清华大学环境工程原理（分离过程原理）期末试卷（环5）
- 下载名称：清华大学环境工程原理（分离过程原理）期末试卷（环5）
- 发布时间：2008-05-29
- 关键字： 大学期末试卷 免费下载
::试卷简介::
环5 《环境工程原理》——分离过程原理 试题
班级： 姓名： 学号：
一、（15分）沉降
（1）采用旋流分离器和离心机对悬浊液中的固体成分进行分离，如果改变装置直径，其各自的离心分离因素将如何变化？
（2）采用两台旋风分离器A和B处理大气中的粉尘，其总效率一样，但粒级效率不同，试问这两台旋风分离器的临界直径一样吗？为什么？
二、（20分）某板框过滤机有10个滤框，滤框尺寸为500 mm×500 mm×20 mm。过滤操作在20°C、恒压下进行，过滤常数为K=4.2×10-5 m2/s，qe=0.02m3/m2，滤饼体积和滤液体积之比为0.04m3/m3，滤饼洗涤、拆装等时间为10min，假设滤饼不可压缩。求：
（1）全框充满所需时间；
（2）板框过滤机的生产能力；
（3）如改用回转真空过滤机，所用滤布和过滤压差与板框过滤机的相同。转筒直径为1m，长度为1m，浸入角为120°。要维持与板框过滤机相同的生产能力，则转速应为多少？
三、（25分）采用活性炭固定床吸附塔对某印染废水进行处理，假设印染废水中的污染物均可为活性炭所吸附，进水COD浓度为100g/m3。固定床吸附塔柱高2m，柱直径0.2m，活性炭填充密度为800kg/m3。废水流过吸附塔的速率为10m/h。假设吸附区高度为0.1m, 瞬间形成，并以0.1m/h的速率缓慢下移。
（1）计算穿透时间和穿透点出现时活性炭吸附塔内的平均COD吸附量为多少（g-COD/kg－活性炭）？
（2）假设活性炭平衡吸附量q（g/kg）与印染废水COD浓度ρ（g/m3）的关系满足：q1/21.4ρ=，求穿透点出现时，活性炭吸附塔的饱和度为多少？
（3）如果把进水COD浓度提高到200g/m3，活性炭与印染废水COD之间的吸附平衡关系不变，穿透点出现时，活性炭吸附塔的饱和度为85％，求穿透时间。
四、（20分）采用清水吸收含SO2的气体，常压101.3kPa、温度为25°C。假设气体中SO2的摩尔分数为0.2。
(1)
请写出SO2的气-液平衡关系式（以摩尔分数表示）。
(2)
采用逆流操作时，假设液气比为50，气体出口处气体中SO2摩尔分数要求达到0.05，并请画出操作线和平衡线的关系示意图。计算气体出口和进口处的推动力。
(3)
假设液气比仍为50，处理含H2S的气体，问气体出口处的H2S摩尔分数是否也能降低到0.05？为什么？
五、（20分）采用萃取的方法处理含酚废水。已知待处理的含酚废水为5L，酚浓度为100mg/L，密度为1000kg/m3, 要求萃取后废水中的酚浓度达到10mg/L以下。假设酚的分配系数为10，并不随溶液组成而变化
（1）采用单级萃取时，问需要加多少kg的萃取剂？
（2）如果将（1）计算的萃取剂分成两等份，进行二级错流萃取，问废水中的酚浓度可以降低到多少mg/L？并请画出操作线和平衡线的关系示意图。、解：
班级： 姓名： 学号：
一、（15分）沉降
（1）采用旋流分离器和离心机对悬浊液中的固体成分进行分离，如果改变装置直径，其各自的离心分离因素将如何变化？
（2）采用两台旋风分离器A和B处理大气中的粉尘，其总效率一样，但粒级效率不同，试问这两台旋风分离器的临界直径一样吗？为什么？
二、（20分）某板框过滤机有10个滤框，滤框尺寸为500 mm×500 mm×20 mm。过滤操作在20°C、恒压下进行，过滤常数为K=4.2×10-5 m2/s，qe=0.02m3/m2，滤饼体积和滤液体积之比为0.04m3/m3，滤饼洗涤、拆装等时间为10min，假设滤饼不可压缩。求：
（1）全框充满所需时间；
（2）板框过滤机的生产能力；
（3）如改用回转真空过滤机，所用滤布和过滤压差与板框过滤机的相同。转筒直径为1m，长度为1m，浸入角为120°。要维持与板框过滤机相同的生产能力，则转速应为多少？
三、（25分）采用活性炭固定床吸附塔对某印染废水进行处理，假设印染废水中的污染物均可为活性炭所吸附，进水COD浓度为100g/m3。固定床吸附塔柱高2m，柱直径0.2m，活性炭填充密度为800kg/m3。废水流过吸附塔的速率为10m/h。假设吸附区高度为0.1m, 瞬间形成，并以0.1m/h的速率缓慢下移。
（1）计算穿透时间和穿透点出现时活性炭吸附塔内的平均COD吸附量为多少（g-COD/kg－活性炭）？
（2）假设活性炭平衡吸附量q（g/kg）与印染废水COD浓度ρ（g/m3）的关系满足：q1/21.4ρ=，求穿透点出现时，活性炭吸附塔的饱和度为多少？
（3）如果把进水COD浓度提高到200g/m3，活性炭与印染废水COD之间的吸附平衡关系不变，穿透点出现时，活性炭吸附塔的饱和度为85％，求穿透时间。
四、（20分）采用清水吸收含SO2的气体，常压101.3kPa、温度为25°C。假设气体中SO2的摩尔分数为0.2。
(1)
请写出SO2的气-液平衡关系式（以摩尔分数表示）。
(2)
采用逆流操作时，假设液气比为50，气体出口处气体中SO2摩尔分数要求达到0.05，并请画出操作线和平衡线的关系示意图。计算气体出口和进口处的推动力。
(3)
假设液气比仍为50，处理含H2S的气体，问气体出口处的H2S摩尔分数是否也能降低到0.05？为什么？
五、（20分）采用萃取的方法处理含酚废水。已知待处理的含酚废水为5L，酚浓度为100mg/L，密度为1000kg/m3, 要求萃取后废水中的酚浓度达到10mg/L以下。假设酚的分配系数为10，并不随溶液组成而变化
（1）采用单级萃取时，问需要加多少kg的萃取剂？
（2）如果将（1）计算的萃取剂分成两等份，进行二级错流萃取，问废水中的酚浓度可以降低到多少mg/L？并请画出操作线和平衡线的关系示意图。、解：
::相关本科试卷::