化工原理(天津大学第二版)下册部分
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八年级地理上册填图题岩土工程勘察试题省略号的作用及举例应急救援安全知识车间5s试题及答案
第8章2.在温度为25C及总压为101.3kPa的条件下，使含二氧化碳为3.0%(体积分数)的混合空气与含二氧化碳为350g/m3的水溶液接触。试判断二氧化碳的传递方向，并计算以二氧化碳的分压
表
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示的总传质推动力。已知操作条件下，亨利系数E=1.66105kPa,水溶液的密度为997.8kg/m3。解：水溶液中CO2的浓度为350/1000“3ckmol/m44对于稀水溶液，总浓度为3=0.008kmol/m997.8?ctkmol/m18水溶液中CO2的摩尔分数为c0.0084x1.44310一G55.43由p*=Ex=1.661051.44310°kPa=23.954kPa355kn4o3m气相中CO2的分压为p=Pty=101.30.03kPa=3.039kPa
<75.58kmol/h=117.9kmol/h人=也丫1-Y2X22Z-60.0638-0.00319=00.0193qn,L117.9(2)AY=Y—Y*=0.0638—2公0.0193=0.02137-Y2€.003192.2毛0.00319^Ym△Y—轻0.0213—0.00319门--0.00954,AY,0.0213ln.—lnY>0.00319NogY—Y20.0638—0.003196.353也丫m0.00954Hog3m=0.472mNog6.353由H°gqn,VKYa'1填料的有效比表面积为qn,VHogKy'137.62323m/m201.35m/m0.4720.350.7851.2填料的总比表面积为201.352323atm2/m3=223.72m2/m30.9由Nog_lnS"N7Smqn,Vqn,L2.237.6117.9=0.702Nt6.353x(0.702—1)53引ln0.702一.Z=HETPtN填料的等板高度为3HETPm=0.561m.351用清水在塔中逆流吸收混于空气中的二氧化硫。已知混合气中二氧化硫的体积分数为0.085,操作条件下物系的相平衡常数为26.7,载气的流量为250kmol/h。若吸收剂用量为最小用量的1.55倍，要求二氧化硫的回收率为92%。试求水的用量（kg/h）及所需理论级数。解:Y亠1-%0.0851-0.085=0.0929Y2=Y(1―化)=0.092扌(1—0.92)=0.00743用清水吸收，X2=0二m「A=26.70.92=24.564操作液气比为1.5524.564=38.074qn,V水的用量为qn,L=38.074汉250kmol/h=9.519汉103kmol/hqm,L=9.519<103"8kg/h=1.713<105kg/hmqn,V38.07426.7=1.426用清水吸收，‘二；a=0.92A—ln—,1—申由Nt1InA1.426-0.92NtIn气比不变，在原塔的基础上将填料塔加高。试计算填料层增加的高度。解：改造前填料层高度为Z=HOGNOG改造后填料层高度为Z=HogNog故有ZHogNogZHogNog由于气体处理量、操作液气比及操作条件不变，故Hog二HogS=S对于纯溶剂吸收X2=0,丫2*=0禹1Y—匕*由NogIn[(1—S)」2S]1_SY2-Y2*故Nog-In[(1-s)jS]1-S丫2Nog二代1n[(1—S)*S]因此，有Yln[(1-S)「S]丫2Yln[(1-⑨扌S]操作液气比为qn,LY_%0.02—0.004qn,vX1-X20.004-0qn,L1.50.375ln[(1-0.375)0.0200020.375]ln[(1-0.375)0.020.0040.375]-1.509Z=1.5096m=9.054m填料层增加的高度为-Z-Z-Z=(9.054-6)m=3.054m若吸收过程为低组成气体吸收，试推导Hog=Hg」Hl0A解：Hgqn,Vkya'」Hlqn丄kxa11=1_mqn,VAqn,L4由HOGuJuqn,V丄mqn,Vqn,LHgHlAkyaQqn,VKyqn,v/1m()qn,Lkxa「kykxqn,V1kY故Hog二Hg1HlA在装填有25mm拉西环的填料塔中，用清水吸收空气中低含量的氨。