化工原理下課后習(xí)題解答天津大學(xué)化工學(xué)院柴誠(chéng)敬

如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！論 2 第七章傳質(zhì)與分離過(guò)程概論解：先計(jì)算進(jìn)、出塔氣體中氨的摩爾分?jǐn)?shù)y和yy==0.090310.055/17+0.945/29y==0.003420.002/17+0.998/29進(jìn)、出塔氣體中氨的摩爾比Y、Y為由計(jì)算可知，當(dāng)混合物中某組分的摩爾分?jǐn)?shù)很小時(shí)，摩爾比近似等于摩爾分?jǐn)?shù)。MMdxA (1)dw=ABAA(xAMA+xBMB)2dw (2)dx=AMAMBMAMBA+B)2MMAB解：(1)wA====dx22dwAMA(xAMA+xBMB)xAMA(MAMB)MAMB(xA==dx22A(xAMA+xBMB)(xAMA+xBMB)故x+x=1AB dwA=(x(xAMA+xBMB)如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！wA (2)MAxA=ABAB+MMABA(wA+wB)wA(MMMMMAABAAM((A+B)2MMAAB1(wA+wB)MMAB(A+(A+B)2MMABMAMMAMB(A+B)2MMAB故 dwA故dxA=MAMMAMB(A+B)2MMABB2總A2BMlnpB2ln94.3p31.3BBN=DABP(pp)ARTzpA1A2BM膜擴(kuò)散到催化劑表面，發(fā)生瞬態(tài)化學(xué)反應(yīng)A3B。生成的氣體B離開(kāi)催化劑表面通過(guò)氣10-5m2/s。試計(jì)算組分A和組分B的傳質(zhì)通量N和N。AB解：由化學(xué)計(jì)量式A3B可得N=3NBANN=NN=2NABA代入式(7-25)，得DDdcN=ABA2yNdppN=A2AN總AdzAAARTdzpA如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！NN=AB總ln總A1A2RT編zp總1Dpp+2pBAms下氨的傳質(zhì)通量。解：設(shè)A－NH3；B－H2OB1A1B2A2B2A2x=B2B1==0.946BMlnxB2ln0.978B2總2MM217.9217.9811D,cN=AB總(x一x)A編zxA1A2BMABxv=7.07cm3/molABMMDAB=MMDAB=總?cè)绮簧髑址噶四愕臋?quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！111.013人10一5人2881.75(+)1/27.試采用式(7-43)估算在293時(shí)二氧化硫(A)在水(B)中的擴(kuò)散系數(shù)D,。ABbA由式(7-43)BAB山V0.6BBbA解：由式(7-45)計(jì)算萘的傳質(zhì)通量，即ALAiAb式中為空氣主體中萘的濃度，因空氣流量很大，故可認(rèn)為c=0；Ab處氣相中萘的飽和濃度，可通過(guò)萘的飽和蒸氣壓計(jì)算，即c為萘板表面AiALAiAbSbp=NMS9AAAAA第八章氣體吸收解：水溶液中氨的摩爾分?jǐn)?shù)為如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！由p*=Ex亨利系數(shù)為相平衡常數(shù)為E200.0m1.974p101.3t溶解度系數(shù)為H=p對(duì)于稀水溶液，總濃度為tc0.008x===1.443104c55.43tt如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！定律，溶解度系數(shù)如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！(1)試計(jì)算以p、c表示的總推動(dòng)力和相應(yīng)的總吸收系數(shù)；(2)試分析該過(guò)程的控制因素。tH25其對(duì)應(yīng)的總吸收系數(shù)為GLGGG以液相組成差表示的總推動(dòng)力為其對(duì)應(yīng)的總吸收系數(shù)為KKL11Hkk LG(2)吸收過(guò)程的控制因素氣膜阻力占總阻力的百分?jǐn)?shù)為1/kG=KG=4.97106100%=95.58%1/Kk5.2106GG氣膜阻力占總阻力的絕大部分，故該吸收過(guò)程為氣膜控制。05.0kPa，操作溫度為25℃。在操作條件下平衡關(guān)系符合亨利定律，甲醇在水中的溶解度系數(shù)為2.126面處(1)膜吸收系數(shù)kG、kx及ky；(2)總吸收系數(shù)KL、KX及KY；(3)吸收速率。溶液的總濃度為t18xtLGGLGytG如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！m===0.248總SyyxyxyXtLYtG(3)吸收速率為AL(1)試計(jì)算吸收液的組成；若操作壓力提高到1013kPa而其他條件不變，再求吸收液的組成。