吸收習(xí)題參考答案

第六章吸取習(xí)題參考答案〔注：紅色字體標(biāo)注局部對(duì)教材所給答案進(jìn)展了修正，請(qǐng)核查〕【6-18%〔體積分?jǐn)?shù)〕CH20101.3kPa。試求達(dá)平衡時(shí)液2 2相中CH的物質(zhì)的量濃度。2 2解：混合氣體按抱負(fù)氣體處理，則CH在氣相中的分壓為2 2pp總

y101.30.08kPa8.104kPaCH犯難溶于水的氣體，故氣液平衡關(guān)系符合亨利定律，并且溶液的密度可按純水的密度計(jì)算。2 220℃水的密度為=998.2kg/m3。由 c*Hp，HA EMSp故 c*A EMS8-1，20℃時(shí)CHE=1.23105kPa，2 2故 c*A

998.28.1041.2310518

kmol/m33.654103kmol/m3【6-2101.3kPa203.0〔體積分?jǐn)?shù)350g/m3的水溶液接觸。試推斷二氧化硫的傳遞方向，并計(jì)算以二氧化硫的分壓和液相摩爾分?jǐn)?shù)表示的總傳質(zhì)推動(dòng)力。操作條件E=3.55103kPa，水溶液的密度為998.2kg/m3。解：由道爾頓分壓定律p p總

y 101.30.03kPa3.039kPa液相摩爾分?jǐn)?shù)為〔溶液近似按純水計(jì)算：xx 64 0.0000986998.218稀溶液符合亨利定律，所以：p*Ex 3.551030.00009860.35kPap ＞用氣相分壓表示的總推動(dòng)力為：pp3.0390.352.689kPa與氣相濃度相平衡的液相平衡濃度：p 3.039x

0.000856E 3.55103用液相摩爾分?jǐn)?shù)表示的總推動(dòng)力為：xx0.0008560.00009860.0007574【6-3】 在某填料塔中用清水逆流吸取混于空氣的CO，空氣中CO的體積分?jǐn)?shù)為8.5%，操作條件為15℃、405.3kPa，2 215℃時(shí)CO2

1.2415kPaCO2

的組成為x1

1.65104y、xpcX和Y。解：相平衡常數(shù)為m=E

1.24105

305.9由亨利定律

p總y*mx1 y

405.3305.91.651045.0471020.085x* 1 2.7791041 m 305.9由道爾頓分壓定律pp y1 總1

405.30.085kPa34.45kPa由亨利定律p*Ex1

1.241051.65104kPa20.46kPa吸取液的密度可近似按純水計(jì)算，查手冊(cè)得，15℃水的密度為998.95kg/m31則cx 11 M

1.65104998.95 kmol/m39.157103kmol/m318c*1

sx*1 Ms

2.779104998.95 kmol/m31.542102kmol/m318吸取液的摩爾比為xX 1 x1.651041 1x 11*1

x*11x*11

1

2.779104混合氣的摩爾比為1y1Y1y1y11y*

0.085 10.0855.0471021Y*11

1y*1

0.053215.047102塔底處吸取總推動(dòng)力為yy1

1

0.0855.0471023.453102xx*x2.7791041.651041.1291041pp1

11

(34.4520.46)kPa13.99kPacc*c(1.5421029.157103)kmol/m36.263103kmol/m31 1x1.129104Y1

Y*0.09290.05320.03971【6-4

p 5kPa,c 2kmol/m3，A A設(shè)在確定的操作溫度壓力下甲醇在水中的溶解度系數(shù)H為0.5kmol/(m3kPa)液膜吸取系數(shù)為k 2105m/s，L氣膜吸取系數(shù)為kG的安排狀況。

