食工原理答案第9_12章解

1、第九章9-1正庚烷(A)和正辛烷(B)的飽和蒸氣壓數(shù)據(jù)如下：t/C98.4105.0110.0115.0120.0125.6pA0/kPa101.3125.3140.0160.0180.0205.3pB0/kPa44.455.664.574.886.0101.3試在總壓101.3kPa下計算氣液平衡組成，并作出t-x-y圖。解：Xa=(P-Pb0)/( Pa°-Pb0)yA=pA0XA/ p計算得下表:t/C 98.4105.0110.0115.0120.0125.6Xa10065.648.731.116.30yA10081.167.449.128.909-2在常壓下將某二元混合其易

2、揮發(fā)組分為0.5 (摩爾分數(shù)，下同)，分別進行閃蒸和簡單蒸儲,要求液化率相同均為1/3 ,試分別求出釜液和儲出液組成, y=0.5 x+0.5。猛：(1)閃蒸y=qx/( q-1)- xf/( q-1)y=0.5 x+0.5由(1)得：y=-0.5 x+0.75由(2)與(3)得：-0.5 x+0.75=0.5 x+0.5解得 x=xw=0.25y=0.5 X 0.25 +0.5=0.625假設在操作范圍內氣液平衡關系可表示為:(1)(2)(3)x=0.75-0.5=0.25(2)簡單蒸儲因為液化率為1/3 ,xF0.5F dxdxln( ) W x y* x x 0.5x 0.5 x xWx

3、W故若原料液為10.51 dx2ln0.5x 10.5 11kmol,貝UV=1/3kmol I Xw- ln 3 1.0986(xW-1)/(-0.5)=1.732由 F=1kmol, W1/3kmolxW-1=-0.866xw=0.134可得 D=2/3kmol1X0.5= xdX (2/3)+ (1/3) x 0.134Xd=0.6839-3在連續(xù)操作的常壓精微塔中分離乙醇水溶液, 30%(質量分數(shù)，下同)，要求塔頂產(chǎn)品中含乙醇 量(分別用kg/h , kmol/h表示)。解：F=3000 kg/hF= D+ W3000=D+ WD=977.5 kg/hXd=(90/46)/(90/46

4、+10/18)=0.779xw=(1/46)/(99/18+1/46)=0.004MD=0.78 X46+0.22 X 18=39.84kg/kmol每小時于泡點下加入料液3000kg ,其中含乙醇90%塔底產(chǎn)品中含水99%試求：塔頂、塔底的產(chǎn)品xf'=0.3xd'=0.9F' xf'=Dxd'+WxW3000X 0.3= D X0.9 +W< 0.01W=3000-977.5=2022.5kg/hXf=(30/46)/(30/46+70/18)=0.144MF=0.144X 46+(1 -0.144) X 18=22.03kg/kmolMW=0.

5、004X46 +0.996 x 18=18.11kg/kmolD=D/ MD=977.5/39.84=24.54kmol/h解：F'=3000kg/hF'= D'+ W'3000=D'+ W'D'=67.42kg/hxD=(90/46)/(90/46+10/18)=0.779xW=(1/46)/(99/18+1/46)=0.004MD=0.78 X46+0.22 X 18=39.84kg/kmolD=D/ MD=977.5/39.84=1.69kmol/hW=2022.5/18.11=111.68kmol/hxF'=0.03xD&

6、#39;=0.9FxF'= D' xD'+ W' xW'3000X 0. 03=D' X0.9 +W< 0.01W'=3000-67.42=2932.58kg/hxF=(3/46)/(3/46+70/18)=0.012MF=0.012 x 46+(1 -0.012 ) X18=18.34kg/kmolMW=0.004 x 46 +0.996 x 18 =18.11kg/kmolW=2932.58/18.11=161.93kmol/h9-4 某精餾塔操作中，已知操作線方程為精餾段y=0.723 x+0.263 ，提餾段y=1.25 x

7、-0.0187 ，若原料以飽和蒸汽進入精餾塔中，試求原料液、精餾段和釜殘液的組成和回流比。解：R/( R+1)=0.723R-0.723 R=0.723R=2.61Xd/( RH)=0.263Xd=0.63 X (2.61 +1)=0.95提福段操作線與對角線交點坐標為：y=x=xw故xw=0.0748由兩操作線交點得： 0.723 X+0.263=1.25 X-0.0187X=0.535y=0.723 X 0.535 +0.263=0.65，XF=y=0.65(因 q=0, q線為水平線)9-5 用一連續(xù)精餾塔分離二元理想溶液，進料量為 100kmol/h ，易揮發(fā)組分xF=0.5 ，泡點進