12m===40.77p101.3t吸收劑為清水，所以X=02所以操作時(shí)的液氣比為q(q)吸收液的組成為q256.27 p,1013t如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！,(q)Y-Y0.0417-0.002,(q(q)(q),,氣相總體積吸收系數(shù)為0.0562kmol/(m3·s)。若吸收液中二氧化硫的摩爾比為飽和摩爾比的76%，要求回收率為98%。求水的用量(kg/h)及所需的填料層高度。21A1水的用量為n,LX-X7.291根10-4-02求填料層高度Y11222m如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！衡關(guān)系為如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！料比表面積的90％。試計(jì)算(1)填料塔的吸收率；(2)填料塔的直徑。解：(1)惰性氣體的流量為對(duì)于純?nèi)軇┪誵Y一Y||(q)||min=12依題意(q)200(q/q)2.632Q=n,Ln,Vmin==95.71%Am2.7511A1q122200n,L222Y3Y2N=6.269mOGN6.269由H=qn,VOGKa業(yè)YΩ=qn,VYOG填料塔的直徑為如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！系為Y=0.9X，KGa正比于G0.8而于W無(wú)關(guān)。若(1)操作壓力提高一倍；(2)氣體流速增加一倍；(3)液體流速增加一倍，試分別計(jì)算填料層高度應(yīng)如何變化，才能保持尾氣組成不解：首先計(jì)算操作條件變化前的傳質(zhì)單元高度和傳質(zhì)單元數(shù)Y=y1=0.05=0.0526y12操作條件下，混合氣的平均摩爾質(zhì)量為28.412222OGN6.890(1)p,=2pttEmEmptp,2t如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！mqS0.406Sn,V0.203q22若氣相出塔組成不變，則液相出塔組成也不變。所以11122222qqHn,Vn,VOGKaKapYG總Hqn,VHOG0.435m0.218mOGKap22G總OGOG(2)q2qnVn,V若保持氣相出塔組成不變，則液相出塔組成要加倍，即X2X1故2222HOGqn,VHn,VHHn,VH20.20.435m0.500mOGqn,VOG(3)q2qn,Ln,L如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！mqS0.406q,22=1OGOGOGOG倍；氣相總吸收系數(shù)為0.35kmol/(m2·h)。填料的有效比表面積近似取為填料比表面積的90％。試計(jì)算(1)出塔的液相組成；(2)所用填料的總比表面積和等板高度。解：(1)Y=y1=0.06=0.063821A(q)n,Lminn, n,1q122117.9n,L222Y0954ln1lnln1ln2N=6.353mOGN6.353由H=qn,VOGKa業(yè)Y如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！填料的有效比表面積為a=qn,VHK業(yè)=37.6OGY填料的總比表面積為t0.9由NOG=lnSTlnT填料的等板高度為HETP=310.用清水在塔中逆流吸收混于空氣中的二氧化硫。已知混合氣中二氧化硫的體積分?jǐn)?shù)21A2操作液氣比為qq水的用量為ATlnA如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！Nln已知操作條件下的氣液平衡關(guān)系為Y=1.5X?，F(xiàn)因環(huán)保要求的提高，要求出塔氣體組成低于0.002(摩爾比)。該制藥廠擬采用以下改造方案：維持液氣比不變，在原塔的基礎(chǔ)上將填料塔加高。試計(jì)算填料層增加的高度。解：改造前填料層高度為Z=HNOGOG改造后填料層高度為Z=HNOGOGZHN=OGOGZHNOGOG由于氣體處理量、操作液氣比及操作條件不變，故H=HOGOG對(duì)于純?nèi)軇┪誜=0，22由N=1ln[(1S)YY*12+S]OG1SYY*22Y22ZY=2Y2操作液氣比為qYY0.020.004n,L=12==4XXXXq4填料層增加的高度為如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！12.若吸收過(guò)程為低組成氣體吸收，試推導(dǎo)H=H+1H。OGGALq解：H=n,VGka業(yè)yqH=n,LLka業(yè)xS==n,VAqLH+1H=qn,V+mqn,Vqn,L=qn,V(1+m)=qn,V1LGALka業(yè)qka業(yè)a業(yè)kka業(yè)K故H=qn,VOGKa業(yè)故H=qn,VOGKa業(yè)YH=H+HOGGALsGGGGABGGLAB如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！14.