河南城建学院 分离工程习题 张老师.docVIP

化学工程与工艺教学改革 分离过程习题 叶庆国 钟立梅 主编 前言 化学工程与工艺专业所在的化学工程与技术一级学科属于山东省“重中之重”学科，一直处于山东省领先地位，而分离工程是该专业二门重要的必修专业课程之一。该课程利用物理化学、化工原理、化工热力学、传递过程原理等基础知识中有关相平衡热力学、动力学、分子及共聚集状态的微观机理，传热、传质和动量传递理论来研究化工生产实际中复杂物系分离和提纯技术。传统的教学方法的突出的弊端就是手工计算工程量大，而且结果不准确由于现代化化学工业日趋集成化、自动化、连续化，学生能学到的东西越来越少。，传统的教学模式不能满足现代化工业生产对高水平工业工程师的需求，开展分离工程课程教学方法与教学手段课题的研究与实践，对我们的学生能否承担起现代化学工业的重任，与该课程的教学质量关系重大因此对该门课程进行教学改革具有深远意义。 多媒体辅助教学课件的开发分离工程集的编写目前全国各高校化学工程与工艺专业使用的教材一般均为由化学工程与工艺专业委员会组织编写的化工分离过程(陈洪钫主编，化学工业出版社)，其他类似的教材已出版了十余部。这些教材有些还未配习题，即便有习题，也无参考答案，至今没有一本与该课程相关的习题集出版。因此编写既能发挥我校优势，又符合形势需要，填补空白，具有良好的应用前景。分离工程学习指导和习题集与课程内容紧密结合，习题贯穿目前已出版的相关教材，有解题过程和答案。 编者 2006年3月 目录第一章 绪论 1 第二章 单级平衡过程 5 第三章 多组分精馏和特殊精馏 18 第四章 气体吸收 23 第五章 液液萃取 26 第六章 多组分多级分离的严格计算 27 第七章 吸附 33 第八章 结晶 34 第九章 膜分离 35 第十章 分离过程与设备的选择与放大 36 绪论 列出5种使用ESA和5种使用MSA的分离操作。 比较使用ESA与MSA分离方法的优缺点。 气体分离与渗透蒸发这两种膜分离过程有何区别？海水的渗透压由下式近似计算：π=RTC/M，式中C为溶解盐的浓度，g/cm3；M为离子状态的各种溶剂的平均分子量。若从含盐0.035 g/cm3的海水中制取纯水，M=31.5，操作温度为298K。问反渗透膜两侧的最小压差应为多少kPa?渗透压π=RTC/M反渗透膜两侧的最小压差应为kPa。 假定有一绝热平衡闪蒸过程，所有变量表示在所附简图中。求： 总变更量数Nv; 有关变更量的独立方程数Nc； 设计变量数Ni; 固定和可调设计变量数Nx , Na； 对典型的绝热闪蒸过程，你将推荐规定哪些变量？ 解： Nv = 3 ( c+2 ) Nc 物 c 能 1 相 c 内在(P，T) 2 Nc = 2c+3 Ni = Nv – Nc = c+3 Nxu = ( c+2 )+1 = c+3 Nau = c+3 – ( c+3 ) = 0 满足下列要求而设计再沸汽提塔见附图，求： 设计变更量数是多少？ 如果有，请指出哪些附加变量需要规定？ 解： Nxu 进料 c+2 压力 9 c+11=7+11=18 Nau 串级单元 1 传热 1 合计 2 NVU = Nxu+Nau = 20 附加变量：总理论板数。 附图为热藕合精馏系统，进料为三组分混合物，采出三个产品。确定该系统： 设计变量数; 指定一组合理的设计变量。 解: Nxu 压力 N+M+1+1 进料 c+2 合计 N+M+c+4 ( c = 3 ) Nau 串级 6 分配器 1 侧线 3 传热 2 10 Nvu = N+M+3+4 = N+M+19 利用如附图所示的系统将某混合物分离成三个产品。试确定： 固定设计变量数和可调设计变量数; 指定一组合理的设计变更量 解: Nxu 进料 c+2 压力 N+M+1+1+1 c+N+M+5 Nau 串级 4 分配 1 侧线 1 传热 4 10 采用单个精馏塔分离一个三组分混合物为三个产品(见附图),试问图中所注设计变量能否使问题有唯一解?如果不,你认为还应规定哪个(些)设计变量? 解: NXU