8、料，塔頂產(chǎn)品xd=0.95 ,塔底釜液XW=0.05 (皆為摩爾分數(shù))，操作回流比R=1.8 ,該物系的平均相對揮發(fā)度=2.5。求： (1) 塔頂和塔底的產(chǎn)品量( kmol/h ) ； ( 2)提餾段下降液體量( kmol/h ) ； ( 3)分別寫出精餾段和提餾段的操作線方程。解： ( 1) F=D+wFxF=DxD+wxw100=D+W100X0.5= DX 0.95 +W< 0.05得：D=50 kmol/hw=50kmol/h L=RD=1.8 X 50=90 kmol/hL'= L+qF=90+1 x 100=190kmol/h( q=1)( 3) yn+1=Rxn/(

9、 R+1)+xD/( R+1)=0.643 xn+0.340ym+1= L xm'/( L -W)- WxW/( L -W)=1.357 xm'-0.01799-6 在常壓連續(xù)精餾塔中，分離某二元混合物。若原料為20的冷料，其中含易揮發(fā)組分0.44 (摩爾分數(shù)，下同)，其泡點溫度為93C,塔頂儲出液組成Xd為0.9 ,塔底釜殘液的易揮發(fā)組分x汕0.1 ,物系的平均相對揮發(fā)度為 2.5 ，回流比為 2.0 。試用圖解法求理論板數(shù)和加料板位置， (已知原料液的平均汽化潛熱r m=31900kJ/kmol ，比熱容為cp=158kJ/kmol ) 。若改為泡點進料，則所需理論板數(shù)和加

10、料板位置有何變化？從中可得出什么結論?解： q=rm+Cp(3s-t冷)/ rm=31900+ 158X(93 -20)/31900=1.362x 0 0.1 0.2 0.3 0.40.50.6 0.7 0.8 1.0y 0 0.217 0.385 0.517 0.625 0.714 0.789 0.854 0.909 1.0xD/( R+1)=0.9/(2+1)=0.3由圖解得共需7.4 塊(包括再沸器)理論板，從塔頂算起第 3塊理論板為加料板。=1.362若q=1,則同法作圖知：理論板數(shù)為 8塊（包括再沸器），從塔頂算起第4塊理論板為加料板。9-7某精微塔分離易揮發(fā)組分和水的混合物,qF=

11、200kmol/h , xf=0.5 （摩爾分數(shù)，下同），加料為氣液混合物，氣液摩爾比為 2: 3,塔底用飽和水蒸汽直接加熱，離開塔頂?shù)臍庀嘟?jīng)全凝器，冷凝量1/2作為回流液體，其余1/2作為產(chǎn)品，已知qD=90kmol/h 品量q活口塔底產(chǎn)品組成xw； （2）提儲段操作線方程式；解：Xd=0.9 ,相對揮發(fā)度 =2,試求：（1）塔底產(chǎn) （3）塔底最后一塊理論板上升蒸汽組成。ynq=3/5(1) D=90kmol/h V '=M(1- q) F=180-(1-V=180kmol/h3/5) X200=100kmol/hny。Xn=XwF+V' = D+WFxf=Dxd+Wx/W=

12、200+100-90=210kmol/h200X0.5=90X0.9 +210xwxw=0.0905210X 0.0905/100=2.1 xm-0.19 +0.0905)=0.166(2) ym+1'= W)m'/ V- Wx/V=210 xm/100-(3) yw= Xv/1+(-1)x0=2 X0.0905/(19-8執(zhí) 八、）在常壓連續(xù)提福塔中分離某理想溶液,qF=100kmol/h塔頂無回流，要求 Xd=0.7 , xw=0.03 ,平均相對揮發(fā)度Xf=0.5 ,飽和液體進料，塔釜間接蒸汽加 =3 （恒摩爾流假定成立）。求：（1）操作線方程；解：（1）（2）塔頂易揮發(fā)

13、組分的回收率。恒摩爾流：全塔物料衡算V=29.9kmol/hym+1'= L' xm/F=L' , V= V=D f=w+d Fxf=Dxd+WmD=70.1kmol/hV- Wx/V=1.427 xm-0.0128(2)=Dx/Fxf=70.1 X 0.7/(100 X0.5)=98.1%W9-9在連續(xù)精微塔中分離某理想溶液，易揮發(fā)組分組成Xf為0.5 （摩爾分數(shù)，下同），原料液于泡點下進入塔內，塔頂采用分凝器和全凝器，分凝器向塔內提供回流液，其組成為0.88 ,全凝器提供組成為0.95的合格產(chǎn)品，塔頂儲出液中易揮發(fā)組分的回收率為98%若測得塔頂?shù)谝蛞粚永碚摪宓囊合嘟M