1.55105kmol/(m2skPa)。試求以分壓表示吸取總推動(dòng)力、總阻力、總傳質(zhì)速率并分析阻力解：以分壓表示吸取總推動(dòng)力p*cA 2 4kPaA H 0.5p pA

p*A

541kPa總阻力1 1 1K Hk kG L G 1 10.52105 1.5510511056.451041.645105(m2skPa)/kmol總傳質(zhì)速率N K (pA G

p*)A

11.645105

16.08106kmol/(m2s)液相阻力的安排1Hk 1105 0.60860.8%L1 1.645105LKG由計(jì)算結(jié)果可以看出此吸取過程為液相傳質(zhì)阻力把握過程?！?-5】用填料塔在101.3kPa及20℃下，以清水吸取混合于空氣中的甲醇蒸氣。假設(shè)在操作條件下平衡關(guān)系符合亨利定律，甲醇在水中的亨利系數(shù)為27.8kPa。測得塔內(nèi)某截面處甲醇的氣相分壓為6.5kPa，液相組成為2.615kmol/m 3，液膜k 2.12105m/s K =1.12510-5kmol/(m2skPa) k吸取系數(shù)L ，氣相總吸取系數(shù)G 。求該截面處:〔1〕膜吸取系數(shù)G、k k k 1.176103kmol/(m2s) k 1.553103kmol/(m2skPa) k 1.553103kmol/(m2s)y及x；[x ；G ；y ]總吸取系數(shù)KL、K、K 、KX及KY；x y[ KL

5.64106m/s Ky

1.14103kmol/(m2s)

K 3.124104kmol/(m2s)x ；K 3.128104kmol/(m2s) K 1.14103kmol/(m2s)X ；Y ]N 6.327105kmol/(m2s)吸取速率。[A ]〔1〕溶液中溶質(zhì)含量很低，近似以純水的密度代替溶液的密度，查附錄得，20998.2kg/m。s998.2sk ckx

2.12105=1.17610-3kmol/m218 998.2溶解度系數(shù)H 1.995kmol/m3kPaEM 27.818S1 1 1k K HkG G L( 1 1 )1.125105 1.9952.121056.524104(m2skPa)/kmol1k G 6.524104

=1.53310-5kmol/(m2skPa)k pky 總G

101.31.53310-5=1.53310-3kmol/(m2s)1 1H ( 1 1.995 )〔2〕KL

k k 2.12105 1.533105L G1.773105s/mK 5.64106m/sL相平衡常數(shù)

m E=p總

27.8101.3

=0.2741 1mK k ky y x( 1

0.274 )1.533103 1.1761038.769102m2s/kmolK 1y 8.769102

1.14103kmol/m2sK mKx

0.2741.14103=3.124104kmol/m2sK c KX 總

998.218

5.64106kmol/m2sK p KY 總 G

101.31.125105=1.14103kmol/m2s〔3〕cpH6.51.995kmol/m3N KA

(cc)5.64106(12.972.615)5.8410-5kmol/m39%，要求SO901.5〔1〕吸取劑用量及塔底吸取液2〔2〕當(dāng)用含0.0003〔物質(zhì)的量比〕SO的水溶液作為吸取劑時(shí)，欲保持二氧化硫回收率不變，吸取劑用量有何變2化？塔底吸取液組成變?yōu)槎嗌伲?01.3kPa，20℃SO在水中的平衡數(shù)據(jù)見下表。2SO汽-液平衡組成2SOSO22SO220.00005620.000140.000280.000420.000560.000660.001580.00420.00770.01130.000840.00140.001970.00280.00420.0190.0350.0540.0840.138解按題意進(jìn)展組成換算：SO2

的組成為Y1

y11y11

0.09 0.09910.09SO2

的組成為Y2

Y(1)0.099(10.9)0.00991進(jìn)吸取塔惰性氣體的摩爾流量為V1000 273

(10.09)37.85kmol/h22.4 27320X-YY1

X*0.0032。1L

V 1Y

37.85(0.0990.0099)1054kmol/hY2minY2

X*X1

0.0032實(shí)際吸取劑用量L1.2Lmin

1.210541265kmol/hX由全塔物料衡算求得1

37.85(0.0990.0099)X X V(YY)/L01 2 1 2

1265

0.00267SO2

的組成Y2

=0.0099X2

=0.0003所以 L

V 1Y

37.85(0.0990.0099)1163kmol/hYY2min2

X*X1

0.00320.0003實(shí)際純吸取劑用量L1.2Lmin

1.211631395kmol/hX1由全塔物料衡算求得X X1

V(Y1

Y)/L0.00032

37.85(0.0990.0099)1395

0.00270.0003〔物質(zhì)的量比〕SO的水溶液用量為：2

L1x1

139510.0027

1399kmol/h x1

X11X11

0.0027

0.0027【6-70.091〔溶質(zhì)摩爾分率21.74g質(zhì)/kg溶液。操作條件下氣液平衡關(guān)系為y*0.86x。當(dāng)液氣比L/V為0.9時(shí)，試求逆流的最大吸取率和出塔溶液的濃度。40kg/kmol18kg/kmol。解：先將的氣液相組成換算為摩爾比，即1y1Y1y1y11

