质及应用的关系。 答：在泥炭化阶段，经好养细菌和厌氧细菌分解，植物开始腐败，植物中的蛋白质开始消失，木质素、纤维素等大为减少，产生大量腐蚀酸。但植物残体清晰可见，水分含量很高，这一阶段得到的泥炭，大量用作民用燃料，工业价值甚小。 在煤化阶段，形成的泥炭在地热、地压的长期作用下，开始进一步演变，首先有无定形的物质转换为岩石状的褐煤，腐植酸大为减少，并发生脱水，增石炭作用（由缩合和叠合作用得到）氢和氧含量降低，褐煤水含量仍高，发热量亦不高，由于缩合和叠合作用处于初级阶段，用作民用燃料、煤气化原料尚可，用作炼焦原料则不宜。在地压和地热的继续作用下，褐煤中的有机质进一步反应，逐步形成凝胶化组份、丝炭组分和稳定组份。由于成煤原料（植物）和成煤条件的差异，形成的上述组分的含量各不相同，所得的烟煤品质也不同。

化工设计习题及答案

第一章化工厂设计的内容与程序 1、化工设计的种类有哪些？ 答：根据项目性质化工设计可分为：新建项目设计、重复建设项目设计、已有装置的改造设计。 根据化工过程开发程序化工设计可分为：概念设计、中试设计、基础设计和工程设计；其中工程设计又包括：初步设计、扩大初步设计和施工图设计。 2、请画出化工厂设计的工作程序示意图。 3、化工厂通常由哪些部门和设施所构成？ 答：化工厂通常由化工生产车间、辅助生产装置、公用工程及罐区、服务性工程、生活福利设施、三废处理设施和厂外工程等构成。 4、化工车间工艺设计的程序及主要内容有哪些？ 答：一、设计准备工作 （1）熟悉设计任务书（2）制定设计工作计划（3）查阅文献资料（4）收集第一手资料。 二、方案设计 方案设计的任务是确定生产方法和生产流程，是整个工艺设计的基础。 三、化工计算 化工计算包括工艺设计中的物料衡算、能量衡算、设备选型与计算三个内容，其任务是在这三项计算的基础上绘制物料流程图、主要设备图和带控制点工艺流程图。 四、车间布置设计 主要任务是确定整个工艺流程中的全部设备在平面上和空间中的正确的具体位置，相应地确定厂房或框架的结构型式。 五、配管工程设计 任务是确定生产流程中全部管线、阀门及各种管架的位置、规格尺寸和材料，综合权衡建设投资和操作费用。 六、提供设计条件 工艺专业设计人员向非工艺专业设计人员提供设计条件。 七、编制概算书及编制设计文件 概算主要提供了车间建筑、设备及安装工程费用。 第二章工艺流程设计

1、化工工艺设计包括哪些内容？ 答：生产方法选择，工艺流程设计，工艺计算，设备的设计与选型，设备布置，管道设计对 非工艺设计提条件，设计说明书，概预算书。 2、在选择生产方法和工艺流程时，应该着重考虑的原则有哪些？其步骤有哪些？ 答：先进性、可靠性、合理性； 资料搜集与项目调研、生产设备类型与制造厂商调研、对调研结果进行全面分析对比。 3、工艺流程设计的步骤有哪些？ 答：确定整个流程的组成，确定每个过程或工序的组成，确定工艺操作条件，确定控制方案， 原料与能量的合理利用，制定“三废”处理方案，制定安全生产措施。 4、工艺流程图的种类有哪些？ 答：工艺流程草图，工艺物料流程图，带控制点的工艺流程图，管道仪表流程图。 5、某管道标注为“HW0201-150 -L1B ”，表示什么意思？ 答：①HW0201-表示管道号，其中： HW -物料代号，热水；02-工程工序编号，第02号；01-管道顺序号，第01号。 ②150 –管道尺寸（管径），公称通径150mm,。 ③L1B -管道等级，其中： L -国内标准压力等级代号，1.0MPa ； 1-顺序号，第1号； B -管道材质类别，碳钢。 6、固定床反应器温度控制形式有哪些？画出示意图。 (a)用进料浓度控制 (b)用进料温度控制Ⅰ (c) 用进料温度控制Ⅱ (d)用冷料量控制 第三章物料衡算与热量衡算 第四章 设备的工艺设计及化工设备图 1、化工设备选用一般原则的内容是什么？ 答：（1）合理性：即设备必须满足工艺要求，设备与工艺流程、生产规模、工艺操作条件、 工艺控制水平相适应，又能充分发挥设备的能力。 （2）先进性：要求设备的运转可靠性、自控水平、生产能力、转化率、收率、效率要尽可 能达到先进水平。 （3）安全性：要求安全可靠、操作稳定、弹性好、无事故隐患。 （4）经济性：设备投资节省，设备易于加工、维修、更新，没有特殊的维护要求，运行费 用减少。 （5）系统性：化工过程是一个完整的系统，设备设计时不能仅关注单一设备，避免因个别 设备妨碍整个系统优化；注重经济性的同时，还应通盘考虑，保留适当裕量，以免在日后扩 产和工艺调整时成为系统“瓶颈”。 2、一份完整的化工设备图，除绘有设备本身的各种视图外，应具有哪些基本内容？