14、成為0.79。試求：（1）操作回流比是最小回流比的多少倍？ （2）若儲出液流量為100kmol/h ,則原料液流量為多少？解：(1) xd=0.95= y0 =y(1- x)/ q=1 yq= Xq/1+(Rnin=( Xd- yq)/(X1=0.79X0=0.88x(1-y) =0.95X0.12/(0.88 X 0.05)=2.59Xq=XF=0.5-1) Xq=2 .59 X 0.5/(1 +1.59 X 0.5)=0.721yq- Xq)=(0.95-0.721)/(0.721-0.5)=1.03y1= X1/1+(-1) X1=2.59 X0.79/(1 +1.59 X0.79)=0

15、 .907由分凝器作物料衡算得：(F+1) DX 0.907= RDK 0.88 +DX 0.950.907F 0.907=0.88 R+0.95F=1.59R/ FU=1.59/1.03=1.55(2) =Dxd/ Fxf=0.980.98=100 x 0.95/( FX0.5)F=193.9kmol/h9-10在常壓精微塔中分離苯一甲苯混合物，進料組成為 0.4 (摩爾分數(shù)，下同)，要求塔頂產(chǎn)品濃度 為0.95 ,系統(tǒng)的相對揮發(fā)度為2.5。試分別求下列三種情況下的最小回流比：(1)飽和液體；(2)飽和蒸氣；(3)氣液兩相混合物，氣液的摩爾比為1: 2。解：(1) Xq=0.4yq= Xq/

16、1+(-1) Xq=2.5 X 0.4/1+(2.5-1)X0.4=0.625FU=( Xd- yq)/( yq- Xq)=(0.95-0.625)/(0.625-0.4)=1.44(3) yq=0.4Xq=yq/-(-1) yq=0.4/2.5-(2.5-1)X0.4=0.2105FU=( xd- yq)/( yq- Xq)=(0.95-0.4)/(0.4-0.2105)=2.9(4) q=2/3Xf=0.4q線：yq=qXq/( q-1)- Xf/( q-1)=1.2-2 Xq與yq= Xq/1+(-1) Xq = 2.5 Xq/(1+1.5 Xq)聯(lián)立解得Xq=0.3262yq=0.54

17、76FU=( xd- yq)/( yq-Xq)=(0.95-0.5476)/(0.5476-0.3262)=1.869-11在連續(xù)操作的板式精微塔中分離某理想溶液，在全回流條件下測得相鄰板上的液相組成分別為0.28 , 0.41和0.57 ,已知該物系的相對揮發(fā)度=2.5。試求三層板中較低兩層的單板效率(分別用氣相板效率和液相板效率表示)。解：因全回流，故：y2=X1=0.57y3=X2=0.41y2*=2.5 X0.41/ (1+1.5 X 0.41)=0.635y3*=2.5 X 0.28/(1 +1.5 X 0.28)=0.493EMv2=(y2-y3)/( y2*- y3)=(0.57

18、-0.41)/(0.635-0.41)=0.711Emv3=(0.41-0.28)/(0.493-0.28)=0.61X2*=y2/-( -1) y2=0.57/(2.5-1.5 X0.57)=0.347X3*=0.41/(2.5-1.5 X 0.41)=0.218Eml2=( X1-X2)/( X1- X2*)=(0.57-0.41)/(0.57-0.347)=0.716Eml3=(0.41-0.28)/(0.41-0.218)=0.6779-12有兩股二元溶液，摩爾流量比 E: F2=1: 3,濃度各為0.5和0.2 （易揮發(fā)組分摩爾分數(shù)，下同） 擬在同一塔內分離，要求儲出液組成為0.9

19、,釜液組成為0.05 ,兩股物料均為泡點，回流比為2.5。試比較以下兩種操作方式所需的理論板數(shù)：（1）兩股物料先混合，然后加入塔內；（2）兩股物料各在適當位置分別加入塔內。平衡關系見下表：X 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 1.0y 0 0.217 0.382 0.517 0.625 0.714 0.785 0.854 0.909 1.0解：(1) Xf=(1/4) X0.2 5+(3/4) X 0.2=0.275Xd/( F+1)=0.9/(2.5+1)=0.9/3.5=0.257若二股料混合后再加入塔內，則所需理論板數(shù)圖解得11.5塊(包括再沸器)(2)

20、二股料分別加入，將精儲塔分三段：yn+1=R%/( R+1)+xd/( R+1)b1=Xd/( RH)=0.257b2=( DxtF1Xf1)/( F+1) 口第二條操作線斜率：ys+1''=( L+F1) Xs/( F+1)D+( Dx>F1XF1)/( F+1) DF1+F2=D+WF1Xf1+Fxf2=Dx)+Wx/取 F100kmol/hF2=300kmol/hyn+1'= L' /( L' - Vyxn'- WX/( L'- W400=D+W50+300X 0.2=0.9 D+0.05 WW=294.1 kmol/h,D=