操作条件为20C及101.3kPa，气相的质量速度为0.525kg/(m2-s),液相的质量速度为2.850kg/(m2-s)。已知20C及101.3kPa时氨在空气中的扩散系数为1.8910^m2/s,20C时氨在水中的扩散系数为1.7610-m2/s。试估算传质单元高度Hg、Hl。解：查得20C下，空气的有关物性数据如下：人=1.811^Pa，s怯=1.205kg/m3由HG=o(G^WYScg)5Scg二JG1.8110一5=0.795?GDab1.2051.8910-查表8-6，:=0.557,7=0.32,壮=-0.51Hg查得20=0.557G0.32WJ.51Scg0.5=0.5570.5250.322.850亠510.795°.5m=0.237mC下，水的有关物性数据如下：=100.5f0a-s：:L=998.2kg/m3由Hl=aW_R.JLDab0.5(Scl)查表8-7,=10°.510‘卫=572.1998.21.7610:-=2.36103，:=0.22/、0.22Hl=2.361030.5(Scl)'.220.5572.1m=0.325mnX2-X1_0.0085-0.0016mX2-Y106.030.0085-0.0005=2.3610佥2.850§灯00.5心0五丿用填料塔解吸某含二氧化碳的碳酸丙烯酯吸收液，已知进、出解吸塔的液相组成分别为0.0085和0.0016(均为摩尔比)。解吸所用载气为含二氧化碳0.0005(摩尔分数)的空气，解吸的操作条件为35C、101.3kPa,此时平衡关系为Y=106.03X。操作气液比为最小气液比的1.45倍。若取Hol=0.82m，求所需填料层的高度。解：进塔载气中二氧化碳的摩尔比为Y；:力=0.0005最小气液比为操作气液比为qn,V=1.450.00766=0.0111吸收因数为qn|A些0.850mqn,V106.03x0.0111液相总传质单元数为1NollnOL1-A1ln1-0.850X2—1-A2—A[-X^X/r0.0085—00005(1一°.850+0.85°0.0016—0000506.03=3.334填料层高度为Z=HolNol-0.823.334m=2.734m某操作中的填料塔，其直径为0.8m，液相负荷为8.2m3/h，操作液气比（质量比）为6.25。塔内装有DN50金属阶梯环填料，其比表面积为109m2/m3。操作条件下，液相的平均密度为995.6kg/m3,气相的平均密度为1.562kg/m3。（1）计算该填料塔的操作空塔气速；（2）计算该填料塔的液体喷淋密度，并判断是否达到最小喷淋密度的要求。解：（1）填料塔的气相负荷为8.2995.633qVvm/h=836.25m/h6.25汇1.562填料塔的操作空塔气速为836.25/3600u厂m/s=0.462m/s0.785汇0.82(2)填料塔的液体喷淋密度为U二品=058^m3/(m2216.32m3/(m2h)最小喷淋密度为8.72m/(mh)Umin=(LWma^0.08109m7(，m=h)U-Umin，达到最小喷淋密度的要求。矿石焙烧炉送出的气体冷却后送入填料塔中，用清水洗涤以除去其中的二氧化硫。已知入塔的炉气流量为2400m3/h，其平均密度为1.315kg/m3;洗涤水的消耗量为50000kg/h。吸收塔为常压操作，吸收温度为20C。填料采用DN50塑料阶梯环，泛点率取为60%。试计算该填料吸收塔的塔径。解：查得20C下，水的有关物性数据如下：JL=100.5fPa・s几=998.2kg/m3炉气的质量流量为qm,V=24001.315kg/h=3156.0kg/h横坐标为采用埃克特通用关联图计算泛点气速，肛（企0.5二50000”.315）。.5=0575qm,VPL3156998.2查图8-23，得纵坐标为gf°。