化工安全基础知识试题

安全知识 一、填空题 1、根据危险化学品主要危险性、危害特性将常用危化品分为8 类，即：（爆炸品）（压缩气体和液化气体）（易燃液体）（易燃固体）（氧化剂和过氧化物）（有毒品）（放射物品）（腐蚀品） 2、爆炸品的爆炸特性有（化学反应速度极快）（反应过程中放出大量的热）（反应中能产生大量的气体产物） 3、根据易燃液体闪点的高低，可分为（低闪点液体）、（中闪点液体）、（高闪点液体）三类。 4、根据危险化学品的不同性质，在存储方式也有所不同，可分为（隔离储存）、（隔开储存）、（分离储存）3 种。 5、燃烧类型可分为（闪燃）、（着火）、（自燃）3类 6、水蒸气的灭火原理主要是（降低燃烧区域内的氧含量）。当空气中水蒸气含量达到（35%）以上时，燃烧就会熄灭。 7、安全电压的等级为（6V ）、（12V ）、（24V ）、（36V ）、（42V ）五个级别。 8、窒息性气体一般分为（单纯窒息性气体）、（血液窒息性气体）、（细胞窒息性气体）三大类。 9、劳动防护用品是保护劳动者在劳动过程中的（安全）与（健康）的一种防御性装备。劳动防 护用品按其性质可分为（特种）防护用品和（一般）劳动防护用品。 10、物质燃烧必须同时具备的3 个条件是：（可燃物质）；（助燃物质）；（着火源）。 11、工程技术措施是控制化学品危害最直接最有效的方法，其主要有以下方法治理粉尘：替代、变更工艺、隔离、（通风）。 12、干粉火火器主要用于扑救石油及其产品、（可燃气体）、（电器设备）的初起火灾。 13、装卸易燃易爆化学物品时, 作业人员不能穿（带铁钉）的鞋进入作业现场。 14、一般来说, 可燃气体的爆炸下限数值越低,爆炸极限范围越大, 那么它的燃爆危险性越（大）。 15、可燃液体表面上的蒸气与空气混合后, 遇到明火而引起瞬间燃烧, 并一闪即灭的现象称（闪燃）。 16、爆炸的类型一般有两种, 即物理性爆炸和（化学性）爆炸。 17、锅炉因超压发生的爆炸属于（物理性）爆炸。 18、在高温环境下工作容易引发（中暑）, 所以在此环境中工作的人们应注意通风、补充淡盐水和控制劳动强度。 19、触电紧急救护时，首先应进行（触电解救），然后立即进行人工呼吸。 20、发生火灾时，基本的正确应变措施应该是发出警报，疏散，在安全情况下设法（扑救）。 21、受日光照射能发生化学反应的危险化学品, 其包装应该采取（避光）措施。 22、爆炸物品不准和其他类物品同贮, 必须（单独隔离限量）贮存。 23、皮肤被污染时,应该脱去污染的衣物, 用（流动清水）清洗,清洗要及时、彻底。 24、储存危险化学品的建筑必须安装（通风设备）来调节温湿度。 25、生产经营单位不得使用国家明令淘汰、（禁止）使用的危及生命安全的工艺、设备。 26、中华人民共和国境内（生产），（经营），（储存）、运输、使用危险化学品和处置废弃危险化学品必须