21、105.9 kmol/hb2=(Dx-FxF1)/( FM) D=(105.9 X 0.9 -100X 0.5)/(3.5 X 105.9)=0.122從圖可作圖求出理論板數(shù)為9塊(包括再沸器)從上述計算結果可得出：當達到同樣的分離程度,分批量分別從適當位置加入比兩股料混合后起加入，所需的理論板數(shù)少，即設備投資費用少。9-13用常壓連續(xù)精儲塔分離某理想溶液，相對揮發(fā)度為 2.5 ,泡點進料，料液含易揮發(fā)組分0.5 （摩爾分數(shù)，下同），要求xd=0.9, xw=0.1 ,回流比為2,塔頂氣相用全凝器至20c后再回流，回流液泡點 83 C,比熱容140kJ/（kmol . K）,汽化熱3.2 X

22、10 4kJ/kmol。求所需理論板數(shù)。解：設 F=100 kmo 解得 D=50kmol/hW=50kmol/h因R=2L=R=2X50=100kmol/hq'= r+cp（ts-t）/ r= 3.2 x 104+140（83- 20）/（3.2 x 104）= 1.28離開第一層板的液體流量為：L"= Lq=1.28 x 100=128kmol/h進入 第一板的氣體流量為：V=L"+ D=128+50=178kmol/h精微段操作線方程為：yn+1=L" x括再沸器），從第4塊理論板加料。9-14提福塔是只有提福段的塔，今有一含氨5% （摩爾分數(shù)）的水

23、溶液，在泡點下進入提福塔頂部，以回收氨。塔頂氣體冷凝后即為產(chǎn)品。要求回收90%勺氨，塔釜間接加熱，排出的釜液中含氨小于0.664%,已知操作范圍內平衡關系可近似用y=6.3x表示。試求：（1）所需理論板數(shù)；（2）若該塔由若干塊氣相默弗里板效率均為0.45的實際板組成，問需幾塊實際塔板；（3）該塔的總效率。解：（1）設 F=1 kmol/hDxV Fxf=0.9F= D+WW=F-DFxf= Dx+Ww0.05=Dx+（ F-D） X 0.00664 0.05-0.9 X0.05=（1 - D） X 0.006641-D=0.753D=0.247 kmol/h0.247Xd/0.05=0.9由恒

24、摩爾流假設：xd=0.182V =DL' =FWF-D故y'm+尸L'x' "V'逐板計算:-Wx/V' =x' "0.247- 0.753 X0.00664/0.247=4.04858 x線m-0.02yi=XD=0.182y2=4.04858xi-0.02=0.097y3=4.04858 X2-0.02=0.0423Xi=yi/6.3=0.0289X2=y2/6.3=0.0154X3=y3/6.3=0.00671故約需縱理論板(含再沸器)。(2)設操作線為：V, m*尸ax' m- b與(y' m-

25、 y m+1)/( mx' m-y' m+1)=Em瞅立得：y n+i=ay n/( aEma+EnVT)- Envml/( a-Ema+Emvi)=0.8 y n-0.0112yW=mx=6.3 x 0.00664=0.04183而 y1=XD=0.182y2=0.1344y3=0.09632y4=0.06586y5=0.0415< yw故 NP =4 塊(3) 6=N/NP=2/4=0.5« *0 9* Xf 0.M C. 119-15某常壓連續(xù)精微塔每小時制取55%勺醋酸200kg,原料液為醋酸水溶液，含醋酸 31%泡點進料,被蒸出的水中含有2%勺醋酸，回

26、流比為4,試求理論板數(shù)。以上所有濃度均為質量分數(shù)，常壓下醋酸水溶液的平衡數(shù)據(jù)如下(含水質量分數(shù))：X'/% 4 10 20 30 40 50 60 70 80 90y'/% 6.8 16.1 29.6 41.8 52.8 62.0 70.0 77.0 85.0 92.5解：將質量分數(shù)換算成摩爾分數(shù)：x 0.122 0.27 0.455 0.588 0.69 0.769 0.833 0.886 0.93 0.968y 0.196 0.39 0.584 0.705 0.789 0.845 0.886 0.918 0.95 0.976Xf=(69/18)/(69/18+31/60)=

27、0.88Xd=(98/18)/(98/18+2/60)=0.994xw=(45/18)/(45/18+55/60)=0.73Xd/( R+1)=0.994/(4+1)=0.199由圖可知，N=11 (包括再沸器)，在第 映板進料。9-16在常壓下以連續(xù)泡罩精微塔分離甲醇一水混合液，料液中含甲醇30%殘液中含甲醇不高于2%儲出液含甲醇95% （以上均為摩爾分數(shù)），已知：每小時得儲出液 2000kg,采用的回流比為最小回流 比的1.8倍，進料為飽和液體。試求： （1）板效率為40%寸所需的塔板數(shù)及進料板位置；（2）加熱蒸汽壓力為1.5atm （表壓）時的蒸汽消耗量；（3）塔的直徑和高度。給出平衡數(shù)