用填料塔解吸某含二氧化碳的碳酸丙烯酯吸收液，已知進(jìn)、出解吸塔的液相組成分最小氣液比為(q)X一X0.0085一0.0016操作氣液比為qq吸收因數(shù)為n,V液相總傳質(zhì)單元數(shù)為=1L106.03」填料層高度為OLOL(1)計(jì)算該填料塔的操作空塔氣速；(2)計(jì)算該填料塔的液體噴淋密度，并判斷是否達(dá)到最小噴淋密度的要求。解：(1)填料塔的氣相負(fù)荷為填料塔的操作空塔氣速為(2)填料塔的液體噴淋密度為最小噴淋密度為如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！minWmintU>Umin，達(dá)到最小噴淋密度的要求。16.礦石焙燒爐送出的氣體冷卻后送入填料塔中，用清水洗滌以除去其中的二氧化硫。計(jì)算該填料吸收塔的塔徑。爐氣的質(zhì)量流量為m,VVVm,VLgpLLp=水=1pLa4.2m2m3tF操作空塔氣速為F由D=4qV,Vπu圓整塔徑，取D=1.0m校核D=1000=20>8，故所選填料規(guī)格適宜。d50WminWmin最小噴淋密度為Wmint操作噴淋密度為如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！πminπmin4操作空塔氣速為ππ4泛點(diǎn)率為F經(jīng)校核，選用D=1.0m合理。第九章蒸餾AB解：本題可用露點(diǎn)及泡點(diǎn)方程求解。pp(p一p*)107.6(p－41.85)總總AB總總本題也可通過(guò)相對(duì)揮發(fā)度求解B程得總AABA對(duì)揮發(fā)度和平衡的氣相組成。苯(A)和甲苯(B)的飽和蒸氣壓和溫度的關(guān)系為A如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！或則=或則=A==2.46如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！Bt+219.58解：本題需試差計(jì)算總(1)總壓p＝100kPa總AB總By=0.6212 y=0.6212總(2)總壓為p＝10kPa總AB mol解：(1)平衡蒸餾(閃蒸)依題給條件則y=qxxF=0.56x0.55=1.251.273xq1q10.5610.561DFn=nDy100%=440.735100%=58.8%nx1000.55FF(2)簡(jiǎn)單蒸餾D如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！n=56kmolW即得lnnFlnj5dxn56xy一xWWln0.549一0.54xW5FnFW44D簡(jiǎn)單蒸餾收率高(61.46%)，釜?dú)堃航M成低(0.3785)4．在一連續(xù)精餾塔中分離苯含量為0.5(苯的摩爾分?jǐn)?shù)，下同)苯—甲苯混合液，其流量為100kmol/h。已知餾出液組成為0.95，釜液組成為0.05，試求(1)餾出液的流量和苯的收率；(2)保持餾出液組成0.95不變，餾出液最大可能的流量。解：(1)餾出液的流量和苯的收率DWn,FF(2)餾出液的最大可能流量n,Dmaxx0.95D0.45(易揮發(fā)組分A的摩爾分?jǐn)?shù)，下同)，飽和液體進(jìn)料，要求餾出液中易揮發(fā)組分的回收寫(xiě)出精餾段的操作線方程；(3)提餾段的液相負(fù)荷。解：(1)餾出液的流量和組成由全塔物料衡算，可得n,DDn,FFn,WW如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！(2)精餾段操作線方程如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！Rxy=x+D=x+=0.726xRxR+1R+13.653.65(3)提餾段的液相負(fù)荷n,Ln,Ln,Fn,Dn,F 摩爾分?jǐn)?shù)，下同)，原料液的泡點(diǎn)為92℃。要求餾出液的組成為0.96，釜(1)40℃冷液進(jìn)料；(2)飽和液體進(jìn)料；(3)飽和蒸氣進(jìn)料。解：由題給數(shù)據(jù)，可得nDn,Fx一x0.96一0.04DWn,n,(1)40℃冷液進(jìn)料q值可由定義式計(jì)算，即r371n,n,(2)飽和液體進(jìn)料此時(shí)q=1n,n,(3)飽和蒸氣進(jìn)料q=0n,n,三種進(jìn)料熱狀態(tài)下，由于q的不同，提餾段的氣相負(fù)荷(即再沸器的熱負(fù)荷)有明顯試求(1)操作回流比及餾出液組成；(2)進(jìn)料熱狀況參數(shù)及原料的總組成；(3)兩操作線交點(diǎn)的坐標(biāo)值xq及yq；(4)提餾段操作線方程。解：(1)操作回流比及餾出液組成由題給條件，得 R=0.75及xD=0.238DD2)進(jìn)料熱狀況參數(shù)及原料液組成由于qx如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！(3)兩操作線交點(diǎn)的坐標(biāo)值xq及yq解得(4)提餾段操作線方程y,=y,=n,L,x,一n,WxqqWn,V,n,V,其一般表達(dá)式為n,Dx0.952Dx=An,FFxWn,n,qn,L,n,Dn,Fn,V,n,L,n,W則則組成為0.48(苯的摩爾分?jǐn)?shù)，下同)，泡解：由氣液平衡方程計(jì)算氣液相平衡組成如本題附表所示。