化工原理課后題答案(部分)-wenkub
2023-07-09 16:30:14 本頁面
【正文】 利用拉烏爾定律計算平衡數(shù)據(jù)平衡液相組成 ℃時為例 當(dāng)t= ℃時 x = (PPB*)/(PA*PB*)=（）/（）= 1 平衡氣相組成 ℃為例 當(dāng)t= ℃時 y = PA*x/P = 1/ = 1 同理得出其他溫度下平衡氣液相組成列表如下t(℃) 279 289x 1 0y 1 0 根據(jù)平衡數(shù)據(jù)繪出txy曲線，計算：⑴相對揮發(fā)度；⑵在平均相對揮發(fā)度下的xy數(shù)據(jù)，并與習(xí)題2 的結(jié)果相比較。苯和甲苯的飽和蒸汽壓數(shù)據(jù)見例11附表。 t（℃） 85 90 95 100 105 x 解：利用拉烏爾定律計算氣液平衡數(shù)據(jù)查例11附表可的得到不同溫度下純組分苯和甲苯的飽和蒸汽壓PB*，PA*，由于總壓P = 99kPa，則由x = (PPB*)/(PA*PB*)可得出液相組成，這樣就可以得到一組繪平衡tx圖數(shù)據(jù)。解：①計算平均相對揮發(fā)度 理想溶液相對揮發(fā)度α= PA*/PB* 計算出各溫度下的相對揮發(fā)度 ： t(℃) α ℃和279℃時的α值做平均 αm= （+）/2 = ②按習(xí)題2的x數(shù)據(jù)計算平衡氣相組成y的值當(dāng)x = ，y = [1+()]= 同理得到其他y值列表如下t(℃) 279 289α x 1 0y 1 0 ③作出新的txy39。餾出液回收率為88％。常壓下甲醇水溶液的平衡數(shù)據(jù)列于本題附表中。假設(shè)塔內(nèi)氣液相均為恒摩爾流。 = kmol/h，已知精餾段 y = + ；提餾段y = – 若原料液于露點溫度下進入精餾塔中，試求原料液，餾出液和釜殘液的組成及回流比。苯甲苯平衡數(shù)據(jù)見例11。W） WxW/（L39。/（L39。/3 – ∴y39。3 = y39。5 = ∵ x39?！?解：回流溫度改為20℃，低于泡點溫度，為冷液體進料。W）發(fā)生了變化 q = （Q1+Q2）/ Q2 = 1 + （Q1/Q2）Q1= CpΔT = 140（8320）= 8820 kJ/kmolQ2= 104kJ/kmol∴ q = 1 + 8820/(104)= L39。W）= (1+q)/(+q)= W/（L39。= 依次計算y339。= y539。∴提餾段板層數(shù)為4理論板層數(shù)為 3 + 4 + 1 = 8塊（包括再沸器），原料液為飽和液體，（摩爾分率，下同），；操作回流比為2。解：如圖所示，有兩股出料，故全塔可以分為三段，由例17附表，在xy直角坐標(biāo)圖上繪出平衡線，從xD = ，在精餾段操作線與平衡線之間繪出水平線和鉛直線構(gòu)成梯級，當(dāng)梯級跨過兩操作線交點d時，則改在提餾段與平衡線之間繪梯級，直至梯級的鉛直線達(dá)到或越過點C(xW ，xW)。試說明原料液的 熱狀況，并求出q值。塔頂餾出液中易揮發(fā)組分的回收率96％。已知在此濃度范圍內(nèi)溶液服從亨利定律，試求溶解度系數(shù)H kmol/(m3試求在此溫度及壓強下與空氣充分接觸的水中每立方米溶有多少克氧。kPa) 及相平衡常數(shù)m，并計算每100g與該氣體相平衡的水中溶有多少gCO2 。已知溶解度系數(shù)H = (m3ss解：由已知可得 kG = 105kmol/(m2h)，25℃下用清水吸收 混合氣中的CO2，將其濃度從2％％（體積）。解：⑴ Y1 = 2/98 =， Y2 = m = E/P總 = 104/ = 104 由 （L/V）min= （Y1Y2 ）/X1* = （Y1Y2 ）/（Y1/m） = （）/（） = L/V = （L/V）min = 622 由操作線方程 Y = （L/V）X + Y2（L/V）X2 得 出口液相組成 X1 = （Y1Y2 ）/（L/V）= （）/622 = 105 ⑵ 改變壓強后，亨利系數(shù)發(fā)生變化，及組分平衡發(fā)生變化，導(dǎo)致出口液相組成變化 m‘ = E/P總’ = 104/10133 = 105 （L/V）‘ = （L/V）min’ = X1‘ = （Y1Y2 ）/（L/V）’= （）/ = 104，示意繪出與各流程相對應(yīng)的平衡線和操作線，并用圖中邊式濃度的符號標(biāo)明各操作線端點坐標(biāo)。s).水在20溫度下送入塔頂，由于吸收氨時有溶解熱放出，故使氨水溫度越近塔底越高。氣，液逆流接觸，在塔的操作條件下，SO2在兩相間的平衡關(guān)系近似為Y* = ，試求：（1） ，用水量應(yīng)為多少？（2） 在上述條件下，用圖解法求所需理論塔板數(shù)；（3） 如仍用（2）中求出的理論板數(shù)，而要求回收率從95％提高到98％，用水量應(yīng)增加到多少？解：（1）y2 = y1（1η）= （）= Y1 = （）= （L/V）min=（Y1Y2）/X1* = （Y1Y2）/（Y1/）= （）= （L/V）=（L/V）min= 惰性氣體流量： V = 5000用水量 L = = 7684kmol/h （2）吸收操作線方程 Y = （L/V）X + Y2 代入已知數(shù)據(jù) Y = + 在坐標(biāo)紙中畫出操作線和平橫線，得到理論板數(shù)NT = 14．在一逆流吸收塔中用三乙醇胺水溶液吸收混于氣態(tài)烴中的H2S，進塔氣相中含H2S（體積）％要求吸收率不低于99％，操作溫度300Ｋ，平衡關(guān)系為Y* = 2X，進塔液體為新鮮溶劑，(H2S)/kmol(溶劑)(m2求所需填料蹭高度。分別用計算法和做圖法求混合氣體的濕度和焓。絕干物料的比熱容CS = kJ/(kg絕干 解：（1）G = G1（1ω1）= 9200（）= 9062kg/h ∴ 干燥產(chǎn)品質(zhì)量 G2 = G/（1ω2）= 9080 kg/h（2）X1 = ω1/ （1ω1）= X2 = ω2/（1ω2）= 當(dāng)干球溫度t0 = 26℃，濕球溫度
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