28、據(jù)如下，空塔速度取1m/s （x液相中甲醇的摩爾分數(shù)，y一氣相中甲醇的摩爾分數(shù)，t溫度）。t/ Cx/%y/%t/ Cx/%y/%1000.00.075.30.400.72996.40.020.13473.10.500.77993.40.040.23471.20.600.82591.20.060.30469.30.700.87089.20.080.36567.60.800.91587.70.100.41866.00.900.95884.40.150.51765.00.950.97981.70.200.57964.51.01.078.00.300.665解：(1)從圖讀出：Xq=XF=0.3 ,

29、yq=0.665Rin=( Xd- yq)/( yq- Xq)=(0.95-0.665)/(0.665-0.3)=0.780R=1.8 X 0.780=1.41Xd/( R+1)=0.95/(1.41+1)=0.394作圖可知理論板數(shù)NT=8 (含再沸器)實際板數(shù)N=7/0.4=17.5 =18塊從塔頂開始算起，第NRi=5.2/0.4=13塊為加料板 MD=0.95 X 32+0.05 x 18=30.34kg/kmolD=2000/30.34=65.92kmol/hV= V=(R+1) D=2.41 X65.92=158.87kmol/h再沸器內的溶液可近似看作水，其潛熱為2258kJ/k

30、g ,加熱蒸汽的汽化潛熱r'=2185.4kJ/kgG=V r /r' =158.87 x 2258X 18/2185.4=2955kg/h(3) Xd=0.95tD=65 Cxw=0.02t w=96.4 C, 故平均溫度為 80.7 Cqv=22.4X 158.87 X(80.7 +273)/(273 X 3600)=1.2825m 31sDT=(4qv/ u) 0.5=(1.2825/0.785 X 1) 0.5=1.28m取板間距0.3m,(因不易發(fā)泡)則H=18X 0.3=5.4m9-17在30 c時測得丙酮（A）一醋酸乙酯（B）一水（S）的平衡數(shù)據(jù)如下表（均以質量分

31、數(shù)表示）B) 20kg,（1）在直角三角形坐標圖上繪出溶解度曲線及輔助曲線；（2）已知混合液是由醋酸乙酯（丙酮（A） 10kg,水（S） 10kg組成，求兩共軻相的組成及量。丙酮(A)一醋酸乙，酯（B）一水（S）平衡數(shù)據(jù)：醋酸乙酉1f （萃注目）水相（萃取相）丙酮（）醋酸乙酯（%) 水(%)丙酮（）醋酸乙酯（%）水()096.53.507.492.64.891.04.23.28.488.59.485.65.06.08.086.013.580.56.09.58.382.216.677.26.212.89.278.020.073.07.014.89.875.422.470.07.617.510.2

32、72.327.862.010.221.211.867.032.651.013.426.415.058.6解：（1）見附圖（2）含丙酮25%水25%見城。日黑丙酮19.5%,水69% 醋酸乙酯11.5% 書：丙酮27% 水9.5%,醋酸乙酯63.5%由丙酮的物料衡算：EX 0.195 +（40- E） X 0.27=10E=10.7kgR=40- E=29.3kg9-18在上題的物系中，若（1）當萃余相中xa=20%寸，分配系數(shù)k而選擇性系數(shù)；（2）于100kg含35%丙酮的原料中加入多少 kg的水才能使混合液開始分層；（3）要使（2）項的原料液處于兩相區(qū)，最多能加入多少kg水；（4）由12 k

33、g醋酸乙酯和8 kg水所構成的混合液中，尚需加入若干kg丙酮即可使此三元混合液成為均勻相混合液。解：（1）萃余相：xa=20% Xb=73% Xs=7%萃取相：yA=14.8%, yB=9.8%, ys=75.4%kA=yA/ xa=0.148/0.2=0.74=yAXB/XAyB=0.148 x 0.73/（0.2 x 0.098）=5.51（2）連接F皎溶解度曲線于 口 C二點，讀得：Xda=0.307 , XdS=0.124 , XdB=0.569 , Xca=0.04 , XcS=0.883 , XcB=0.077對溶液 DA的衡算MDX 0.307=35, MD=114應加入14kg

34、水方開始分層（3）對溶液CA的衡算MX 0.04=35, M=875（4）原溶3含水40% （圖上GK）,連A僅溶解度曲線于最多能加入775kg水M點，讀得：Xma=0.37 , Xms=0.253 , Xmb=0.377M=31.8kg故應加入11.8kg丙酮B作衡算MMX 0.377=129-19在25c下用甲基異丁基甲酮（MIBK）從含丙酮35% （質量分數(shù)）的水溶液中萃取丙酮，原料液 的流量為1500kg/h。試求：（1）當要求在單級萃取裝置中獲得最大組成的萃取液時，萃取劑的用量 為若干kg/h ; （2）若將（1）求得的萃取劑用量分作二等分進行多級錯流萃取，試求最終萃余相的流 量和組