x0y=051a.9a.85.7d.6dy.5ye.40.3b.2.1c0.0x0.0x0.10.20.30.4x0.50.60.7F0.80.9x1.0DWX精餾段操作線的截距為如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！R+12.5+1如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！bab。過(guò)點(diǎn)e作q線(垂直線)交精餾段操作線于點(diǎn)d。連接cd即得提餾段操作線。.95 (易揮發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù)，下同)，釜?dú)堃航M成為0.05，原料液組成為0.6。已測(cè)得從塔釜上升的蒸氣量為93kmol/h，從塔頂回流的液體量為58.5kmol/h，泡點(diǎn)回流。試求(1)原料液的處理量；(2)操作回流比為最小回流比的倍數(shù)。解：(1)原料液的處理量由全塔的物料衡算求解。n,V,n,Vn,DnVnL則解得q=q-qn,Wn,Fn,Dn,Fn,F (易揮發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù)，下同)，泡點(diǎn)進(jìn)料。塔頂餾出液的組成為0.99，塔底釜?dú)堃航M成解：由題給條件，可求得塔內(nèi)的氣相負(fù)荷，即n,Dn,Fx-x0.99-0.02DW對(duì)于泡點(diǎn)進(jìn)料，精餾段和提餾段氣相負(fù)荷相同，則如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！n,Vn,V,n,D(1)冷卻水流量由于塔頂苯的含量很高，可按純苯計(jì)算，即cn,VAq=Qc=5.232106kg/h=8.33104kg/hm,cc(tt)4.18715p,c21(2)加熱蒸汽流量釜液中氯苯的含量很高，可按純氯苯計(jì)算，即Bn,V,BB連續(xù)提餾塔中，分離兩組分理想溶液，該物系平均相對(duì)揮發(fā)度為2.0。原料 (易揮發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù))，試求(1)操作線方程；(2)由塔內(nèi)最下一層理論板下降的液(1)操作線方程此為提餾段操作線方程，即y,=y,=n,L,x,n,WxqqWn,V,n,V,式中則n,L,n,Fhn,V,n,D(2)最下層塔板下降的液相組成由于再沸器相當(dāng)于一層理論板，故y,=axW=20.01=0.0198W1+(a1)x1+0.01W提餾塔的塔頂一般沒(méi)有液相回流。0.3(甲醇的摩爾分?jǐn)?shù)，下同)，冷液進(jìn)料(q=1.2)，餾出液組成為0.92，甲醇回收率為如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！氣相中甲醇的℃℃解：(1)釜液組成由全塔物料衡算求解。①間接加熱n,Dx0.92D(10.9)1000.3x==0.0425②直接水蒸氣加熱q=q=Rq+qqn,Wn,L,n,Dn,Fqxy=xF=6x1.5q1q1R=Dq==0.6R=Dq==0.6176minyx0.710.37qqn,n,(10.9)1000.3x==0.0172顯然，在塔頂甲醇收率相同條件下，直接水蒸氣加熱時(shí)，由于冷凝水的稀釋作用，(2)所需理論板層數(shù)在x–y圖上圖解理論板層數(shù)xWx如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！Yq0.36c0.00.0x0.1W(x,y)qq4p間接加e0.40.50.60.20.40.50.6FX熱eeYq7c0.00.9x1.00.9x1.0DWe(x,y)qq4p直接蒸汽加熱e0.2x0.3F0.70.80.2x0.3FDXD①間接加熱精餾段操作線的截距為x0.92D==0.323R+12.85層數(shù)增加。且需注意，直接蒸汽加熱時(shí)再沸器不能起一層理論板的作用。揮發(fā)組分的總收率；(2)中間段的操作線方程。解：(1)易揮發(fā)組分在兩股餾出液中的總收率n=100%Aqxq=q+q+qn,Fn,D1n,D2n,W如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！n,FFn,D2n,D2整理上式，得到n,n,則于是n,Dn,(2)中間段的操作線方程由s板與塔頂之間列易揮發(fā)組分的物料衡算，得qy=qx+qx+qx(1)n,Vss+1n,Lssn,DD1n,D2D2式中q=(R+1)q=(420)kmolh=80kmolhn,Vsn,D1n,Lsn,D1n,D2將有關(guān)數(shù)值代入式(1)并整理，得到y(tǒng)=0.362x+0.5944s+1s連續(xù)精餾塔中分離兩組分理想溶液。該物系的平均相對(duì)揮發(fā)度為2.5。原料液組成為0.35(易揮發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù)，下同)，飽和蒸氣加料。