化工设计题库选择填空

一、填空题（每空1分，共68分） 1. 化工设计根据项目性质分类，分成新建项目设计、重复建设项目设计、已有装置的改造设计。 2. 工程设计中三段设计是指初步设计、扩大初步设计和施工图设计。 3．化工计算包括工艺设计中的物料衡算、能量衡算、设备的选型和计算三个内容。 4. 生产方法和工艺流程选择的原则主要是三条。即（1）先进性，（2）可靠性，（3）合理性。 5．生产方法和工艺流程确定的步骤要经过的三个阶段是：（1）资料搜集与项目调研，（2）生产设备类型与制造厂商调研，（3）对调研结果进行全面分析对比。 6. 工艺流程设计的任务有两个方面，一是确定生产流程中各个生产过程的具体内容、顺序和组合方式，二是绘制工艺流程图。 7．工艺流程图的种类有工艺流程草图、工艺物料流程图、带控制点的工艺流程图和管道仪表流程图四种。 8. 在管道仪表流程图中主要的物料管道用粗线条来表示，线条宽度为。 9. PG1310-300管道标注中PG代表物料代号，13代表工序编号，10代表管道序号，300代表管径。 10. 在化工设计过程中，进行物料衡算的依据是质量守恒定律，进行能量衡算的依据是能量守恒定律。 6．化工设备工艺设计的原则可归纳为：合理性、先进性、安全性、经济性、系统性。 7．化工设备图的基本内容包括标题栏、明细栏、管口表、设计数据表、技术要求、签署栏、注和其他。 8. 化工设备图中细节的表达方法有局部放大法和夸大画法。 9. 化工设备图的尺寸标注主要有规格性能尺寸、装配尺寸、外形尺寸、安装尺寸。 10. 化工车间的组成有生产设施、生产辅助设施、生活行政福利设施、其他特殊用室。 11. 装置车间的平面布置形式主要有长方形、L形、T形和Ⅱ形。

化学工艺学课后习题及答案

第2章化学工艺基础 2-3何谓化工生产工艺流程？举例说明工艺流程是如何组织的？ 答：化工生产工艺流程——将原料转变成化工产品的工艺流程。教材上有2个例子。 2-4何谓循环式工艺流程？它有什么优缺点？ 答：循环流程的特点：未反应的反应物从产物中分离出来，再返回反应器。 循环流程的优点：能显著地提高原料利用率，减少系统排放量，降低了原料消耗，也减少了对环境的污染。 循环流程的缺点：循环体系中惰性物质和其他杂质会逐渐积累，对反应速率和产品产率有影响，必须定期排出这些物质以避免积累。同时，大量循环物料的输送会消耗较多动力。 2-5何谓转化率？何谓选择性？对于多反应体系，为什么要同时考虑转化率和选择性两个指标？ 答：转化率是指某一反应物参加反应而转化的数量占该反应物起始量的百分率。 选择性是指体系中转化成目的产物的某反应物量与参加所有反应而转化的该反应物总量之比。 在复杂反应体系中，选择性表达了主、副反应进行程度的相对大小，能确切反映原料的利用是否合理。 有副反应的体系，希望在选择性高的前提下转化率尽可能高。但是，通常使转化率提高的反应条件往往会使选择性降低，所以不能单纯追求高转化率或高选择性，而要兼顾两者，使目的产物的收率最高。 2-6催化剂有哪些基本特征？它在化工生产中起到什么作用？在生产中如何正确使用催化剂？ 答：三个基本特征： ①催化剂是参与了反应的，但反应终了时，催化剂本身未发生化学性质和数量的变化。 ②催化剂只能缩短达到化学平衡的时间，但不能改变平衡。 ③催化剂具有明显的选择性，特定的催化剂只能催化特定的反应。 在化工生产中的作用主要体现在以下几方面： ⑴提高反应速率和选择性。⑵改进操作条件。⑶催化剂有助于开发新的反应过程，发展新的化工技术。⑷催化剂在能源开发和消除污染中可发挥重要作用。 在生产中必须正确操作和控制反应参数，防止损害催化剂。 催化剂使用时，必须在反应前对其进行活化，使其转化成具有活性的状态，应该严格按照操作规程进行活化，才能保证催化剂发挥良好的作用。 应严格控制操作条件：①采用结构合理的反应器，使反应温度在催化剂最佳使用温度范围内合理地分布，防止超温；②反应原料中的毒物杂质应该预先加以脱除，使毒物含量低于催化剂耐受值以下；③在有析碳反应的体系中，应采用有利于防止析碳的反应条件，并选用抗积碳性能高的催化剂。 在运输和贮藏中应防止催化剂受污染和破坏；固体催化剂在装填时要防止污染和破裂，装填要均匀，避免“架桥”现象，以防止反应工况恶化；许多催化剂使用后，在停工卸出之前，需要进行钝化处理，以免烧坏催化剂和设备。 2-10假设某天然气全是甲烷，将其燃烧来加热一个管式炉，燃烧后烟道气的摩尔分数组成（干基）为86.4%N2、4.2%O2、9.4%CO2。试计算天然气与空气的摩尔比，并列出物料收支平衡表。 解：设烟道气（干基）的量为100mol。 反应式：CH4 + 2O2 CO2+ 2H2O 分子量：16 32 44 18