35、成；（3）比較（1）和（2）兩種操作方式中丙酮的回收率。附：溶解度曲線數(shù)據(jù)（質量分數(shù)）丙酮（A）水(B)MIBK(S)丙酮（A）水(B) MIBK(S)02.297.848.418.832.84.62.393.148.524.127.418.93.977.246.632.820.624.44.671.042.645.012.428.95.565.630.964.15.037.67.854.620.975.93.243.210.7 46.13.794.22.147.014.838.2098.0 2.0聯(lián)結線數(shù)據(jù)（丙酮的質量分數(shù)）水層MIBK層水層MIBK層5.5810.6629.540.011.

36、8318.032.042.515.3525.536.045.520.630.538.047.023.835.341.548.0解：（1）作溶解度曲線和輔助線。在 A球上定F點（A勺濃度為35%）。連FS,從S出發(fā)作溶解度曲線的切線，交AE&于E',切點為E,借助輔助線作與日軻的RM連REW F皎于M嵐，MM（組成為：Xa=21%Xs=40.5%, Xb=38.5%1500X 0.35= Mx 0.21M=2500kg/h.應力口入 1000kg/h 的溶齊（2）設加入的溶劑量為500kg/h第一級Xma=1500X 0.35/2000=0.2625由此求得 F激上 M點。借助輔

37、助線求出過 描的聯(lián)結線，得R,日二點，連RS:R點組成：X1a=0.225 , X1s=0.035 , X1b=0.74日點組成：yiA=0.335 , yis=0.60 , yiB=0.065Ei+R=20000.225E+0.335R=1500X 0.35R=1318kg/hEi=682kg/h將R與500kgs混合得M2,總量為1818 kg/h其中含A: 1318X 0.225/1182=0.163 ,由此在 RS上得M點。作過M的聯(lián)結線，R、E點組成:X2A=0.135 , X2S=0.035 , X2B=0.83y2A=0.2 , y2s=0.76 , y2B=0.04作A的衡算：

38、RX0.135 +(1818- R) *0.2=1818X0.163R=1034.9kg/h , E=783.1kg/h(3)單級：=Ey/(1 500X0.35) 由附圖中讀得 E點組成：yA=0.25 , ys=0.7 , yB=0.05R嵐Xa=0.16 , xs=0.028 , Xb=0.812作 A的衡算 0.25 E+(2500- E) X 0.16=1500X0.35E=1389kg/h=1389X 0.25/(1500 X 0.35)=66.1%二級錯流=1-密2a/(1500 X0.35)=1 -472.8 X 0.1/(1500 X 0.35)=91.0%9-20含15%

39、（質量分數(shù)）的醋酸水溶液，其量為 1200kg,在25 c下用純乙醛進行兩級錯流萃取，加入單級的乙醛量和該級處理之質量比為1.5。試求各級萃取相和第二級萃余相的量，當蒸出乙醛后,25 下水一醋酸一乙醛系統(tǒng)的平衡數(shù)據(jù)如下:水層乙醛層水醋酸乙醛水醋酸93.306.72.3097.788.05.16.93.63.892.684.08.87.25.07.387.378.213.88.07.212.580.372.118.49.510.418.171.565.023.111.915.123.661.355.727.916.423.628.747.7求各級萃取液和第二級萃余液的組成。解：在三角形相圖上作溶

40、解度曲線和輔助線乙醛（本題的聯(lián)結線可近似看作水平線，故亦可不作輔助線）由 Xf=0.15 定 F點，連 FSM=2.5 F=3000kgXmia=1200X 0.15/3000=0.056由此定 FS上M點作過 MK的聯(lián)結線，讀得：xia=0.06, xis=0.07 , xib=0.87y1A=0.06 , y1S=0.89 , y1B=0.05作B的衡算0.87 R+(3000- R) X 0.05=1200X0.85R=1061 kg ,E1=1939 kg(若作A的衡算，由于XA=yA,將無法求解)則第二級萃取，連 RS, M2=2.5 R=2652.5kgXm2A=1061X 0.0

41、6/2652.5=0.024由止匕定 M2點R2: X2a=0.024 , X2s=0.07 , X2b=0.906巳：y2A=0.024 , y2s=0.94 , y2B=0.036作B的衡算 0.906 R+(2652.5- R) X 0.036=1061 X 0.87R=951.2kgE=1701.3kg 分別連 E1S, E2S, RS,延長交 ABi,讀得：E1'=0.51，曰=0.35 , R'=0.0289-21含35% （質量分數(shù)）的醋酸水溶液，其量為 1200kg/h ,用純乙醛作萃取劑在 25c下進行多級逆 流萃取，萃取劑量為2000kg/h ,要求最終萃余