38水=1订对于DN50塑料阶梯环，由表8-10和附录二分别查得：：工=1271/mat=114.2m2.m32uF2X12711.31502-1.00°52=0.0389.81998.2解出uF=1.492m/s操作空塔气速为u=0.60uf=0.601.492m/s=0.895m/s由D=4qv,vn42400/3600m4974mn0.895圆整塔径，取D=1.0m校核D^1°°^^208，故所选填料规格适宜。d503取(Lw)mi尸0.018/(m・h)最小喷淋密度为Umin=(LW)minat=0.08114.2m3/(m2h)=9.136m3/(m2h)操作喷淋密度为50000/998.23232..Um/(mh)=63.81m/(mh)>Uminn2-1.024操作空塔气速为24003600um.s=0.849m.sn2n1.024泛点率为—100%二0849100%=56.90%uF1.492经校核，选用D=1.0m合理。第九章蒸馏1.在密闭容器中将A、B两组分的理想溶液升温至82C,在该温度下，两组分的饱和蒸气压分别为pA=107.6kPa及pB=41.85kPa,取样测得液面上方气相中组分A的摩尔分数为0.95。试求平衡的液相组成及容器中液面上方总压。解：本题可用露点及泡点方程求解。yA色Xap总Pa(P总一Pb)_107.6(p总—41.85)药p总Pa-Pbp总107.6-41.85解得p总=99.76kPaxJ—PB二99.76士=0.8808Pa—Pb107.6-41.85本题也可通过相对挥发度求解:-匕二10762.571Pb41.85由气液平衡方程得0.95x0.8808y—y0.952.5711—0.95P总=pAXA■PB1-Xa=107.60.880841.851-0.8808kPa=99.76kPa2.试分别计算含苯0.4（摩尔分数）的苯一甲苯混合液在总压100kPa和10kPa的相对挥发度和平衡的气相组成。苯（A）和甲苯（B）的饱和蒸气压和温度的关系为lgPa=6.0321206.35t220.24lgPb=6.0781343.94t219.58式中p*的单位为kPa,t的单位为C。苯一甲苯混合液可视为理想溶液。（作为试差起点，100kPa和10kPa对应的泡点分别取94.6C和31.5C）解：本题需试差计算总压p总=100kPa初设泡点为946C,则同理*£0322.19194.6220.24得pA^155.37kPalgPb=6.0781343-94=1.8094.6219.58Pb=63.15kPaXa100一63.150.39960.4155.37-63.15卩总=0.4155.370.663.15kPa=100.04kPa:-二些二15537=246pB63.15y24604=0.62121(二一1)x11.460.4总压为p总=10kPa通过试差，泡点为31.5C,pA=17.02kPa,Pb=5.313kPa17.025.313=3.2033.2030.412.2030.4=0.681随压力降低，a增大，气相组成提高。3•在100kPa压力下将组成为0.55（易挥发组分的摩尔分数）的两组分理想溶液进行平衡蒸馏和简单蒸馏。原料液处理量为100kmol，汽化率为0.44。操作范围内的平衡关系可表示为y=0.46x0.549。试求两种情况下易挥发组分的回收率和残液的组成。解：（1）平衡蒸馏（闪蒸）依题给条件q=1—0.44=0.56ydxq-1Xfq-10.56—10.550.56-1=1.25-1.273x由平衡方程y=0.4^60.54联立两方程，得y=0.735,x=0.4045nD=0.44nF=0.44100kmol=44kmol2DL100%440.735100%=58.8%mxF1000.55简单蒸馏nD=44kmolnW=56kmolln—ln型nW560.55=IXWdxy—x0.5798—ln0.540.549-0.54xW0.549—0.540.55解得Xw=0.3785y=xF•旦xF-xW=0.55560.55-0.3785=0.7683n°44440.76831000.55100%=61.46%简单蒸馏收率高（61.46%），釜残液组成低（0.3785）4•在一连续精馏塔中分离苯含量为0.5（苯的摩尔分数，下同）苯一甲苯混合液，其流量为100kmol/h。已知馏出液组成为0.95,釜液组成为0.05，试求（1）馏出液的流量和苯的收率；（2）保持馏出液组成0.95不变,馏出液最大可能的流量。