0.091 0.100110.09121.74x 402 21.74100021.7440 18

0.00992xX21x2x2

0.0099 0.0110.0099逆流操作，且Lm，平衡線與操作線交點(diǎn)位置在塔頂，即Vy0.86x2

0.860.00990.008514此時(shí)Y y 0.008587 0.0085142 22 1y2

10.008514max

YY 1 YY1

0.10010.0085870.91491.4%0.1001吸取液相組成X V(Y1 L

Y)X2

10.9

(0.10010.008587)0.010.112【6-8】在始終徑為1.2m的填料塔內(nèi)，用清水吸取某工業(yè)廢氣中所含的二氧化硫氣體。混合氣的處理量為200kmol/h 其中二氧化硫的體積分?jǐn)?shù)為5％，要求回收率為95％，吸取劑用量為最小用量的1.5，操作條件下氣液平衡關(guān)系為Y*1.2X,氣相總體積吸取系數(shù)為220kmol/(m3h)求水的用量(kg/h及所需的填料層高度。[5843kg/h 1y1Y1y1y11

0.05 0.0526310.05Y2 1

=0.052631-0.95=0.00263A1XY0.052630.043911 m 1.2X 0,2

Y) 0.052630.002631最小吸取劑用量 L 1min

X*X1 2

216.4kmol/h0.04392實(shí)際用水量2L1.5Lmin

1.5216.4kmol/h324.6kmol/h324.618kg/h5843kg/hmV 1.2190〔2〕填料層高度 S

0.702L 324.6N

YmXln[(1S) 1 2

S]OG 1S Y2

mX2N 1

ln[(10.702)

005263

0.702]6.366OG 10.702 0.00263H V OG KaY

190220 1.224

0.764mZN HOG OG

6.3660.7644.68m【6-9】在一逆流操作的吸取塔中用清水吸取氨和空氣混合氣中的氨，惰性氣流量為0.025kmol/s，混合氣入塔含氨0.02〔摩爾比0.001〔摩爾比101.3kPa293K，在操作濃度范圍內(nèi)，氨水系統(tǒng)的Y*1.2XKa Y*1.2X平衡方程為 ，總傳質(zhì)系數(shù)Y 為0.0522 。假設(shè)塔徑為1m，實(shí)際液氣比為最小液氣比的1.2倍，求Z

6.0m]解：最小液氣比(L/V)

YY 1 2Y

0.020.0011.14min

XX1

0.02/1.20L/V1.2(L/V)

min

1.21.141.37液相出口濃度Y2X 1Y Y2

0.020.0010.01391 L/V 2 1.37平均推動(dòng)力Y

(YmX1

)(Y2mX2

) (0.021.20.0139)0.001 1.93103m YmX 0.021.20.01391ln 11Y2

mX2

ln0.001惰性氣體摩爾流量0.025V4

12

0.0318kmol/(sm2)傳質(zhì)單元高度H V

0.0318

0.609mOG

a 0.0522y傳質(zhì)單元數(shù)YY

0.020.00112NOG Y12m

1.93103

9.84所需塔高ZH NOG

0.6099.846.0mCO 【6-10】用清水逆流吸取混合氣體中的 2，混合氣體的流量為300 〔標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，進(jìn)塔氣體中 2含量為0.06〔摩爾分?jǐn)?shù)1.60.8mY*1200X。要求CO

95％，試求：2L22964kmol/hX 3.33L22964kmol/h吸取液組成及吸取劑流量；[1 ； ]

