化工原理下冊(cè)答案(編輯修改稿)
2025-07-24 23:36 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 q = （氣液混合進(jìn)料），xF = （3）兩操作線交點(diǎn)的坐標(biāo)值xq及yq 聯(lián)立操作線及q線兩方程，即解得 xq = = （4）提餾段操作線方程 其一般表達(dá)式為式中有關(guān)參數(shù)計(jì)算如下： kmol/h = kmol/hkmol/h = kmol/hkmol/h = kmol/h則 8．在連續(xù)精餾塔中分離苯—甲苯混合液，（苯的摩爾分?jǐn)?shù)，下同），泡點(diǎn)進(jìn)料。，試用圖解法確定所需理論板層數(shù)及適宜加料板位置。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。習(xí)題8 附 表x00習(xí)題8 附 圖在x–y圖上作出平衡線，如本題附圖所示。由已知的xD，xF，xW在附圖上定出點(diǎn)a、e、c。精餾段操作線的截距為，在y軸上定出點(diǎn)b，連接點(diǎn)a及點(diǎn)b，即為精餾段操作線。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。從點(diǎn)a開始，在平衡線與操作線之間繪階梯，達(dá)到指定分離程度需11層理論板，第5層理論板進(jìn)料。9．在板式精餾塔中分離相對(duì)揮發(fā)度為2的兩組分溶液，泡點(diǎn)進(jìn)料。（易揮發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù)，下同）。已測(cè)得從塔釜上升的蒸氣量為93 kmol/h， kmol/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。對(duì)于泡點(diǎn)進(jìn)料，q = 1kmol/h= kmol/h則 解得 kmol/h（2）R為Rmin的倍數(shù)R = 對(duì)于泡點(diǎn)進(jìn)料，Rmin的計(jì)算式為 于是 10．在常壓連續(xù)精餾塔內(nèi)分離苯—氯苯混合物。已知進(jìn)料量為85 kmol/h，（易揮發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù)，下同），泡點(diǎn)進(jìn)料。塔頂采用全凝器，泡點(diǎn)回流。苯、 kJ/ kJ/mol。 kJ/ (kg ?℃)。若冷卻水通過(guò)全凝器溫度升高15 ℃，加熱蒸汽絕對(duì)壓力為500 kPa（ ℃，汽化熱為2 113 kJ/kg）。試求冷卻水和加熱蒸汽的流量。忽略組分汽化熱隨溫度的變化。解：由題給條件，可求得塔內(nèi)的氣相負(fù)荷，即對(duì)于泡點(diǎn)進(jìn)料，精餾段和提餾段氣相負(fù)荷相同，則（1）冷卻水流量 由于塔頂苯的含量很高，可按純苯計(jì)算，即（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 11．在常壓連續(xù)提餾塔中，分離兩組分理想溶液。原料液流量為100 kmol/h，進(jìn)料熱狀態(tài)參數(shù)q=1，餾出液流量為60 kmol/h，（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相組成x′m。解：本題為提餾塔，即原料由塔頂加入，因此該塔僅有提餾段。再沸器相當(dāng)一層理論板。（1）操作線方程 此為提餾段操作線方程，即式中 kmol/hkmol/h＝40 kmol/h則 （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x′m與y′W符合操作關(guān)系，則提餾塔的塔頂一般沒(méi)有液相回流。12．在常壓連續(xù)精餾塔中，分離甲醇—水混合液。原料液流量為100 kmol/h，（甲醇的摩爾分?jǐn)?shù)，下同），冷液進(jìn)料（q =），甲醇回收率為90％，回流比為最小回流比的3倍。試比較直接水蒸氣加熱和間接加熱兩種情況下的釜液組成和所需理論板層數(shù)。甲醇—水溶液的t–x–y數(shù)據(jù)見本題附表習(xí)題12 附 表溫度t℃液相中甲醇的摩爾分?jǐn)?shù)氣相中甲醇的摩爾分?jǐn)?shù)溫度t℃液相中甲醇的摩爾分?jǐn)?shù)氣相中甲醇的摩爾分?jǐn)?shù)100解：（1）釜液組成 由全塔物料衡算求解。① 間接加熱 ② 直接水蒸氣加熱關(guān)鍵是計(jì)算R。由于q =，則q線方程為在本題附圖上過(guò)點(diǎn)e作q線，由圖讀得：xq = ，yq = 于是 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，xW明顯降低。（2） 所需理論板層數(shù) 在x–y圖上圖解理論板層數(shù) 附 圖1 附 圖2習(xí)題12 附 圖①間接加熱 精餾段操作線的截距為 由xD = ，交q線與點(diǎn)d。由xW=，連接cd即為提餾段操作線。由點(diǎn)a開始在平衡線與操作線之間作階梯，NT = 5（不含再沸器），第4層理論板進(jìn)料。②直接蒸汽加熱 圖解理論板的方法步驟同上，但需注意xW=，如本題附圖所示。此情況下共需理論板7層，第4層理論板進(jìn)料。計(jì)算結(jié)果表明，在保持餾出液中易揮發(fā)組分收率相同條件下，直接蒸汽加熱所需理論板層數(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。習(xí)題13附圖習(xí)題13 附 圖13．在具有側(cè)線采出的連續(xù)精餾塔中分離兩組分理想溶液，如本題附圖所示。原料液流量為100 kmol/h，（摩爾分?jǐn)?shù)，下同），飽和液體進(jìn)料。塔頂餾出液流量qn,D為20 kmol/h。塔頂為全凝器，泡點(diǎn)回流，試求（1）易揮發(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 由全塔的物料衡算，可得qn,D2的計(jì)算如下及 整理上式，得到則 于是 （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 （1）式中 將有關(guān)數(shù)值代入式（1）并整理，得到14．在常壓連續(xù)精餾塔中分離兩組分理想溶液。（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 = +，試求（1）操作回流比與最小回流比的比值；（2），該板的氣相默弗里效率EMV1。解：（1）R與Rmin的比值 先由精餾段操作線方程求得R和xD，再計(jì)算Rmin。由題給條件，可知解得 對(duì)飽和蒸氣進(jìn)料，q = 0，yq = 則 （2）氣相默弗里效率 氣相默弗里效率的定義式為 （1）式中 將有關(guān)數(shù)據(jù)代入式（1），得15．在連續(xù)精餾塔中分離兩組分理想溶液，原料液流量為100 kmol/h，（易揮發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù)，下同），飽和蒸氣進(jìn)料。塔頂全凝器，泡點(diǎn)回流，塔釜間接蒸汽加熱。，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組成。解：先求出最小回流比，再由最小回流比與最小汽化量的關(guān)系求得qn,Vmin。液相組成x2可用逐板計(jì)算得到。（1）塔釜汽化量 對(duì)于飽和蒸汽進(jìn)料q = 0，yF = ，Rmin可用下式計(jì)算，即而 則 也可由提餾段操作線的最大斜率求得，即即 將qn,W = 50 kmol/h代入上式，解得（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。解得 塔頂全凝器 1
法律信息相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1