解：（1）馏出液的流量和苯的收率qn,D=qn,F=100汇kmol/h=50kmol/h%=qn，DXD"00%=50疋0.95勺。。％=95%Xd-Xw0.95-0.05qn,FXF100^0.5（2）馏出液的最大可能流量当n=100%时，获得最大可能流量，即_qn,FXFqn,Dmax—1000.5kmol/h=52.63kmol/hXd0.95•在连续精馏塔中分离A、B两组分溶液。原料液的处理量为100kmol/h，其组成为0.45(易挥发组分A的摩尔分数，下同)，饱和液体进料，要求馏出液中易挥发组分的回收率为96%，釜液的组成为0.033。试求(1)馏出液的流量和组成；(2)若操作回流比为2.65,写出精馏段的操作线方程；(3)提馏段的液相负荷。解：(1)馏出液的流量和组成由全塔物料衡算，可得qn,DxD=0.96qn,FxF=0.96x100x0.45kmol/h=43.2kmol/hqn,WXw=(1—0.96/100疋0.45kmol/h=1.8kmol/hqn,W1.80.033kmol/h=54.55kmol/hqn,D=qn,F—qn,w=(100—54.55半m°l/h=45.45kmol/hXd4320.950545.45(2)精馏段操作线方程罟x.進3.653.65=0.726x0.2604提馏段的液相负荷qn,LF=qn,L+qqn,F=Rqn,D+qn,F=(2.65x45.45+100kmol/h=220.4kmol/h.在常压连续精馏塔中分离A、B两组分理想溶液。进料量为60kmol/h，其组成为0.46(易挥发组分的摩尔分数，下同)，原料液的泡点为92C。要求馏出液的组成为0.96,釜液组成为0.04,操作回流比为2.8。试求如下三种进料热状态的q值和提馏段的气相负荷。40C冷液进料；饱和液体进料；饱和蒸气进料。已知：原料液的汽化热为371kJ/kg，比热容为1.82kJ/(kg?C)。解：由题给数据，可得qn,D=qn,FXf一Xw汉°46一0.04kmol/h=27.39kmol/hXd—Xw0.96—0.04qn,w=(60一27.39kmol/h=32.61kmol/h(1)40C冷液进料q值可由定义式计算，即-丄Cp©bTf)_亠1.82(92—40)〃“uTOC\o"1-5"\h\zq=1——-=11.255HYPERLINK\l"bookmark131"\o"CurrentDocument"r371V'=(R+1qn,D—(1—qF=(2.8+1卜27.39—(1—1.255><60Lmol/h=119.4kmol/h饱和液体进料此时q=1F=V=(R+1qn,D=3.8疋27.39kmol/h=104.1kmol/h饱和蒸气进料q=0'=V-qn,F=(104.1-60kmol/h=44.1kmol/h三种进料热状态下，由于q的不同，提馏段的气相负荷(即再沸器的热负荷)有明显差异。饱和蒸气进料V'最小。•在连续操作的精馏塔中分离两组分理想溶液。原料液流量为50kmol/h，要求馏出液中易挥发组分的收率为94%。已知精馏段操作线方程为y=0.75X+0.238;q线方程为y=2-3x。试求（1）操作回流比及馏出液组成;（2）进料热状况参数及原料的总组成；（解：（1）操作回流比及馏出液组成—0.75及一0.238R1R1解得R=3,xd=0.952qq-1=-3及XF=21-q3）两操作线交点的坐标值Xq及yq;（4）提馏段操作线方程。由题给条件，得由于2）进料热状况参数及原料液组成解得q=0.75（气液混合进料），xf=0.5（3）两操作线交点的坐标值Xq及yq联立操作线及q线两方程，即y=0.75x0.238y=2-3x解得xq=0.4699及yq=0.5903（4）提馏段操作线方程其一般表达式为*qn,L"*qn,Wyxxwqn,V*qn,V*式中有关参数计算如下:qn,D“Aqn,FxFXd0.94500.5kmol/h=24.68kmol/h0.952qn,w=qn,F-qn,D=50-24.68kmol/h=25.32kmol/h七严0.05921-Aqn,FXFXW二qn,Wqn,L匸Rqn,D+qqn,F={3X24.68+0.75X50$mol/h=111.54kmol/hqn,v「=qn,L「—qn,w=（111.54—25.32）kmol/h=86.22kmol/h111.5425.32/则yx0.0592=1.294x-0.0173986.2286.22&在连续精馏塔中分离苯一甲苯混合液，其组成为0.48（苯的摩尔分数，下同），泡点进料。