化工原理課后題答案(部分)-wenkub
2023-07-09 16:30:14 本頁(yè)面
【正文】 利用拉烏爾定律計(jì)算平衡數(shù)據(jù)平衡液相組成 ℃時(shí)為例 當(dāng)t= ℃時(shí) x = (PPB*)/(PA*PB*)=（）/（）= 1 平衡氣相組成 ℃為例 當(dāng)t= ℃時(shí) 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(jì)算：⑴相對(duì)揮發(fā)度；⑵在平均相對(duì)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(jiàn)例11附表。 t（℃） 85 90 95 100 105 x 解：利用拉烏爾定律計(jì)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(jì)算平均相對(duì)揮發(fā)度 理想溶液相對(duì)揮發(fā)度α= PA*/PB* 計(jì)算出各溫度下的相對(duì)揮發(fā)度 ： t(℃) α ℃和279℃時(shí)的α值做平均 αm= （+）/2 = ②按習(xí)題2的x數(shù)據(jù)計(jì)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(diǎn)溫度下進(jìn)入精餾塔中，試求原料液，餾出液和釜?dú)堃旱慕M成及回流比。苯甲苯平衡數(shù)據(jù)見(jiàn)例11。W） WxW/（L39。/（L39。/3 – ∴y39。3 = y39。5 = ∵ x39?！?解：回流溫度改為20℃，低于泡點(diǎn)溫度，為冷液體進(jìn)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(jì)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(jí)，當(dāng)梯級(jí)跨過(guò)兩操作線交點(diǎn)d時(shí)，則改在提餾段與平衡線之間繪梯級(jí)，直至梯級(jí)的鉛直線達(dá)到或越過(guò)點(diǎn)C(xW ，xW)。試說(shuō)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(qiáng)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(jì)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(qiáng)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(duì)應(yīng)的平衡線和操作線，并用圖中邊式濃度的符號(hào)標(biāo)明各操作線端點(diǎn)坐標(biāo)。s).水在20溫度下送入塔頂，由于吸收氨時(shí)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(huà)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(jìn)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(jìn)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(jì)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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