已知精餾段操作線方程為y=0.75x+0.20，試求(1)操作回流比與最小回流比的比值；(2)若塔頂?shù)谝话逑陆档囊合嘟猓?1)R與Rmin的比值可知R解得R=3Dy0.35x=q==0.1772qy+(1y)0.35+2.5(10.35)qqR=Dq==R=Dq==2.604qq(2)氣相默弗里效率氣相默弗里效率的定義式為E=yy12(1)M,Vy*y而而則如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！ 1將有關(guān)數(shù)據(jù)代入式(1)，得05。物系的平均相對(duì)揮發(fā)度為2.0。塔頂全凝器，泡點(diǎn)回流，塔釜間接蒸汽加熱。塔釜的汽化量為最小汽化量的1.6倍，試求(1)塔釜汽化量；(2)從塔頂往下數(shù)第二層理論板下降的液相(1)塔釜汽化量對(duì)于飽和蒸汽進(jìn)料q=0，yF=0.5，Rmin可用下式計(jì)算，即FFn,Vminminn,Dn,Dn,Fx_x0.95_0.05DWn,Vminn,V,minn,Vminn,Fn,V,n,V,minq也可由提餾段操作線的最大斜率求得，即qy_x n,L,min=qWqx_xn,V,minqWn,V,minn,V,min(2)第2層理論板下降液相組成x2逐板計(jì)算求x2需導(dǎo)出精餾段操作線方程。n,V,n,Dn,F如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！Rx3.720.95y=x+D=x+=0.788x+0.2013R+1R+14.724.72塔頂全凝器y=x=0.95x=y1=0.95=0.90481y+a(1y)0.95+20.05112的凝器，泡點(diǎn)回流，塔釜間接蒸汽加熱。試根據(jù)如下條件計(jì)算塔的有效高度和塔徑。進(jìn)料熱狀況飽和液體總板效率操作回流比2全塔平均壓力理論板層數(shù)全塔平均溫度板間距氣速解：由題給條件，可得nDx0.96Dn,Vn,V,n,DNTNT==27.88取28PE0.61T(1)塔的有效高度PT(2)塔徑精餾段和提餾段氣相負(fù)荷相同，則4qD=V,Vu是Tp0D=.82π如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！17題附表1組分ABCDE試按清晰分割法估算餾出液、釜?dú)堃旱牧髁亢徒M成。q=q+qn,Fn,Dn,Wq=q(x+x+x)qx+qxn,Dn,FF,AF,BF,Cn,WW,Cn,DD,D將有關(guān)數(shù)據(jù)代入上式，解得n,n,ADBE組分ADBEn,Din,Win,WixxWixWi如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！1.25℃時(shí)醋酸(A)–庚醇-3(B)–水(S)的平衡數(shù)據(jù)如本題附表所示。習(xí)題1附表1溶解度曲線數(shù)據(jù)(質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%)醋醋酸(A)庚醇-3(B)水(S)醋酸(A)庚醇-3(B)水(S)48.512.838.747.57.545.08.687.24.242.73.753.627.514.90.684.529.47.10.592.432.10.00.499.6習(xí)題1附表2聯(lián)結(jié)線數(shù)據(jù)(醋酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)%)水水層庚醇-3層水層庚醇-3層5.338.226.8試求：(1)在直角三角形相圖上繪出溶解度曲線及輔助曲線，在直角坐標(biāo)圖上繪出分配曲線。(2)確定由200kg醋酸、200kg庚醇-3和400kg水組成的混合液的物系點(diǎn)位置?；旌弦航?jīng)充分混合并靜置分層后，確定兩共軛相的組成和質(zhì)量。(3)上述兩液層的分配系數(shù)k及選擇性系數(shù)。(4)從上述混合液中蒸出多少千克水才能成為均相溶液？A(2)和點(diǎn)醋酸的質(zhì)量分率為水的質(zhì)量分率為x==0.50M如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！R=M=800kg=260kg4040y=0.28,y=0.71,y=0.01ASBR相的組成為xx=0.06,x=0.74ASB(3)分配系數(shù)k=A==1.4Ax0.20Ay0.01k=Ax0.20Ay0.01Bx0.74B選擇性系數(shù)=A==A==103.7B(4)隨水分的蒸發(fā)，和點(diǎn)M將沿直線SM移動(dòng)，當(dāng)M點(diǎn)到達(dá)H點(diǎn)時(shí)，物系分層消失，即變?yōu)榫辔锵?。由杠桿規(guī)則可得需蒸發(fā)的水分量為kgh大于如不如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！10%。試(1)水的用量；(2)萃余相的量及醋酸的萃取率。操作條件下的平衡數(shù)據(jù)見(jiàn)習(xí)題解：(1)物系的溶解度曲線及輔助曲線如附圖所示。系點(diǎn)。