要求馏出液组成为0.95，釜残液组成为0.05。操作回流比为2.5，平均相对挥发度为2.46,试用图解法确定所需理论板层数及适宜加料板位置。解：由气液平衡方程计算气液相平衡组成如本题附表所示。习题8附表X00.050.10.20.30.40.50.60.70.80.91.02.46X0.110.71y_1+1.46X050.2140.3810.5130.62110.7870.8520.9080.9571.0X习题8附图在X-y图上作出平衡线，如本题附图所示。由已知的xd,xf,xw在附图上定出点a、e、c。精馏段操作线的截距为_XD095=0.271，在y轴上定R12.51出点b,连接点a及点b，即为精馏段操作线。过点e作q线（垂直线）交精馏段操作线于点d。连接cd即得提馏段操作线。从点a开始，在平衡线与操作线之间绘阶梯，达到指定分离程度需11层理论板，第5层理论板进料。•在板式精馏塔中分离相对挥发度为2的两组分溶液，泡点进料。馏出液组成为0.95（易挥发组分的摩尔分数，下同），釜残液组成为0.05，原料液组成为0.6。已测得从塔釜上升的蒸气量为93kmol/h，从塔顶回流的液体量为58.5kmol/h,解:泡点回流。试求（1）原料液的处理量；（2）操作回流比为最小回流比的倍数。（1）原料液的处理量由全塔的物料衡算求解。对于泡点进料，q=1qn,V*—qn,V二R1qn,D二93kmol/hqn,D=qn,V-qn丄=(93—58.5)kmol/h=34.5kmol/hqn,W-qn,F-qn,D则0.6qn,F=0.95疋34.5+(qn,F—34.5卜0.05解得qn,F=56.45kmol/h(2)R为Rmin的倍数93=R134.5R=1.70于是：(1-Xd)二0.951—Xf__0.61.72(1-0.951—0.6.3331.333=1.275对于泡点进料，Rmin的计算式为•在常压连续精馏塔内分离苯一氯苯混合物。已知进料量为85kmol/h，组成为0.45（易挥发组分的摩尔分数，下同），泡点进料。塔顶馏出液的组成为0.99，塔底釜残液组成为0.02。操作回流比为3.5。塔顶采用全凝器，泡点回流。苯、氯苯的汽化热分别为30.65kJ/mol和36.52kJ/mol。水的比热容为4.187kJ/（kg?C）。若冷却水通过全凝器温度升高15C，加热蒸汽绝对压力为500kPa（饱和温度为151.7C,汽化热为2113kJ/kg）。试求冷却水和加热蒸汽的流量。忽略组分汽化热随温度的变化。解：由题给条件，可求得塔内的气相负荷，即qn,D=qn,F=85°45-°.°2kmol/h=37.94kmol/hXd—Xw0.99—0.02对于泡点进料，精馏段和提馏段气相负荷相同，则qn,v=qn,v“=qn,d（R+1）=4.5x37.94kmol/h=170.7kmol/h（1）冷却水流量由于塔顶苯的含量很高，可按纯苯计算，即Qc=qn,V號=170.7x30.65x103kJ/h=5.232kJ/hQcCp,c(t2-11)6kg/h=8.33104kg/h5.23210二4.18715（2）加热蒸汽流量釜液中氯苯的含量很高，可按纯氯苯计算，即Qb=qn,V『B=170.7X36.52汉103kJ/h=6.234kJ/hqm,hQb6.2341062113~kg/h=2.95kg/h.在常压连续提馏塔中，分离两组分理想溶液，该物系平均相对挥发度为2.0。原料液流量为100kmol/h,进料热状态参数q=1,馏出液流量为60kmol/h，釜残液组成为0.01（易挥发组分的摩尔分数），试求（1）操作线方程；（2）由塔内最下一层理论板下降的液相组成x'm。解：本题为提馏塔，即原料由塔顶加入，因此该塔仅有提馏段。再沸器相当一层理论板。