1824X3.26103]Z4.71m]解〔1〕由可知，惰性氣體流量V300(10.06)12.59kmol/h22.4X 0,2

1YY2A YY21最小液-氣比

L

YY

YY

1 2 1 2V

X*X Y/m Amin 1 2 1L操作液-氣比

1.6L

1.6

m1.60.9512001824 V V

Amin吸取劑流量 LLV182412.5922964kmol/h V V吸取液組成1y1Y1y1y11

0.06 0.06410.06V V 1X X (YY)X

Y

0.0640.953.331051 2 L 1 2

2 L 1

1824L L〔2〕操作線方程Y X)1824X(0.06418243.33105)V 1 V 1整理得

1824X3.26103〔3〕填料層高度 S

0.658L 18241 YmX2N ln[(1S) OG 1S Y22

mX2

S]N 1 ln[(10.658)

0.658]5.89OG 10.658 10.95ZN HOG OG

5.890.84.71m【6-11】一填料吸取塔，在28℃101.3kPa200m3/h5％降低到0.04％〔均為摩爾百分?jǐn)?shù)〕。填料塔直徑為 0.8m，填料層體積為

3m3Y*1.4XyKa=38.5kmol/m3h〔1〕80％時(shí)，該塔能否使用？〔該塔不能使用〕y〔2〕10％，該塔能否使用？〔注：在此條件下不會(huì)發(fā)生液泛〔該塔合用〕〔1〕Y1

0.0510.05

0.05263 Y2

0.000410.0004

0.0004惰性氣體流量V

200273(10.05)7.69kmol/h22.4 301Y1X*11

0.052631.4

0.0376X 0.80X*0.03011 1V(YY) 7.69(0.052630.0004)1 L X X 1 1 2

0.03010

13.34kmol/hYYmX

0.052631.40.03010.010491 1 1Y”Y 0.00042 2 YY”Y m

0.003091ln1Y”2

V(Y1

Y) 7.69(0.052630.0004) 6.72m2K 38.50.7850.820.003092Ya m該塔現(xiàn)在有填料層高度Z 3 6m0.7850.82ZZ，所以該塔不能使用。〔2〕10%時(shí)L1.113.3414.67kmol/h V(YY) 7.69(0.052630.0004)1 1 L XX

X0

14.67kmol/h1 2 1X0.02741YYmX0.052631.40.02740.014271 1 1YY 0.00042Ym

20.014270.00040.00389ln0.014270.0004Z

V(Y1

Y) 7.69(0.052630.0004) 5.34m2K Y 38.50.7850.820.003892Ya mZZ，所以該塔合用?！?-12】一填料塔用清水逆流吸取混合氣中的有害組分A1.5m，進(jìn)塔混合氣相0.0〔A0.00530.0128Y*2.5X。試求：液氣比為最小液氣比的多少倍？〔(L/V(L/V)所需填料層高度？〔Z7.67m〕

1.286〕min假設(shè)氣液流量和初始組成不變，要求尾氣組成為0.0033〔Z11.28m〕〔1〕Y1

0.0410.04

0.0417 Y2

0.005310.0053

0.00533X 0.0128 0.0012971 10.0128

YY1 X 1 1

0.04170.005330.012970

2.804(L/V)

YY1X 1

YY 1

0.04170.005332.18min

*X1 2

Y/m 0.0417/2.51(L/V)則

(L/V)

min

2.18

1.286所需填料層高度ZH N SmV/L2.5/2.8040.892OG OGN

YmXln[(1S) 1 2

S]OG 1S Y2

mX2 1 ln[(10.892)

0.04170

0.892]10.892 0.0053305.11故ZH N 1.55.117.67mOG OG其他條件不變，尾氣組成為0.0033時(shí)的填料層高度。Y 0.0033 0.003312 10.0033OG 1 YmXOGN 1Sln[(1S)Y1mX22 2

S] 1 ln[(10.892)

0.04170

0.892]10.892 0.0033107.52ZHOG

N 1.57.5211.28mOG【6-13】廠內(nèi)有始終徑880mm，填料層高6m的填料吸取塔，所用填料為拉西環(huán)，每小時(shí)處理2023m3、含5％〔體積分?jǐn)?shù)〕丙酮的空氣〔25℃，1atm。用水作溶劑，塔頂送出的廢氣含丙酮0.263％〔體積分?jǐn)?shù)，塔底送出的溶液每千克含

a，在此操作條件下平衡關(guān)系為Y*2X，目前狀況下每小時(shí)y可回收多少丙酮？假設(shè)把填料層加高 3m，又可回收多少丙酮？〔K 170.42kmol/m3h，G 3.89kmol/h；Ya AG4.002kmol/h〕A〔1〕Y1