化工设计习题及答案(陈声宗)

第一章化工厂设计的内容与程序 （陈声宗习题与思考题2010.9 ） 1、化工设计的种类有哪些？ 答：根据项目性质化工设计可分为：新建项目设计、重复建设项目设计、已有装置的改造设 计。 根据化工过程开发程序化工设计可分为：概念设计、中试设计、基础设计和工程设计；其中工程设计又包括：初步设计、扩大初步设计和施工图设计。 2、请画出化工厂设计的工作程序示意图。 图1-2优工厂设计的工作樫序 3、化工厂通常由哪些部门和设施所构成？ 答：化工厂通常由化工生产车间、辅助生产装置、公用工程及罐区、服务性工程、生活福利设施、三废处理设施和厂外工程等构成。 4、化工车间工艺设计的程序及主要内容有哪些？ 答：一、设计准备工作 （1）熟悉设计任务书（2）制定设计工作计划（3）查阅文献资料（4 ）收集第一手资料 方案设计的任务是确定生产方法和生产流程，是整个工艺设计的基础。 三、化工计算 化工计算包括工艺设计中的物料衡算、能量衡算、设备选型与计算三个内容，其任务是 在这三项计算的基础上绘制物料流程图、主要设备图和带控制点工艺流程图。 四、车间布置设计 主要任务是确定整个工艺流程中的全部设备在平面上和空间中的正确的具体位置，相应地确定厂房或框架的结构型式。 五、配管工程设计 任务是确定生产流程中全部管线、阀门及各种管架的位置、规格尺寸和材料，综合权衡 建设投资和操作费用。 六、提供设计条件 工艺专业设计人员向非工艺专业设计人员提供设计条件。 七、编制概算书及编制设计文件

概算主要提供了车间建筑、设备及安装工程费用。

第二章 工艺流程设计 1、 化工工艺设计包括哪些内容？ 答：生产方法选择，工艺流程设计，工艺计算，设备的设计与选型，设备布置，管道设计对 非工艺设计提条件，设计说明书，概预算书。 2、 在选择生产方法和工艺流程时，应该着重考虑的原则有哪些？其步骤有哪些？ 答：先进性、可靠性、合 理性； 资料搜集与项目调研、生产设备类型与制造厂商调研、对调研结果进行全面分析对比。 3、 工艺流程设计的步骤有哪些？ 答：确定整个流程的组成， 确定每个过程或工序的组成， 确定工艺操作条件，确定控制方案, 原料与能量的合理利用，制定“三废”处理方案，制定安全生产措施。 4、 工艺流程图的种类有哪些？ 答：工艺流程草图，工艺物料流程图，带控制点的工艺流程图，管道仪表流程图。 5、 某管道标注为“ 0201- 150 1B ”，表示什么意思？ 答：①0201-表示管道号，其中： 物料代号，热水；02-工程工序编号，第 02号；01-管道顺序号，第01号。 ② 150 -管道尺寸(管径)，公称通径150,。 ③ L1管道等级，其中： 国内标准压力等级代号，1.0; 1-顺序号，第1号；管道材质类别，碳钢。 6、 固定床反应器温度控制形式有哪些？画出示意图。 第三章物料衡算与热量衡算 习题1连续常压蒸馏塔进料为含苯质量分数 (下同)38% ()和甲苯62%的混合溶液，要求馏出 液中能回收原料中 97%的苯，釜残液中含苯不低于 2%。进料流量为 20000/ h ,求馏出液 和釜残液的流量和组成。 Y I 肌"— 解：苯的相对分子质量为 78,甲苯的相对分子质量为 92。以下标B 代表苯。 -岀料 TC I 「FC (a)用进料浓度控制 氨气 (b)用进料温度控制I (c)用进料温度控制n (d)用冷料量控制

