化工原理复习题.docxVIP

1、用一精微塔分离某二元理想混合物，进料量为100kmol/h,其中易挥发组分的摩尔分率为0.4,进料为饱和蒸汽，塔顶采用全凝器且为泡点回流，塔釜用间接蒸汽加热。已知两组分间的平均相对挥发度为3.0,精微段操作线方程为以用=0.75%+0.2375,塔顶产品中易挥发组分的回收率为0.95,试求：

(1)操作回流比、塔顶产品中易挥发组分的摩尔分率

(2)塔底产品的流量和塔底产品中易挥发组分的摩尔分率；

(3)精储段的液相负荷、提微段的气相负荷(kmol/h);

(4)最小回流比；

(5)提储段操作线方程和夕线方程；

(6)塔顶第2块理论板上升蒸汽的组成；

解：(1)由精微段操作线方程/+]=0.75x〃+0.2375得R=3 xD=0.95

=0.95PxD_DxQ.95

=0.95

Fxf100x0.4r

D-40kmol/h

W=F-D=\QQ-4Q=60kmol/h

Fxf=Dxd+Wxw

100x0.4=40x0.95+60x/

xw=0.033

￡=R。=3x40=120kmol/h

L=L+qF=X20kmol/h

V=(R+1)。=4x40=160kmol/h

V=V-(1-^)F=160-100=60kmol/h

(4)

3x

纥=0.4二一二

/ 1+2Xq

=0.182

口_xd~yq_0.95-0.4_9

m，nyq-xq

(5)

提储段操作线方程广，一等=2-S3

q线方程为y=OA

(6)

X；=0.8636

%=0.75x0.8636+0.2375=0.8852

2、设计一台常压操作的填料塔，用清水吸收焦炉气中的氨操作条件下的平衡关系为y=1.2x,

混合气体流率为4480m3/m2.h，入塔气体浓度为10g/Nm3,(Nn?表示标准状态下的体

积n?),要求回收率为95%,吸收剂用量为最小用量的1.5倍，气相体积总传质系数为

Kya=200kmol/(m3-h-Ay)。试求：

⑴水用量,0?/(0?由(取水1000kg/m3);

(2)出塔溶液中氨的浓度,mol%)；

⑶填料层高度,m。

解：(1)

%=%(1—〃)=0.0132x(1-0.95)=6.59x10-4

=mr]-0.95xl.2=1.14

A=l?5(《)min=l?5xl.14=1.71CiCj

G=4480/22.4=200kmol/(m2-h)

L=1.71x200=342kmol/(m2?h)=342x18/1000=6.16m3/(m2-h)

(2)

%=J_y2)/(—)=0.00733=0.733%G

(3)

H()g=G/Kxa=200/200=Im

S=m/(L/G)=1.2/1.71=0.702

N°g=」ln[(l-5)^+5]=6.37l-S%

H=HnrNnr=6.37m

C/O(70

3、用单级接触萃取以S为溶剂，由A、B溶液中萃取A物质。原料液质量为120kg，其中

A的质量分率为45%,萃取后所得萃余相中A的含量为10%(质量百分数)。溶解度

曲线和辅助线如图所示。求：

(1)所需萃取剂用量；要求将解题过程需要的线和符号在图上画出来。

(2)所得萃取相的组成。

tJODD.1 02 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8Oj9

tJODD.1 02 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8Oj9ID

4、用一常压气流干燥器干燥某种物料，要求其干基含水量从X=0.14kg水/kg绝干物料降到

X2=0.04kg水/kg绝干物料，干燥器的生产能力Gc为2000kg/h(以绝干产品计)；空气

进入干燥器时湿含量M为0.005kg水/kg干空气，温度。为120°C,空气出干燥器时湿含量”2为0.035kg水/kg干空气，按理想干燥过程计算，试求：

⑴蒸发水分量W,(kg/h)；

(2)干空气消耗量V,(kg干空气/h)；

(3)空气出干燥器时的温度t2,(℃卜

(4)若系统总压取101.3kPa,求干燥器入口处空气中的水汽分压。

解：Xi=0.14kg水/kg干料，%2=0.04kg水/kg干料

Gc=2000kg/h,M=0.005kg水/kg干气，九二120℃ H2=0.035kg水/kg干气

(1)W=Gc(Xi-X2)=2000x(0.14-0.04)=200kg/