0.0510.05

0.05263 Y2

0.0026310.00263

0.0026461.2X 581 100061.218

0.02023X 022023(10.05) 273VY*2X1 Y*02

77.7kmol/h22.4 29820.020230.04046(YY*)(YY*) 0.052630.040460.00264Y 1 1 2 2 0.00624m YY*ln 1 1

0.052630.04046lnYY

YY* 0.002642 220.052630.002642NOG Ym

0.00624

8.01H Z/NOG V

6 0.75m8.0177.7K Ya H OG

0.75

4

170.42kmol/m3h每小時(shí)所能回收的丙酮量為：G A 1

Y)77.7(0.052630.00264)3.89kmol/h23m，z=9m，N Z/H 9/0.7512OG OGSmV/Lm(X1

2

Y)20.02023/(0.052630.00264)0.812N

1 YmXln[(1S) 1

S]OG 1S YmX2 2 1 ln[(10.81)0.052630.81]10.81 Y2ln[(10.81)0.052630.81]2.28Y2Y0.001122因而有： GA

1

Y)77.7(0.052630.00112)4.002kmol/h2【6-14】某吸取塔在101.3kPa、293K下用清水逆流吸取丙酮-空氣混合物中的丙酮，當(dāng)操作液氣比為2.1時(shí)，丙酮回收率y*1.18x，K

a近似與氣體流量的0.8次方成正比。y今氣體流量增加20〔1〕丙酮的回收率有何變化？〔2〕單位時(shí)間內(nèi)被吸取的丙酮yy增加多少？〔3〕吸取塔的平均推動(dòng)力有何變化？〔 0.971；1.167； m1.01〕y丙酮m解：對(duì)于低濃度吸取，可近似以摩爾分?jǐn)?shù)代替摩爾比，具體計(jì)算如下原工況由回收率定義可求出氣體出口含量y (1)y2

(10.95)y1

0.05y1由物料衡算式可計(jì)算液體出口含量yy y

L(xx)1 2 1

1 V 1 210.05x y1 2.1

0.452y1吸取塔的平均推動(dòng)力(ymx

)(y

)

1.180.452y

)0.05yy m

1 1yln 1y2

21mx1mx2

2

yln 1

11.180.4521.1810.05y1

10.187y1傳質(zhì)單元數(shù)

yy

(10.05)y2NOG y 2m

0.187y1

15.08工況：傳質(zhì)單元高度H V

(V)VVV

V VOG ( )0.2HOG

1.20.2H

1.04HOG Kay

( )0.8 Kya VV

OG OG傳質(zhì)單元數(shù)N ZOG HOG

H N HOG

5.081.04

4.88由物料衡算式y(tǒng)yL(xx)1 2 V 1 2x1.2(yy)0.571y0.571y 〔a〕1 2.1 1 2 1 2由吸取過程根本方程式Z

y

ymxN

1 2 ln 1 1H OG

(ymx)(ymx) ymxOG 1 1

1 2 2 2 2ymxN ln 1 1OG 1mV

ymx2 2L1 y1.18x4.88 ln 1 1121.181.2 y122.14.90y2

y1.18x 〔b〕1 1由式〔a、式(b)求得y0.0772y x0.527y2 1 1 1工況的丙酮回收率：1 yy 1

0.0772y11 1 2A y1

y0.05y1 1

0.971在單位時(shí)間內(nèi)、舊工況所回收的丙酮量之比為

y)

0.0772y)1V(y1

2 y) y

0.05y

1 1.1671 2 1 11工況下的平均推動(dòng)力1

mx)(ymx)

1.180.528y

0.076yy m

1 1yln 1y

21mx1mx2

2

11.180.528ln0.076

10.188y1y 0.1880.187m

1.01

第七章蒸餾習(xí)題參考答案【7-1】苯和甲苯在92℃時(shí)的飽和蒸汽壓分別為143.73kPa和57.6kPa，苯-甲苯的混合液中苯的摩爾分?jǐn)?shù)為0.4。試求：在92℃混合液中各組分的平衡分壓、系統(tǒng)壓力及平衡蒸汽組成。此溶液可視為抱負(fù)溶液。[苯57.492kPa、甲苯34.56kPa92.025kPay苯