由杠桿規(guī)則可得相相有機(jī)相醋酸(A)水(B)異丙醚(S)醋酸(A)水(B)異丙醚(S)4949由附圖可讀得萃取相的組成為y=0.14A3.在三級(jí)錯(cuò)流萃取裝置中，以純異丙醚為溶劑從含醋酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的醋酸水溶液中提取醋酸。已知原料液的處理量為2000kg，每級(jí)的異丙醚用量為800kg，操作溫度為20℃，試求(1)各級(jí)排出的萃取相和萃余相的量和組成；(2)若用一級(jí)萃取達(dá)到同樣的殘液組成，則需若干千克萃取劑。20℃時(shí)醋酸(A)–水(B)–異丙醚(S)的平衡數(shù)據(jù)如下：習(xí)題3附表20℃時(shí)醋酸(A)–水(B)–異丙醚(S)的平衡數(shù)據(jù)(質(zhì)量分?jǐn)?shù))水如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！1解：由平衡數(shù)據(jù)在直角三角形坐標(biāo)圖上繪出溶解度曲線及輔助曲線，如附圖所示。20000.3x==0.214A2000+800x==0.286MM1確定一R50=M34.51R=M=2800kg=50150111由附圖可讀得一級(jí)萃取相和萃余相的組成為y=0.1101x=0.2551由R的量及組成，以及所加萃取劑的量，通過(guò)物料衡算可求得二級(jí)萃取的物系點(diǎn)如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！M。與一級(jí)萃取計(jì)算方法相同可得2如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！M。與一級(jí)萃取計(jì)算方法相同可得222與二級(jí)萃取計(jì)算相同，可得三級(jí)萃取計(jì)算結(jié)果23233(2)若采用一級(jí)萃取達(dá)到同樣的萃取效果，則萃取物系點(diǎn)為附圖中的N點(diǎn)。由杠桿規(guī)3S=F=2000kg=2830kg0kg/h，要求最終萃余相中乙醛的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不大于如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！量比表示的平衡關(guān)系為迭代計(jì)算結(jié)果為如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！解：(a)直角坐標(biāo)圖解法在X–Y直角坐標(biāo)圖上繪出平衡曲線Y=2.2X，如附圖所示。Fx1-0.06F原料中稀釋劑的量為F操作線的斜率為Xn止。操作線的條數(shù)即為理論級(jí)數(shù)，即(b)解析法由于B與S不互溶，故可采用式(10–35)計(jì)算理論級(jí)數(shù)。FXnSmB1128m也可采用迭代計(jì)算求理論級(jí)數(shù)。平衡關(guān)系為ii操作關(guān)系為iii-1迭代關(guān)系為ii-1余相醋酸乙酯(B)余相醋酸乙酯(B)萃取相醋酸乙酯(B)丙酮(A)0丙酮(A)0水(S)水(S)標(biāo)圖上繪出溶解度曲線及輔助曲線，如附圖所示。余相中丙酮質(zhì)量分?jǐn)?shù)不大于6%，試求(1)所需的理論級(jí)數(shù)；(2)萃取液的組成和流量。操作條件下的平衡數(shù)據(jù)列于本題附表。習(xí)題5附表丙酮(A)–醋酸乙酯(B)–水(S)的平衡數(shù)據(jù)(質(zhì)量分?jǐn)?shù))如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！X=X=0.0640F1234567液中提取丙酮。已知原料液的處理量為2000kg/h，操作溶劑比(SF)為0.9，要求最終萃如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！定如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！ER結(jié)R1Δ與溶解度為理論級(jí)數(shù)。由作圖可得A (F)1135.535.516.在多級(jí)逆流萃取裝置中，以純氯苯為溶劑從含吡啶質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35%的吡啶水溶液中提取吡啶。操作溶劑比(SF)為0.8，要求最終萃余相中吡啶質(zhì)量分?jǐn)?shù)不大于5%。操作XY直角坐標(biāo)圖上求解所需的理論級(jí)數(shù)，并求操作溶劑用量為最小用量的倍數(shù)。操作條件下的平衡數(shù)據(jù)列于本題附表。習(xí)題6附表吡啶(A)–水(B)–氯苯(S)的平衡數(shù)據(jù)(質(zhì)量分?jǐn)?shù))萃萃取相萃余相吡啶(A)水(B)氯苯(S)吡啶(A)水(B)氯苯(S)解：將以質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示的平衡數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為質(zhì)量比表示，其結(jié)果列于附表2中。