提示：题中（3）的蒸汽压力控制，实质上是传热的控制；（4）的分程控制系统中的两个调节器，其不是同时对被控变量进行控制的。
7-42 下述哪条不属于节能措施？
（1）对某吸热反应，采取提高反应温度的措施，以加快反应速率； （2）降低反应压力，减少原料的压缩功； （3）对填料吸收塔，采用块装高效填料；
（4）对流程中余热，按物料温度高低，采用热量逐级回收的方法。
答案：（1）
7-43 已知某反应，即A=B+C，该反应是1mol的原料A生成1mol的产物B和1mol的副产物C，工艺流程方块图如下图所示：
N4N1混合器 N2 反应器 N3分离器N5 新鲜原料气N1为A，N2为N1和N4的原料A混合物，N3为原料A、产物B和副产物C的混合粗产物。从分离器中排出产物B和副产物C，并带出少量的未反应原料A，其带出未反应原料A的量，为产物B的2.5％，其余原料A从分离器返回混合器。
已知原料A的单程转化率为40%，求：当要求产物B的产量为400mol?hr－1时，各物流相应的量和循环气与新鲜气之比（简称为循环比）应接近下列哪组数据（ ）？
答案 序号
N1 /mol?hr
-1
N2 /mol?hr 1000 1000 1010 1000
-1
N3 /mol?hr 1400 1400 1410 1400
-1
N4 /mol?hr 600 585 600 590
-1
N5 /mol?hr 800 815 810 810
-1
循环比 1.5 1.41 1.463 1.439
（1） 400 （2） 415 （3） 410 （4） 410
答案：（4）
解：
已知N5中产物B的量为400 mol?hr-1，则副产物C也为400 mol?hr-1 带出的原料A为400×0.025=10 mol?hr-1 所以，N5=400+400+10=810 mol?hr-1
N3中未反应物A为：
（1－0.4）×400/0.4=600 mol?hr；则N3=600+400×2=1400 mol?hr-1 而N4=600-10=590 mol?hr-1；N2=1000 mol?hr-1；N1=1000-590=410 mol?hr-1； 循环比=N4/N1=590/410=1.439。
7-44 两台串联的蒸发器，用于浓缩烧碱溶液（连续操作），第一蒸发器进料量10t?hr-1，烧碱浓度12%（质量百分数），浓缩到20%进入第二蒸发器，继续浓缩到50%出料。计算① 两台蒸发器的每小时蒸发水量；②若两蒸发量相同，求从第一蒸发器送到第二蒸发器的溶液量和烧碱浓度，下列哪组数据是正确的？
（1）4000 kg?hr-1 3600 kg?hr-1 6200 kg?hr-1 19.4% （2）4000 kg?hr-1 3600 kg?hr-1 3000 kg?hr-1 40.0% （3）3600 kg?hr-1 3600 kg?hr-1 7000 kg?hr-1 17.1% （4）3600 kg?hr-1 4000 kg?hr-1 6200 kg?hr-1 19.4%
答案（1）
解：（1）第一蒸发器的物料平衡：
入口烧碱量 10000×12%=1200kg/h，水量 8800 kg?hr-1； 出口碱液中含水1200×（1-0.2）/0.2=4800 kg?hr-1 ∴在第一蒸发器中蒸发的水量：8800－4800=4000 kg?hr-1 第二蒸发器物料平衡：
出口碱液中含水：1200×（1-0.5）/0.5=1200 kg?hr-1； 蒸发水量：4800-1200=3600 kg?hr-1
（2）两台蒸发器蒸发水量相同，根据上述计算结果可得平均每台蒸发器蒸发的水量为：
（4000+3600）/2=3800 kg?hr-1
则：第一蒸发器出口碱液量10000－3800=6200 kg?hr-1
出口碱液浓度：1200/6200≈19.4%
7-45 有一氨合成塔内按3H2+N2＝2NH3进行反应，已知入塔气含氨3.65%，总气量515670 Nm3?hr-1，出塔气含氨16%。请计算出塔总气量（Nm3?hr-1）和在塔内生成的氨量（kg?hr-1），在下述中哪个是正确的（ ）？（以上%均是mol%）
（1）460769 Nm3?hr-1 54901 kg?hr-1 （2）460769 Nm3?hr-1 41666 kg?hr-1 （3）419177 Nm3?hr-1 48246 kg?hr-1 （4）419177 Nm3?hr-1 36616 kg?hr-1 答案：（2）
解：从氨合成反应式3H2+N2＝2NH3可知：每生成1kmol氨，使气量减少1kmol，据此可列出物料平衡式。即出塔新增氨的kmol数与出塔总气量减少的kmol数相等。
设出塔总气量为V0（Nm3?hr-1），则平衡式：