0.625y甲苯

0.375]解：依據(jù)拉烏爾定律，抱負(fù)溶液上方的平衡分壓為p pxA Ax A Ax pB B

143.730.457.492kPa57.60.634.56kPaPp pA B

92.052kPay pA57.492/92.0520.625A Py 10.6250.375B【7-2】在連續(xù)精餾塔中分別苯〔A〕和甲苯〔B〕兩組分抱負(fù)溶液?，F(xiàn)場測得：塔頂全凝器，第一層理論板的溫度計(jì)讀數(shù)為83℃，壓力表讀數(shù)p 5.4kPa；塔釜溫度計(jì)讀數(shù)為112℃，壓力表讀數(shù)p 12.0kPa。試計(jì)算塔頂、塔釜D W的兩產(chǎn)品組成和相對(duì)揮發(fā)度。兩純組分的飽和蒸汽壓用安托尼方程計(jì)算。當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?01.3kPa。B〔安托尼方程表達(dá)式為：lgp0A-

[x 0.976、 2.573：x 0.0565、 2.338]D D W W1〕aD對(duì)于理論板，氣液相組成互為平衡，兩相溫度相等，塔頂?shù)谝粚永碚摰臍庀嘟M成即餾出液組成。將t 83℃代入安托尼方程求得D1211.033lgp苯

06.03055-

83220.79

=2.044p 0=110.7kPa苯

1344.8lgp 甲苯

6.07954- =1.63483219.482p 0=43.02kPa甲苯總壓力為 PD

(101.35.4)kPa106.7kPap0則 x y 苯

Pp0甲苯

110.7106.743.020.976D 1

p0p0苯

106.7 110.743.02對(duì)于抱負(fù)物系，相對(duì)揮發(fā)度為p0a 苯D p0甲苯

110.743.02

2.573〔2〕aW用塔頂一樣的方法計(jì)算。將tW

112℃代入安托尼方程求得p0A

246.33kPa,p0B

105.34kPa。p總,W

(101.312)kPa113.3kPa則 x W

Pp0p0p0BWA BW

113.3105.34 246.33105.34a 246.332.338W 105.3424％〔摩爾分?jǐn)?shù)，下同〕輕組分的某液體混合物送入一連續(xù)精餾塔中。要求餾出液含95％易揮發(fā)組分，釜3850kmol/h670kmol/h。試求：①每小時(shí)能獲得多少千摩爾的餾出液？多少千摩爾的釜液？RD180kmol/h、W608.61kmol/hR3.72]1〕D

L850670180kmol/hFDW由全塔物料衡算得：FxF

DxD

WxWW608.61kmol/h〔2〕RL/D3.72【7-4A〕水溶液。原料液的處理量為3250kg/h，其中甲醇含量0.3〔摩爾分?jǐn)?shù)，下同2.5940.96。試求：①餾出液流量及釜?dú)堃旱牧髁亢徒M成；②精餾段、提餾段的汽、液相流量；46kmol/h，其最大可能的組成；0.96，可能獲得的最大餾出液量。[①D41.52kmol/h、W73.08kmol/h、x 0.0348；②L103.8kmol/h、V145.3kmol/h；WL218.4kmol/h、V145.3kmol/hx

0.922；④D42.17kmol/h]D,max解：將原料液的流量變?yōu)槟柫髁縈 [0.3746(10.37)18]kg/kmol28.36kg/kmolFF3250kmol/h114.6kmol/h28.36由題意知：Dx 0.94FxD

0.94114.60.37kmol/h39.86kmol/hD39.86kmol/h41.52kmol/h0.96WFD(114.641.52)kmol/h73.08kmol/h114.60.3739.86x W 73.08

0.0348精餾段的汽、液相流量LRD2.541.52kmol/h103.8kmol/hV(R1)D3.541.52kmol/h145.3kmol/h泡點(diǎn)進(jìn)料時(shí)，q=1LLqF(103.8114.6)kmol/h218.4kmol/hVV145.3kmol/h100%，此時(shí)餾出液可能的最高組成為：x FxF