42、相中醋酸組成不大于7%試用三角形坐標求出所需理論板數(shù)。平衡數(shù)據(jù)見上題。解：作溶解度曲線，在 A地上定F點，連FSXm=1200X 0.35/（1200 +2000）=0.13 由此定 F激上 M點由R=0.07, R點，連RM延長交溶解度曲線于 E點，連FEi, RS,延長交于A嵐,作圖NT=29-22以厚度0.56mm勺大豆壓片，用乙烷進行豆油浸出試驗，得如下數(shù)據(jù):浸出時間 /min030405060 70殘油量/（kg 油/kg 固體）0.257 0.0179 0.0149 0.013 0.0117 0.0107試估算2小時后的殘油量，設 q0=0.006 kg油/kg固體解:2、,E=(

43、 q- q0)/( q1-q0)=(8/)exp(-用題表中數(shù)據(jù)計算(q=0.257 ):2D /C2)即E=Aexp(- B )回歸得 ln A=-2.394qE lnE300.01790.0474 -3.049A=0.0912400.01490.0355 -3.339B=0.023500.0130.0279 -3.580代入=120min600.01170.0227 -3.785得 E=0.00575700.01070.0187 -3.978即 q=0.00744kg 油/kg 固體0.10.019-23大豆軋成不同厚度進行浸出試驗，試驗時間為20分鐘，測得的殘油數(shù)據(jù)如下：厚度/mm 0.

44、2290.3560.432殘油/(kg/kg 干基)0.00370.00690.012試確定浸出速率與厚度的關系。解：-dq/d=D2(q-q。)/L2積分得(q- qc)/(qi-q0)=exp(-2D /L2)代入qa=0.0037 , La=2.29X10-4mqb=0.0069 , Lb=3.56 x 10-4mqc=0.012 , Lc=4.32 x 10 -4m=1200s聯(lián)立解得D=3.15X10-11n2/sq0=0.00365kg/kg 干基 q1=0.06518kg/kg 干基9-24某甜菜制糖廠，以水為溶劑每小時處理50t甜菜片，甜菜含糖12%甜菜渣40%出口溶液含糖15

45、%設浸出系統(tǒng)中，每一個浸出器內，溶液與甜菜片有充分時間達到平衡，而且每噸甜菜渣含溶液3t ,今擬回收甜菜片中含糖的97%問此系統(tǒng)需幾個浸出器？解： 以1 h為計算基準，甜菜中含糖為50000X 0.12=6000kg/h出 口溶液含糖量6000X 0.97=5820kg/h廢粕含糖量6000X 0.03=180kg/h出 口溶液總量E=5820/0.15=38800kg/h底流量L=50000X 0.4 X 3=6000 0kg/h固體量 50000 X 0.4=20000kg/h廢粕總量 60000+20000=80000kg/h溢流量 V=38800+80000-50000=68800kg

46、/ha=V/ L=1.147a曰 L=38800/60000=0.64671/R=1+a1(1- an)/(1- a) 1/0.03=1+0.6467(1-1.147n)/(1-1.147)n=15.5 16個9-25在逆流設備中，將含油20% (質量)的油籽進行浸出，離開末級的溢流含油量為50%從此溶液中回收得油90%若用某新鮮溶劑來浸出油籽，同時在底流中每1kg不溶性固體持有0.5kg溶液，試問在恒底流操作下所需的理論級數(shù)是多少(用三角形相圖解)？解：作三角形相圖，在 ABfe上由Xfa=0.2定F點，在ASi上由yEA=0.5定E點。連BF,在BF±由底流中溶 液：不溶性固體=

47、1: 2定L'點，使BL' : L' E=1: 2。過L'點作A她的平行線，即為底流曲線 mno 作物料衡算：每100kg進料含惰性固體B80kg,油20kg。溢流含油 20X0.9=18kg, 溢流量為 18/0.5=36kg設溶劑量為S,其中18kg進入溢流(S-18)kg進入底流底流量為：80+(S-18)+(20-18)=64+ SkgXw=(20-18)/(64+ S)=2/(64+ S)Xw=80/(64+ S)Xwa/Xw=2/80=0.025在ABfe上定XwAxw=0.025的點，將該點與S相連，延長。同時連EM延長，二線交于點。作理論級n=5