如不如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！ (65)萃取相(Y)萃余相(X)00SSS===0.8亭FA+nBSF作圖可得理論級(jí)數(shù)為當(dāng)萃取劑用量最小時(shí)，操作線的斜率最大，此時(shí)的操作線為XnB，其斜率為(B)47.8 (S)53.8- (S)53.8-5.3S(S)S(S)0.9856SB0.8125minS如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！操作范圍內(nèi)級(jí)內(nèi)的平衡關(guān)系為AASASA解：本題為校核型計(jì)算，但和設(shè)計(jì)性計(jì)算方法相同。若求得的x0.012，說(shuō)明兩級(jí)逆流萃取能滿足分離要求，否則，需增加級(jí)數(shù)或調(diào)整工藝參數(shù)。(1)對(duì)萃取裝置列物料衡算及平衡關(guān)系式1，A2y=0.76x0.42 (c)(d)A(e)(f)聯(lián)立式(a)~式(f)，得1，21，(1)對(duì)第一理論級(jí)列物料衡算及平衡關(guān)系式F+E=R+E211(g)22，A1如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！Ey=0.0154R+0.717E(i)S1(j)y=0.996y(k)聯(lián)立式(g)~式(k)，得22，A2，2，計(jì)算結(jié)果表明，兩級(jí)逆流萃取可以達(dá)到給定的分離要求。溶劑用量為最小用量的1.2倍，試求(1)溶劑的實(shí)際用量，kg/h；(2)填料層的等板高度HETS，m；(3)填料層的總傳質(zhì)單元數(shù)N。操作條件下，組分B、S可視為完全不互溶，其分配曲線數(shù)據(jù)列于本題附表。XXKgA/KgBY如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！n6.45FAFmin660.951maxmax線之間作級(jí)梯，可得理論級(jí)數(shù)為H3(2)操作線的斜率為；n解：(1)由分配曲線數(shù)據(jù)在X–Y直角坐標(biāo)系中繪出分配曲線，如附圖曲線NBQ所示。X-XQFnAXF由附圖可求得平衡線方程為由附圖可求得平衡線方程為Y*=X=0.8556X如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！操作線方程為n9.在多級(jí)逆流萃取裝置中，用三氯乙烷為溶劑從含丙酮質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35%的丙酮水溶液的理論級(jí)數(shù)；(2)若從萃取相中脫除的三氯乙烷循環(huán)使用(假設(shè)其中不含水和丙酮)，每小時(shí)需補(bǔ)充解：(1)三角形坐標(biāo)圖解論級(jí)數(shù)。由作圖可得(2)直角坐標(biāo)圖解在x–y直角坐標(biāo)系中繪出分配曲線，如附圖2所示。如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！直角坐標(biāo)系中，即得到一個(gè)操作點(diǎn)，將各操作點(diǎn)聯(lián)結(jié)起來(lái)即得到操作線TB如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！直角坐標(biāo)系中，即得到一個(gè)操作點(diǎn)，將各操作點(diǎn)聯(lián)結(jié)起來(lái)即得到操作線TB。在操作線與分配曲線之間作級(jí)梯，級(jí)梯數(shù)即為理論級(jí)數(shù)，由作圖可知結(jié)果與三角形坐標(biāo)圖解稍有差別，是由作圖誤差所致。(2)由杠桿規(guī)則可知E=20M=20(4500+1500)kgh=3000kgh140401補(bǔ)充萃取劑的量為第十一章固體物料的干燥習(xí)題解答中的水汽分壓；(2)濕度；(3)濕空氣的密度。解：(1)濕空氣的水汽分壓SE=3000kgh=1455kgh1222如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！ss(2)濕度總(3)密度H273PHo0.9737H2．常壓連續(xù)干燥器內(nèi)用熱空氣干燥某濕物料，出干燥器的廢氣的溫度為40℃，相對(duì)sH查出p=3.172kPa時(shí)的飽和溫度為25.02℃，此溫度即為廢氣露點(diǎn)。s序序濕度干球溫度濕球溫度相對(duì)濕度焓水汽分壓號(hào)kg/kg絕干氣/℃℃%℃(35)5379(160))86(10)6HI略。4.將t=25oC、H=0.005kg水/kg絕干氣的常壓新鮮空氣，與干燥器排出的00如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！3。