(完整版)化工基础知识题库

化工基础知识题库 一、选择题 1、反应物浓度增大，反应速度常数K值 C 。 A.增大 B.减小 C.不变。 2、温差法计算热负荷的公式，适应于载热体在换热过程中 B 。 A.有相变但无温变 B.无相变但有温变 C.既有相变又有温变。 3、单位时间内流过管道任一截面积的流体质量称为 B。 A.质量流量 B.质量流速 C.体积流量。 4、压力 A 有碍于吸收过程的进行。 A.增大 B.降低 C.不变。 5、润滑油的质量指标中，酸值越 A ，质量越好。 A.低 B.高。 6、仪表输出的变化与引起变化的被测变量之比为仪表的 C 。 A.相对误差 B.灵敏限 C.灵敏度。 7、自动控制系统的过渡过程是控制作用不断克服 B 的过程。 A.随机影响 B.干扰影响 C.设定值变化。 8、选择被控变量原则为 C 。 A.多值对应关系 B.被控变量变化灵敏大 C.单值对应关系，工艺合理性，被控变量变化灵敏度大。 9、相对压强的负值为 C 。 A．表压 B.绝压 C.真空度 D.大气压 10、气体密度与压强，温度有关，什压降温，气体密度 A 。 A.增大 B.减小 C.不变 11、流体的粘度愈大，它的流动性就 B。 A.愈大 B.愈小 C.不变 12、离心泵的叶轮能提高液体的 C 。 A.静压能 B.动能 C.静压能和动能 13、一个满足生产要求的换热器其传热速度 D 热负荷。 A.大于 B.小于 C.等于 D.等于或大于 C.小于或等于 14、许多试验证明，雷诺系数在2000～10000流动类型为 C 。 A.层流 B.湍流 C.过渡流。 15、两种流体在环热器内，两侧分别以相同的方向流动称为A。 A.并流 B.逆流 C.错流 D.折流 16、在流体输送过程中，冬天克服的阻力 B 夏天克服的阻力。 A．小于 B.大于 C.等于 17、许多化学反应中采用催化剂在化学反应中起到的作用是 A 。 A.增加正反应速度 B.降低逆反应速度 C.改变化学平衡 D.降低反应活化能，增大正、逆反应速度。 18、将过热蒸汽冷却当温度降至一定值时混合气开始冷凝，产生第一滴液体，相应的温度称为 C 。 A.饱和温度 B.临界温度 C.露点温度 19、一定质量的气体在恒温下体积膨胀为原来的10倍，下面哪种情况将伴随发生 C 。 A.气体的分子数增加10倍 B.气体分子平均速度的大小减小10倍 C.容器壁所受气体分子平均作用减少为原来的1/10 D.气体分子的密度保持不变。 20、泵的扬程是指 B 。 A.泵的升扬高度 B.泵所提供的总能量 C.泵的静压能和位压能 D.泵出口处压力