（1）操作线方程此为提馏段操作线方程，即hqn,L"*qn,Wyxxwqn,V"qn,V*式中qn,L=qqn,F=100kmol/hqn,V-qn,D-60kmol/hqn,w=qn,F—qn,D=(10°-60)kmol/h=40kmol/h则y二！00%-400.01=1.667x-0.00676060（2）最下层塔板下降的液相组成由于再沸器相当于一层理论板，故yw二1(：一1)Xw20.0110.01=0.0198xm与Yw符合操作关系，则,yw+0.0067xm二1.6670.01980.0067-1.667=0.0159提馏塔的塔顶一般没有液相回流。.在常压连续精馏塔中，分离甲醇一水混合液。原料液流量为100kmol/h，其组成为0.3（甲醇的摩尔分数，下同），冷液进料（q=1.2），馏出液组成为0.92，甲醇回收率为90%，回流比为最小回流比的3倍。试比较直接水蒸气加热和间接加热两种情况下的釜液组成和所需理论板层数。甲醇一水溶液的t-x-y数据见本题附表习题12附表温度t液相中甲醇的气相中甲醇的温度t液相中甲醇的气相中甲醇的°C摩尔分数摩尔分数C摩尔分数摩尔分数1000.00.075.30.400.72996.40.020.13473.10.500.77993.50.040.23471.20.600.82591.20.060.30469.30.700.87089.30.080.36567.60.800.91587.70.100.41866.00.900.95884.40.150.51765.00.950.97981.70.200.57964.51.01.078.00.300.665解：(1)釜液组成由全塔物料衡算求解。①间接加热0阿"尸qn,D：100°.3kmol/h=29.35kmol/hxwXd0.92(1-0.9)1000.3100—29.35=0.0425②直接水蒸气加热qn,W二qn,L二Rqn,Dqqn,F关键是计算R。由于q=1.2，则q线方程为y=—5x-出6x-1.5q-1q-1在本题附图上过点e作q线，由图读得：Xq=0.37，yq=0.71RminXd—yqYq-Xq0.92-0.710.71—0.37=0.6176R=3Rnin=30.6176=1.85于是qn,W=Q.85X29.35+1.2x100kmol/h=174.3kmol/hXw(1-0.9)1000.3-183.8=0.0172xw明显降低。显然，在塔顶甲醇收率相同条件下，直接水蒸气加热时，由于冷凝水的稀释作用,(2)所需理论板层数在x-y图上图解理论板层数附图1①间接加热精馏段操作线的截距为附图2习题12附图Xd092=0.323R12.85由xd=0.92及截距0.323作出精馏段操作线ab，交q线与点d。由Xw=0.0425定出点c,连接cd即为提馏段操作线。由点a开始在平衡线与操作线之间作阶梯，Nt=5（不含再沸器），第4层理论板进料。②直接蒸汽加热图解理论板的方法步骤同上，但需注意附图所示。此情况下共需理论板7层，第4层理论板进料。计算结果表明，在保持馏出液中易挥发组分收率相同条件下，直接蒸汽加热时再沸器不能起一层理论板的作用。Xw=0.0172是在x轴上而不是对角线上，如本题直接蒸汽加热所需理论板层数增加。且需注意,13.在具有侧线采出的连续精馏塔中分离两组分理想溶液，如本题附图所示。原料液流量为成为0.5（摩尔分数，下同），饱和液体进料。塔顶馏kmol/h,组成XD1为0.98,釜残液组成为0.05。从精馏的饱和液体。物系的平均相对挥发度为2.5。塔顶为全流比为3.0，试求（1）易挥发组分的总收率；（2）中解：（1）易挥发组分在两股馏出液中的总收率可得A100%qn,FXqn,D2的计算如下qn,F-qn,D1qn,D2qn,Wqn,FxF=20X0.98+0.9qn,D2+0.05(100—20—qn,D2整理上式，得到0.85qn,D2=26.4q31.06kmol/hn,D2a=2°°9831・06O'9100%=95.1%1000.5（2）中间段的操作线方程式中习题13附图由s板与塔顶之间列易挥发组分的物料衡算，得qn,Vsys1=qn,LsXs'qn,DXD1'qn,D2Xd2(1)qn,vs=(R+1)qn,D1=(4乂20)kmol/h=80kmol/hqn,Ls=Rqn,D1—qn,D2=(3汇20—31.06kmol/h=28.94kmol/h将有关数值代入式（1）并整理，得到ys1=0.362x30.594414•在常压连续精馏塔中分离两组分理想溶液。