114.60.37=0.922D,max

D 46同理假設(shè)甲醇收率為100%，則114.60.37Dmax

0.96

kmol/h44.17kmol/h5，泡點(diǎn)加料，泡點(diǎn)回流，塔頂為全凝器，求精餾段和提餾段操作線方程。常壓下苯—2.47y0.833x0.163y1.737x0.063]解：精餾段操作線R x

5 0.98y x D xR1 R1 51 51y0.833x0.163提餾段操作線(泡點(diǎn)進(jìn)料q1)L Wy x xL-W L-W WRDF FD= x x(R1)D (R1)D WRF/D F/D1= x xR1 n R1 WW式中 FxDxD x xWF W

0.980.0855.420.250.085代入可得

y 1.737x0.063【7-6】在連續(xù)精餾塔中分別A、B兩組分混合液。進(jìn)料量為100kmol/h ，進(jìn)料為q=1.25的冷液體，操作線方程為：精餾段y0.76x0.23；提餾段y1.2x0.02。試求輕組分在餾出液中的回收率。[

DxD91.17%]FxF解：輕組分在餾出液中的收率為Dx D100%DxA FxF聯(lián)立精餾段操作線和對(duì)角線方程yxy0.76x0.23聯(lián)立提餾段操作線和對(duì)角方程yxy1.2x0.02

得 x =0.9583D得 x =0.10W聯(lián)立兩操作線方程得交點(diǎn)y0.76x0.23y1.2x0.02q

得 x=0.5682，y

=0.6618q x 1.25 xy x F x F 5x4xq1 q1 0.25 0.25 Fxy值代入上式解得q qx 0.5448FDF

x xWFx xWFD

1000.54480.10kmol/h51.82kmol/h0.95830.10 51.820.9583100%91.17%D 1000.54485[10解：逐板計(jì)算法：相平衡方程 y axnn 1(a1)xny ynn或 x nnn

a(a1)y 2.471.47yn n

〔1〕精餾段操作線y 0.833x0.163 〔2〕n1 n提餾段操作線y 1.737x0.0626 〔3〕n1 n泡點(diǎn)進(jìn)料 q=1,x x 0.25q F1yx1 D

0.981〔1〕求取yx 1y1 2.471.47y1

0.98 0.9522.471.470.982〔2〕求取y 0.833x2

0.1630.8330.9520.1630.95620.9562x2.471.470.9562

0.89793y0.8330.89790.1630.911330.911x 0.80563 2.471.470.911如此反復(fù)計(jì)算y 0.8376 x 0.67624 4y 0.7268 x5

0.5186y 0.5955 x 0.37346 6y 0.4745 x 0.26777 7y0.3864 x8

0.20320.25xx8

〔3〕計(jì)算，y 1.737x9

0.06261.7370.20320.06260.29039x 0.2903 0.14219 2.471.470.2903同樣 y10x

1.7370.14210.06260.1842 0.1842 0.0838x10 2.471.470.1842 W7圖解法略?！?-80.40.97，釜液中含苯0.02〔以上均為質(zhì)量分?jǐn)?shù)2q=1.362.5Rmin解：將質(zhì)量分率換算為摩爾分?jǐn)?shù)

1.32]x 0.4/78 0.44F 0.4/780.6/92同理x 0.974,xD

0.024qq x 1.36 0.44y x F x 3.78x1.22 〔1〕q1 q1 1.361 1.361平衡線方程為y ax

2.5x

〔2〕1(a1)x 11.5x聯(lián)立〔12〕兩式得x 0.51,y 0.71q qx yR D

(0.9740.71)

1.32min y xq q

(0.710.51)【7-98[14解：由習(xí)題【7-8Rmin

1.32RRmin

21.320.23R1 21查吉種蘭圖可得x 1x

0.974 10.023lg[( D 1xN D

W)] lg[( )( )]Wx 1 10.974 0.023 17Wmin

lga lg2.5N13.78 取14〔分別用汽、液相組成計(jì)算〕在操作條件下苯—甲苯的平衡數(shù)據(jù)如下：0.260.380.510.450.260.380.510.450.600.72n0.74，n+10.7；汽相組成計(jì)算：n0.74，n+10.64]1：n-1、nn+1y x