化工设计复习题二

《化工设计》习题及解答 第一章? 化工设计概论 1．化工设计的种类有哪些？ 根据项目性质化工设计可分为：新建项目设计、重复建设项目设计、已有装置的改造设计。 根据化工过程开发程序化工设计可分为：概念设计、中试设计、基础设计和工程设计；其中工程设计又包括：初步设计、扩大初步设计和施工图设计。 2．请画出化工厂设计的工作程序示意图。 3．可行性研究报告包含哪些内容？ （1）总论。包括项目名称、可行性研究的主办单位和负责人，可行性研究编制的依据和原则，可行性研究的依据，项目提出的背景、投资必要性和经济意义，研究的范围和主要过程；研究的简要综合结论，存在的主要问题和建议。 （2）市场预测。包括国内外市场情况预测和产品的价格分析。 （3）产品方案及生产规模。对于老厂改、扩建和技术改造项目要结合企业现有内部和外部条件，对产品方案和生产规模要作方案比较，进行优选。 （4）工艺技术方案。包括工艺技术方案的选择、工艺流程和消耗定额、自控技术方案、主要设备的选择和标准化等内容。 （5）原料、原料、辅助材料及燃料的供应。 （6）建厂条件和厂址方案。 （7）公用工程和辅助设施方案。 （8）节能。包括能耗指标及分析、节能措施综述、单项节能工程等内容。 （9）环境保护与劳动安全。 （10）工厂组织和劳动定员。 （11）项目实施规划。包括建设周期的规划实施进度规划等内容。 （12）投资估算和资金筹措。 （13）财务、经济评价及社会效益评价。 （14）结论。包括综合评价和研究报告的结论等内容。 4．设计任务书的内容主要包括哪些内容？ （1）项目设计的目的和依据； （2）生产规模、产品方案、生产方法或工艺原则； （3）矿产资源、水文地质、原材料、燃料、动力、供水、运输等协作条件； （4）资源综合利用、环境保护、三废治理的要求； （5）厂址与占地面积和城市规划的关系； （6）防空、防震等的要求； （7）建设工期与进度计划； （8）投资控制数； （9）劳动定员及组织管理制度； （10）经济效益、资金来源、投资回收年限。 第二章? 工艺流程设计 1．化工工艺设计包括哪些内容？

化学工艺学试题答案

《化学工艺学》考查课期末试题 班级：08化工（1）班学号：08003028姓名：李强 1.现代化学工业的特点是什么？ 答：1、原料、生产方法和产品的多样性与复杂性；2、向大型化、综合化、精细化发展；3、多学科合作、技术密集型生产；4、重视能量合理利用、积极采用节能工艺和方法；5、资金密集，投资回收速度快，利润高；6、安全与环境保护问题日益突出。 2.什么是转化率？什么是选择性？对于多反应体系，为什么要同时考 虑转化率和选择性两个指标？ 答：1、转化率：指某一反应物参加反应而转化的数量占该反应物起始量的分率 或百分率，用符号X表示。定义式为X=某一反应物的转化量/该反应物的起始量对于循环式流程转化率有单程转化率和全程转化率之分。 单程转化率：系指原料每次通过反应器的转化率 XA=组分A在反应器中的转化量/反应器进口物料中组分A的量 =组分A在反应器中的转化量/新鲜原料中组分A的量+循环物料中组分A的量全程转化率：系指新鲜原料进入反应系统到离开该系统所达到的转化率 XA,tot=组分A在反应器中的转化量/新鲜原料中组分A的量 2、选择性：用来评价反应过程的效率。选择性系指体系中转化成目的产物的某 反应量与参加所有反应而转化的该反应物总量之比。用符号S表示， 定义式S=转化为目的产物的某反应物的量/该反应物的转化总量 或S=实际所得的目的产物量/按某反应物的转化总量计算应得到的目的产物理论量 3、因为对于复杂反应体系，同时存在着生成目的产物的主反应和生成副产物的 许多副反应，只用转化率来衡量是不够的。因为，尽管有的反应体系原料转化率很高，但大多数转变成副产物，目的产物很少，意味着许多原料浪费了。所以，需要用选择性这个指标来评价反应过程的效率。 3.催化剂有哪些基本特征？它在化工生产中起到什么作用？在生产 中如何正确使用催化剂？ 答：1、基本特征包括：催化剂是参与了反应的，但反应终止时，催化剂本身未 发生化学性质和数量的变化，因此催化剂在生成过程中可以在较长时间内使用；催化剂只能缩短达到化学平衡的时间（即加速反应），但不能改变平衡；催化剂具有明显的选择性，特定的催化剂只能催化特定的反应。 2、作用：提高反应速率和选择性；改进操作条件；催化剂有助于开发新的反应