该物系的平均相对挥发度为发组分的摩尔分数，下同），饱和蒸气加料。已知精馏段操作线方程为100kmol/h，组出液流量qn,D为20段抽出组成Xd2为0.9凝器，泡点回流，回间段的操作线方程。由全塔的物料衡算，2.5。原料液组成为0.35（易挥y=0.75x+0.20,试求（1）操作回流比与最小回流比的比值；（2）若塔顶第一板下降的液相组成为0.7，该板的气相默弗里效率Emvi。解：（1）R与Rmin的比值先由精馏段操作线方程求得R和XD,再计算Rmin。由题给条件，可知=075解得R=3Xd=0.20(R亠1)=0.2：4=0.8对饱和蒸气进料，q=0，yq=0.35Xq二yqyqL(1—yq)0.350.352.5(1—0.35)=0.1772Xd—yqminyq_Xq0.8-0.350.35-0.1772=2.604则—31.152Rmin2.604（2）气相默弗里效率气相默弗里效率的定义式为EM,V%-y2*%-y2（1）式中y!=xD=0.8y2=0.75为0.20=0.750.70.20=0.725OX!1(-1)X12.50.711.50.7=0.8537将有关数据代入式（1），得em，v二蟲篇r0.583*%15•在连续精馏塔中分离两组分理想溶液，原料液流量为F同），饱和蒸气进料。馏出液组成为0.95，釜残液组成为100kmol/h，组成为0.5（易挥发组分的摩尔分数,0.05。物系的平均相对挥发度为2.0。塔顶全凝器,泡点回流，塔釜间接蒸汽加热。塔釜的汽化量为最小汽化量的1.6倍，试求（1）塔釜汽化量；（2）从塔顶往下数第二层理论板下降的液相组成。解：先求出最小回流比，再由最小回流比与最小汽化量的关系求得qn,vmin。液相组成X2可用逐板计算得到。（1）塔釜汽化量对于饱和蒸汽进料q=0,yF=0.5,Rmin可用下式计算，即Rm十丄溼一匕八丄4一心十2.7:-11LyF1-yF2-1IL0.51-0.5qn,Vmin~(Rmin1)qn,D而qnD=qnFXf一Xw口。。汉0.5一0.05kmol/h=50kmol/hXd-Xw0.95-0.05则qn,Vmin=(2.7+1)><50kmol/h=185kmol/hqn,vmin=qn,vmin一(1T)qn,f=(185-100)kmol/h-85kmol/hqn,v「=1.6qn,vmin=(1.6玄85)kmol/h=136kmol/hqn,vmin也可由提馏段操作线的最大斜率求得，即qn,Lminyq—XWqn,VminXq_XW0.5Xq0.520.5二0.3333qn,Vminqn,Wqn,VminO"0.05=1.5880.3333—0.05将qn,w=50kmol/h代入上式，解得qn,vmin=85kmol/h(2)第2层理论板下降液相组成X2逐板计算求X2需导出精馏段操作线方程。qn,v■=(R1)qn,D-(1-q)qn,F—(R1)50-100=136解得R=3.72y—^-XD095=0.788x0.2013R1R14.724.72塔顶全凝器y
设计
领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计
一板式精馏塔回收丙酮含量为量为30kmol/h，馏出液的组成为0.96，丙酮回收率为根据如下条件计算塔的有效高度和塔径。解：由题给条件，可得qn,D0.985qn,FXFXd0.985300.750.96kmol/h=23.09kmol/hqn,^=qn,^=(^1)qn,^=^23.09kmol/^=69.3kmol/出二170=27.88取28Et0.61塔的有效高度E=(Np-1)Ht=(28-1)0.4m=10.8m塔径精馏段和提馏段气相负荷相同，则4qyV式中22.4qn,VTpo22.469.3（27381）101.3333qVv==m/s=0.5151m/s3600Top3600x273x110于是40.5151Dm=0.894mV0.82n根据系列
标准