試求(1)混合氣體的溫度、濕度、焓和相對(duì)濕度；(2)若后面的干燥器需要相對(duì)解：(1)對(duì)混合氣列濕度和焓的衡算，得(a)(b)1H+3H(a)(b)2m1I+3I=4I02m當(dāng)t=25℃、H=0.005kg水/kg絕干氣時(shí)，空氣的焓為o0002490H0I=(1.01+002490H0222將以上值代入式(a)及式(b)中，即Hm分別解得：H=0.02675kg/kg絕干氣mmmmmmm得得m混合氣體中的水汽分壓mpp總t=36.4℃時(shí)水的飽和蒸汽壓為p=6075如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！(2)將此混合氣加熱至多少度可使相對(duì)濕度降為10%1p's故s后，再送至常壓干燥器中，離開(kāi)干燥器時(shí)空氣的相對(duì)濕度為80%，若空氣在干燥器中經(jīng)歷等焓干燥過(guò)程，試求：(1)1m3原濕空氣在預(yù)熱過(guò)程中焓的變化；(2)1m3原濕空氣在干燥器中獲得的水分量。解：(1)1m3原濕空氣在預(yù)熱器中焓的變化。010010110H273Po0.84H(2)1m3原濕空氣在干燥器中獲得的水分。11026.用4題(1)的混合濕空氣加熱升溫后用于干燥某濕物料，將濕物料自濕基含水量0.2降求(LL如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！1)新鮮空氣耗量；(2)進(jìn)入干燥器的濕空氣的溫度和焓；(3)預(yù)熱器的加熱量。解：(1)新鮮空氣耗量X=w1=20kgkg絕干料=0.25kgkg絕干料1X=w2=5kgkg絕干料=0.05263kgkg絕干料21蒸發(fā)水量2絕干空氣用量L(HH)=W新鮮空氣用量0(2)進(jìn)入干燥器的濕空氣的溫度和焓由于干燥過(guò)程為等焓過(guò)程，故進(jìn)出干燥器的空氣的焓相等。I=I12m1mm℃(3)預(yù)熱器的加熱量=L(II)mPm1m7．在常壓下用熱空氣干燥某濕物料，濕物料的處理量為l000kg/h，溫度為20℃，含水量為4％(濕基，下同)，要求干燥后產(chǎn)品的含水量不超過(guò)0.5％，物料離開(kāi)干燥器時(shí)溫度升至.28kJ／(kg絕干料．℃)?？諝獾某跏紲囟葹?0℃，相對(duì)濕氣，干燥器的熱損失可按預(yù)熱器供熱量的10％計(jì)。試求(1)計(jì)算新鮮空氣的消耗量；(如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！2)預(yù)熱器的加熱量Qp；(3)計(jì)算加熱物料消耗的熱量占消耗總熱量的百分?jǐn)?shù)；(4)。解：(1)新鮮空氣消耗量，即WH_H211299.5s0s35.2100(2)預(yù)熱器的加熱量Qp，用式11-31計(jì)算Qp，即tP010(3)加熱物料消耗的熱量占消耗總熱量的百分?jǐn)?shù)加熱物料耗熱QGIIGc(9_9)21m21總耗熱量2o2m221L如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！(4)干燥器的熱效率n，若忽略濕物料中水分帶入系統(tǒng)中的焓，則用式11-37計(jì)算干燥00到t=120oC后進(jìn)入連續(xù)逆流操作的理想干燥器內(nèi)，空氣離開(kāi)干燥器時(shí)相對(duì)濕度=50%。2wwkg2器內(nèi)。試求(1)完成干燥任務(wù)所需的新鮮空氣量；(2)預(yù)熱器的加熱量；(3)干燥器的率解：(1)新鮮空氣耗量X=w1=1.5kgkg絕干料=0.01523kgkg絕干料1X=w2=0.2kgkg絕干料=0.002kgkg絕干料2絕干物料流量12根據(jù)t=26℃、I=66kJ/kg絕干氣，求出H=0.0157kg/kg絕干氣000g1101理想干燥器，所以I=I=163.8kJ/kg絕干氣10.622dH=2s=2dd2總2s22 10133005ds2(a)(b)設(shè)溫度t2，查水蒸氣表得相應(yīng)的飽和蒸汽壓ds，由(a)式求濕度H2，再代入(b)式反求溫度t，若與初設(shè)值一致，計(jì)算結(jié)束。若與初設(shè)值不一致，則需重復(fù)以上步驟。2ts222如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！絕干空氣消耗量L=119.9新鮮空氣消耗量00(2)預(yù)熱器的加熱量P10(3)干燥器的熱效率W(2490+1.88t)n=2Q29.在一常壓逆流的轉(zhuǎn)筒干燥器中，干燥某種晶狀的物料。溫度t=25oC、相對(duì)濕度0Q=55%的新鮮空氣經(jīng)過(guò)預(yù)熱器加熱升溫至t=95oC后送入干燥器中，離開(kāi)干燥器時(shí)的溫0121畢后溫度升到9＝60℃、濕基含水量降為w=0.002。干燥產(chǎn)品流量G=1000kg/h，絕干物222絕干空氣流量；(2)預(yù)熱器中加熱蒸汽消耗量；(3)預(yù)熱器的傳熱面積。解：(1)絕干空氣流量X=w1=0.037kgkg絕干料=0.0384kgkg絕干料1X=w2=0.002kgkg絕干料如0.002kgkg絕干料2絕干物料流量22水分蒸發(fā)量如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！2s02 1122L111