化工设计复习题及答案

化工设计复习题 一．填空题 1.精馏塔系统合成的基本原则中包含，为了减少过程的输送量，尽早移出含量大的组分，以降低后处 理能源消耗。 2.在分析、评比流程的组织最佳方案时，可从物料计算和原料合计方面去进行考虑。 3.一个化工过程，可分解成六个子系统。其中分离顺序的合成，用于研究分离顺序，从而确定最佳 分离组合。 4.可行性研究的主要内容包括市场销售情况的研究。 5.在分析、评比流程的组织最佳方案时，可从工艺设备的设计和选型方面去进行考虑，并完成设 备一览表。 6.化工过程的六个子系统中,能量的和质量的管理和集成，用于研究化工过程中自身能量搭配 利用，从而达到最佳节能的效果。 7. 8.死态的温度定为298.15 K。 9.在分析、评比流程的组织最佳方案时，可从非工艺设计项目的方面去进行考虑，并为他们提 设计要求。 10.在分析、评比流程的组织最佳方案时，可从车间布置设计方面去进行考虑，并完成平面布置和 立面布置图。 11.一个化工过程，可分解成六个子系统。其中操作时间表的安排，用于研究化工过程多单元操作组 成，从而达到全系统的最佳操作。 12.在分析、评比流程的组织最佳方案时，可从化工管路的设计方面去进行考虑。 13.在分离过程中，应尽量避免过程中含有固体的物流出现，以降低输送过程中的能量。 14.热交换网络合成中，其基本步骤的第一步是：列表分析给定化工工程中所有的热流股和冷流股。 15.在分离过程中，应尽量避免使用质量分离剂，以避免增加分离物料量。 16.分离方法中，应尽量避免过程含有固体物流出现。 17.一个化工过程，可分解成六个子系统。其中反应途径的合成，用于研究反应途径，从而确定最佳 生产工艺路线。 18.化工过程的六个子系统中,分离技术的选择，用于研究各种分离技术能耗成本，从而确定最佳 分离方案。 19.精馏塔系统合成的基本原则中包含，最难分离的组分在最后分离，以便降低操作成本。 20.热交换网络合成中要求画出热能阶图，求出窄点温度及所需最少的外源热和冷量。 21.精馏塔系统合成的基本原则中包含，如果进料组分中含有一个低沸点温度，则应在反应器前后 把它移出，不应在分离系统内长时间停留。 22.热交换网络合成中，需要分析窄点上下的冷热流股搭配。

化工生产基础知识题库

化工生产基础知识题库-标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

化工生产基础知识题库 一、填空题 1.按照检测仪表根据其被测变量不同，根据化工生产五大参量又可分为（温度），（压力）， （流量），（液位），分析仪表。 2.DN25、DN150相当于英制的（ 1 ）、（ 6 ）寸。 3.爆炸性气体混合物发生爆炸必须具备的两个条件是：（一定的浓度）和（足够的火花能量）。 4.1毫米水柱（mmH2O）=（9.81）Pa， 1毫米汞柱（mmHg）=（1.33*102）Pa，1工程大气压 （Kg/cm2）=（9.81*104）Pa。 5.常用的温标有（摄氏温度℃），（华氏温度℉），（凯氏温度K）三种。 6.测量流体压力用的压力表的读数叫（表）压，如果被测流体的绝对压力低于大气压，则压力表 所测得的值称为（负压或真空度）。 7.压缩机入口应选（气关）式调节阀。加热炉燃料气系统应选用（气开）式调节阀。 8.按照被测介质的相态分，在线分析仪表可以分为（气体）和（液体）两大类。按照测量方法 分，可分为（光学分析仪器）、（电化学分析仪器）、（色谱分析仪器）、物性分析仪器、热分析仪器等多种类别。 9.燃烧应具备的三个条件：————、————、————。 可燃物助燃剂着火源 10.受压容器要严禁：————、————、————。 超温超压超负荷 11.从事高处作业的单位必须办理————。 高空作业证 12.设备内作业必须有————监护人员不得离开。 专人监护 13.安全生产的方针是————、————。 安全第一、预防为主 14.预防伤亡事故三不伤害————、————、————。 不伤害自己、不伤害他人、不被他人伤害 15.消防工作的方针————、————。 预防为主、防消结合 16.事故处理“四不放过”原则是————、————，————、————。 事故原因不清楚不放过，事故责任者和员工没有受到教育不放过，事故责任者没有处理不放过，没有制定防范措施不放过 17.化工企业安全生产的特点————、————、————。 高温高压、有毒有害、易燃易爆易腐蚀 18.物质的饱和蒸汽压主要与物质的（）（）。