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，选取塔径为900mm。17•在连续精馏中分离A、B、C、D、E（按挥发度降低顺序排列）五组分混合液。在所选择流程下，C为轻关键组分，在釜液中组成为0.006（摩尔分数，下同）；D为重关键组分，在馏出液中的组成为0.005。原料液处理量为100kmol/h，其组成如本题附表1所示。17题附表1组分ABCDEXF0.2130.2440.1830.1420.218试按清晰分割法估算馏出液、釜残液的流量和组成。解：由题意，A、B组分在釜残液中不出现，E组分在馏出液中不出现，且Xw,c=0.006,xd,d=0.005。作全塔物料衡算，得qn,F=qn,Dqn,Wqn,D=qn,F（XF,A'XF,B'XF,C）-qn,WXW,C'qn,DXD,D将有关数据代入上式，解得qn,D=64.1kmol/h计算结果列于本题附表2。17题附表2组分ABCDEqn,Fi/（kmol/h）21.324.418.314.221.8100qn,Di/（kmol/h）21.324.418.080.320064.1qn,Wi/（kmol/h）000.2213.8821.835.9XDi0.33230.38070.28210.00501.0XWi000.0060.38660.60721.0第十一章固体物料的干燥习题解答2)1.已知湿空气的总压力为100kPa，温度为50C,相对湿度为40%，试求（1）湿空气中的水汽分压;湿度；（3）湿空气的密度。解：（1）湿空气的水汽分压由附录查得50C时水的饱和蒸气压ps=12.34kPa，故p=0.412.34kPa=4.936kPa（2）湿度H-0.622PP总一p0.6224.936100—4.936kgkg绝干气=0.03230kg.kg绝干气（3）密度:h二0.7721.244H5273t1.01310x273P密度=9.7721.2440.032327350273二0.9737m3湿空气/kg绝干气1.0133105100103m3湿空气.kg绝干气订上」0.0323kgm3湿空气=1.06kgm3湿空气H0.97372.常压连续干燥器内用热空气干燥某湿物料，出干燥器的废气的温度为40C,相对湿度为43%，试求废气的露点。解：由附录查得40C时水的饱和蒸气压ps=：7.3766kPa，故湿空气中水汽分压为=0.437.376l6Pa=3.172kPa■-H查出Ps=3.172kPa时的饱和温度为25.02C,此温度即为废气露点。序湿度干球温度湿球温度相对湿度焓水汽分压露点号kg/kg绝干气/CC%kJ/kg绝干气kPaC1(0.02)86(35)51403232(0.03)793711(160)4.2303(0.04)8642(10)1936354(0.05)(60)42371927.538.53.在总压101.3kPa下，已知湿空气的某些参数。利用湿空气的H-图查出附表中空格项的数值，并绘出分题4的求解过程示意图。习题3附表4.将to=25°C、Ho=0.005kg水/kg绝干气的常压新鲜空气，与干燥器排出的t^40°C、湿度、H2=0.034kg水/kg绝干气的常压废气混合，两者中绝干气的质量比为1：3。试求（1）混合气体的温度、焓和相对湿度；（2）若后面的干燥器需要相对湿度10%的空气做干燥介质，应将此混合气加热至多少摄氏度?解：（1）对混合气列湿度和焓的衡算，得(b)IH03H2=4Hm（a）1I03I2=4—当t°=25C、H0=0.005kg水/kg绝干气时，空气的焓为l0=1.011.88H0t02490H0-11.011.880.0052524900.005IkJkg绝干气=37.94kJkg绝干气当t2=40C、H2=0.034kg水/kg绝干气时，空气的焓为丨2二〔1.011.880.0344024900.034IkJkg绝干气=127.62kJkg绝干气将以上值代入式（a）及式（b）中，即0.00530.034=4H37.943127.62=41分别解得：Hm=0.02675kg/kg绝干气Im=105.2kJ/kg绝干气由Im二1.011.88Hmtm2490Hm105.21.011.880.0t267524900.02675得tm=36.4C混合
浙公网安备 33021202002483