0.57 axnn n1

1(a1)xn3y ax1(a1)x換算可得a

y(1x)ax(1y)aa

2.3282.4472.470a 1 2 3 2.4153 3nx*0.354n所以E (n)ML

xn1xn1

xnnn

0.570.410.740.570.354同理可求x* 0.223n1E (n1)ML

xxn n1x*n n1

0.410.280.700.410.2232：下面兩層的單板效率也可由汽相組成計(jì)算，即E (n)

yn

n1,E (n1)

yn1

yn2MV y*yn

MVn1

y*n1

yn2全回流條件下y xn y x

0.570.41n1 nax

2.4150.41ny*nn 1(a1)xn

0.62711.4150.41E (n)

y yn

n1

0.570.410.74MV全回流條件下

y*yn

n1

0.6270.41y xn1 y x

0.410.28n2y*

n1

axn1

2.4150.28 0.484n1

1(a1)xn1

11.4150.28E (n1)

yn1

yn2

0.410.28 0.64MV

y 0.4840.28n1 n2【7-11】某兩組分混合物在泡點(diǎn)溫度下進(jìn)入精餾塔的中部，料液組成為0.5〔輕組分摩爾分?jǐn)?shù)，下同，處理量為100kmol/h，要求餾出液組成為0.95，釜?dú)堃航M成為0.05，操作回流比與最小回流比的比值為2，塔頂承受全凝器，泡點(diǎn)3。試求：①精餾段和提餾段操作線方程；②進(jìn)入塔頂?shù)谝粚永碚摪宓钠?、液相組成；③離開塔頂?shù)谝粚永碚摪宓钠?、液相組成。y0.615x0.365y1.385x0.02y21〕精餾段操作線方程

0.897xD

0.95；③y1

0.95x1

0.865]泡點(diǎn)進(jìn)料，q=1,xqax

x 0.5F30.5y qq 1(a1)xq

120.5

0.75x yR D

0.950.75

0.8min y xq q

0.750.5R2RminR

20.81.6x

1.6 0.95y x D xn1 R1 n R1 2.6

2.6yn10.615xn0.365聯(lián)立進(jìn)料線與精餾段操作線,x0.5 x0.5 得交點(diǎn)y0.615x0.365 y0.673利用兩點(diǎn)式y(tǒng)0.050.6730.05x0.05 0.50.05化簡得： y 1.385x 0.02n1 n〔2〕xD

0.95yx1 Dy

0.950.9511xa(a1)y111

0.865320.95進(jìn)入塔頂?shù)谝粚永碚摪宓钠嘟M成：y 0.615x2

0.3650.6150.8560.3650.897〔3〕yx1 D

0.95x1

0.8657-12】一連續(xù)精餾塔分別某二元抱負(fù)混合物，進(jìn)料量F=100kmol/hxF

0.5(摩爾分率，下同)，進(jìn)料為飽和蒸汽，塔頂產(chǎn)品的組成x =0.95，塔底產(chǎn)品的組成x =0.1，系統(tǒng)的相對(duì)揮發(fā)度D W沸器，塔頂承受全凝器，泡點(diǎn)回流，塔釜的汽化量是最小汽化量的2倍。試求：①塔頂輕組分的回收率；②塔釜的汽化量；[①0.893；②147.8kmol/h；③0.84]

=2。塔底承受再

DxFxWF x xWD

0.5-0.1=0.470.95-0.1D=47kmol/s W=53kmol/sxDD0.893xFF〔2〕飽和蒸汽進(jìn)料，y x 0.5e Fx ye 0.5 0.333e (1)y 20.5eR xDye2.7min yxe eRmin

的塔釜汽化量為V”

，則minV”min

=Vmin

(1q)F=(R

min

+1)DF=(2.71)4710073.9kmol/hV2V”

min

147.8kmol/h〔3〕V=V+F=147.8100247.8kmol/sV=(R+1)D R=

V1247.814.26xD 47x精餾段操作線方程：y

R

D

0.18n1

R1 n R1 ny 0.95y=x1 D

0.95 x1

(11)y1

0.90520.95y 0.810.9050.180.9132x y2 0.