完整版化工设计习题及答案

第一章化工厂设计的内容与程序 1化工设计的种类有哪些？ 答：根据项目性质化工设计可分为：新建项目设计、重复建设项目设计、已有装置的改造设 计。 根据化工过程开发程序化工设计可分为：概念设计、中试设计、基础设计和工程设计；其中工程设计又包括：初步设计、扩大初步设计和施工图设计。 2、请画出化工厂设计的工作程序示意图。 施工设计，程出圧尊 墩职腌工,無定开车方剩 E 1-2 3、化工厂通常由哪些部门和设施所构成？ 答：化工厂通常由化工生产车间、辅助生产装置、公用工程及罐区、服务性工程、生活福利设施、三废处理设施和厂外工程等构成。 4、化工车间工艺设计的程序及主要内容有哪些？ 答：一、设计准备工作 （1）熟悉设计任务书（2）制定设计工作计划（3）查阅文献资料（4 ）收集第一手资料 方案设计的任务是确定生产方法和生产流程，是整个工艺设计的基础。 三、化工计算 化工计算包括工艺设计中的物料衡算、能量衡算、设备选型与计算三个内容，其任务是 在这三项计算的基础上绘制物料流程图、主要设备图和带控制点工艺流程图。 四、车间布置设计 主要任务是确定整个工艺流程中的全部设备在平面上和空间中的正确的具体位置，相应 地确定厂房或框架的结构型式。 五、配管工程设计 任务是确定生产流程中全部管线、阀门及各种管架的位置、规格尺寸和材料，综合权衡 建设投资和操作费用。 六、提供设计条件 工艺专业设计人员向非工艺专业设计人员提供设计条件。 七、编制概算书及编制设计文件 概算主要提供了车间建筑、设备及安装工程费用。 第二章工艺流程设计

1、化工工艺设计包括哪些内容？ 答：生产方法选择，工艺流程设计，工艺计算，设备的设计与选型，设备布置，管道设计对非工艺设计提条件，设计说明书，概预算书。 2、在选择生产方法和工艺流程时，应该着重考虑的原则有哪些？其步骤有哪些？答：先进性、可靠性、合理性； 资料搜集与项目调研、生产设备类型与制造厂商调研、对调研结果进行全面分析对比。 3、工艺流程设计的步骤有哪些？ 答：确定整个流程的组成，确定每个过程或工序的组成，确定工艺操作条件，确定控制方案, 原料与能量的合理利用，制定“三废”处理方案，制定安全生产措施。 4、工艺流程图的种类有哪些？ 答：工艺流程草图，工艺物料流程图，带控制点的工艺流程图，管道仪表流程图。 5、某管道标注为“ HW0201 - 150 -L1B ”，表示什么意思？ 答：①HW0201 -表示管道号，其中： HW-物料代号，热水；02-工程工序编号，第02号；01-管道顺序号，第01号。 ②150 -管道尺寸(管径)，公称通径150mm,。 ③L1B-管道等级，其中： L-国内标准压力等级代号，1.0MPa；1-顺序号，第1号；B-管道材质类别，碳钢。 6、固定床反应器温度控制形式有哪些？画出示意图。 出料 (a)用进料浓度控制(b)用进料温度控制I(c)用进料温度控制n(d)用冷料量控制 第三章物料衡算与热量衡算 第四章设备的工艺设计及化工设备图 1、化工设备选用一般原则的内容是什么？ 答：(1)合理性：即设备必须满足工艺要求，设备与工艺流程、生产规模、工艺操作条件、工艺控制水平相适应，又能充分发挥设备的能力。 (2)先进性：要求设备的运转可靠性、自控水平、生产能力、转化率、收率、效率要尽可能达到先进水平。 (3 )安全性：要求安全可靠、操作稳定、弹性好、无事故隐患。 (4 )经济性：设备投资节省，设备易于加工、维修、更新，没有特殊的维护要求，运行费用减少。 (5 )系统性：化工过程是一个完整的系统，设备设计时不能仅关注单一设备，避免因个别设备妨碍整个系统优化；注重经济性的同时，还应通盘考虑，保留适当裕量，以免在日后扩 产和工艺调整时成为系统瓶颈”。 2、一份完整的化工设备图，除绘有设备本身的各种视图外，应具有哪些基本内容？答：①标题栏②明细栏 ③管口表④设计数据表⑤技术要求⑥签署栏⑦注⑧其他。 第五章车间布置设计