48、另解：以100kg進料為基準，其中含油 20kg,固體80kg。E=100X 0.2 X 0.9/0.5=36kgL=100X (1 -0.2) X0.5=40kgV=E+L+B- F=36+40+10OX (1 -0.2)-100=56kga=M L=56/40=1.4日=曰 L=36/40=0.91/0.1=1+0.9 X(1 -1.4 n)/(1-1.4)n=4.8即 5級9-26在多級逆流接觸設備中，以汽油為溶劑進行大豆浸出操作，以生產(chǎn)豆油。若大豆最初含油量為18%最后浸出液含油40%且原料中全部含油有90%被抽出，試計算必需的級數(shù)。假設在第一級混合 器中，大豆所含之油全被溶出，又設每

49、級均達平衡，且每級沉降分離的底流豆渣中持有相當一半固 體量的溶液。解：由Xfa=0.18定F點(在ABi上)，在A效上由yE奸0.4定由，連EF,連BE,在8成上定L',使BL'：L'E=1： 2,過L'作AS勺平彳T線mn即底流曲線mn,每100kg進料含惰性固體82kg,油18kg。溢流含油18X0.9=16.2kg溢流量為 16.2/0.4=40.5kg設溶劑量為S,其中40.5-16.2=24.3kg 進入溢流，(S24.3)kg 進入底流底流量為：82+16.2+S24.3=73.9+ SXw=18X 0.1/(73.9 +S»=1.8/(7

50、3.9+S)Xw=82/(73.9+ S)XwAxw=1.8/82=0.022在ABi上定描，連G§延長交EF線于，作理論級，n=4另解：以100kg進料為基準，其中含油18kg,固體82kg。E=100X 0.18 X 0.9/0.4=40.5kgL=100X (1 -0.18) X0.5=41kgV=E+L+B- F=40.5+41+100X (1 -0.18)-100=63.5kga=V/ L=63.5/41=1.549a產(chǎn)曰 L=40.5/41=0.9881/0.1=1+0.988 X(1 -1.549 n)/(1-1.549)n=4.1即5級9-27洗滌是一種與浸出相類似的

51、操作，它們主要的區(qū)別在于，洗滌中的惰性固體是有價值的物質，而溶劑多半是水，今有 50kg新鮮的酪骯凝乳，當沉淀和瀝水后，發(fā)現(xiàn)持有60%勺溶液，且此溶液中含有4.5%乳糖，然后凝乳以水多次洗滌，除去大部分乳糖，若洗滌共進行3次，每次洗滌水用量為90L,試計算干燥后酪骯的殘?zhí)橇?，若采用一次洗滌法，要達到同樣的殘?zhí)橇?，問要用多少洗滌水？假?每次洗滌和瀝水后，凝乳的持水量均為66%解：(1)原料含液體：50X 0.6=30kg固體：50X(1 -0.6)=20kg孚L糖：50X 0.6 X 0.045=1.35kg第一次：w=1.35/(30+90)=0.01125分離后，固體為 20kg,溶液 2

52、0/(1-0.66)-20=38.8kg第二次：w2=38.8 X 0.01125/(38.8+90)=0.00339分離后，固體為20kg,溶液仍為38.8kg第三次：w3=38.8 X 0.00339/(38.8+90)=0.001021含糖38.8 X 0.001021=0.0396kg干燥后含糖 0.0396/(20+0.0396)=0.00198(2)若用一次洗滌，由于溶液含糖為0.001021溶液總量為：1.35/0.001021=1322kg應加入水：1322-30=1292kg9-28棕桐仁含油50%對1t原料使用1t乙烷進行逆流接觸浸出，假設殘渣中油和溶劑的量與全量之 比為常

53、數(shù)0.5。試問：(1)為了使油的濃度減少到 1% (干基)，必須的理論級數(shù)是多少；(2)其他條件不變，若1 t棕桐仁使用2t溶劑，需理論級多少；(3) 1t原料仍使用1t溶劑，但殘渣經(jīng)壓榨，且其 組成點是溶液25%脫油干固體75斷代表的線，若達到同樣的要求，求所需的級數(shù)。解：(1) F=1000kg,其中含油 500kg,固體渣 500kg。V=S=1000kg,底流量為 500/0.5=1000kg，.二 溢流量 E=1000kg底流中液流量為L=1000X 0.5=500kga日 L=1000/500=2a=V L=1000/500=2底流中油量為500X 0. 01=5kg1/ R=50

54、0/5=1001/R=1+a1(1- an)/(1- a)即 100=1+ 2X(2 n-1)/(2-1)解得n=5.7-6(本題若用三角形相圖求解，則EFe可視作水平線，所得結果相同)(2) V=S=2000kg ,底流量仍為1000kg,其中液體量仍為500kg,a=2000/500=4 n=3.1 -4溢流量為E=2000kg , 日=曰 L=2000/500=4100=1+4X(4 n-1)/(4-1)(3) V=S=1000kg,由題意在底流中溶液占1/4,故L=500/3=166.7kg,E=500+1000-166.7=1333.3kga=V L=1000/166.7=6n=2.3 -3a產(chǎn)日