16%×V0－3.65%×515670=515670－V0 V0=515670×1.0365%/1.16=460769 Nm3?hr-1
在合成塔内生成的氨量为：460769×0.16－515670×0.0365=54901 Nm3?hr-1 =41666 kmol?hr-1。
7-46 有一组入变换装置的气体，其总气量为162480 Nm3?hr-1；组成为mol%（干基），CO 43.40%；H2 34.30%； CO2 21.5%；其它（不参与反应）0.80%，气体中水蒸汽与干气之比为1.4。在装置内按CO+H2O=H2+CO2进行变换反应。出装置气体工况： CO含量0.4%（干基）； P=3.4MPa； 冷却至t=100℃（其饱和水蒸汽压为0.1 MPa）。请计算出装置干气总量和各组份的量（Nm3?hr-1），与下表哪一项最接近。 项目 （1） （2） （3） （4） 干气总量 96695 96695 232068 232068 CO 387 387 928 928 H2 52216 52216 125319 125319 CO2 43550 43550 104520 104520 H2O 2930 2844 7032 6826 其它 542 542 1300 1300 答案：（1）
解：先计算出干气量：162480/（1+1.4）=67700 Nm3?hr-1
由反应式CO+H2O=H2+CO2可知，每反应掉1kmol的CO，干气量就增加1kmol，据此可列物料平衡式。
设：装置出口干气量为 V0（Nm-3?hr-1），则平衡式为：
67700×43.4%－V0×0.4%=V0－67700
V0=67700×（1+0.434）/（1+0.004）=96695 Nm3 计算出口各组成： VCO=V0×0.004≈387 Nm3?hr-1 反应掉的CO量：67700×0.434－387=28995 Nm3?hr-1
由反应式可知，每反应掉1kmolCO，即生成1kmol的H2和1kmol的CO2， 则：VH2=67700×0.343＋28995=52216 Nm3?hr-1
VCO2=67700×0.215＋28995=43550 Nm3?hr-1 V（其它）=67700×0.008=542 Nm3?hr-1
出口总干气量：387＋52216＋43550＋542=96695 Nm3?hr-1
在总压为3.4MPa、温度为100℃（水蒸汽分压为 0.1MPa）时，气体中水蒸
汽的含量为：VH2O=96695×0.1/（3.4－0.1）=2930 Nm3?hr-1。
7-47 用甲烷和氢的混合气完全燃烧来加热锅炉。反应方程为：CH4+2O2=CO2+2H2O，H2+0.5O2=H2O。反应后气体摩尔分数组成为：N2 72.25％，CO2 8.10％，O2 2.41％，H2O 17.25％。则燃料中甲烷与H2的摩尔比为（ ）。
（1）0.885 （2）7.714 （3）15.429 （4）30.858
答案：（2）
解：以100 mol烟道气为计算基准。
则烟道气中含有N2 72.25 mol、CO2 8.10 mol、O2 2.41 mol、H2O 17.25 mol。 设：反应后烟气量 Vmol，甲烷气量 Amol，氢气量 Bmol。则由
A=0.081×V；V×0.1725=2A+B得 V×0.1725=2×0.081×V+B
V=B/(0.1725-0.162)=B/0.0105=95.24B A=0.081×95.24B 则：A/B=7.714。
7-48 有一股原料气入净化工段，在该工段脱除硫化物和部分二氧化碳后，制得适合生产甲醇的合成气。已知：原料气总气量为2000 kmol?hr-1；原料气组成如下： 组份 kmol% CO2 34 H2 45.5 CO 20 N2 0.3 H2S 0.1 H2O 0.1 在净化工段中：
①硫化氢和水全部被脱除； ②氢气和氮气没有损失；
③一氧化碳溶解损失的量是被脱除二氧化碳量的1%；
④二氧化碳被部分脱除，经该工段后，气体的组成应达到下述要求：
（H2－CO2）/（CO+CO2）=2.05
以下列出本工段各组份的量和气体总量（kmol?hr-1）哪个是正确的（ ）？（精确到小数点后两位） kmol?hr-1 （1） （2） （3） （4）
CO2 35.08 33.85 28.51 33.85 H2 910.00 903.54 910.00 910.00 CO 391.71 312.28 400.00 393.54 N2 6 6 6 6 H2S 0 0 0 0 H2O 0 0 0 0 总量 1342.79 1255.67 1345.51 1343.39
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