题目
第十二章1.-1 一球形食物在隧道式送风冷冻器内被-15℃的冷空气冷冻。食物的初始温度为10.,直径0.07m,密度1000kg/m3,水分含量70%。初始冻结温度为-1.25℃,熔融热为250kJ/kg,冷冻后食物的热导率为。表面对流传热系数为50W/。计算冷冻时刻。解:先计算冷却到-1.25℃所需的时刻Bi=l/=50×=<4 cp=+×=1=×cpR×(R+/)×lg[(t-tb)/(t1-tb)]/=×2274×1000××+×50)×lg[(10+15)/+15)]/=1093s再计算冷冻时刻2=H(d/+d2/)/6t=1000×250×103×50+/(6×=57980s=1+2=59073 s=1.-2 含水%,长1m,宽0.6m,厚0.25m的瘦牛肉块在送风式冷冻器内被-30℃空气冷冻。表面对流传热系数为30W/,牛肉初始温度为5℃,初始冰点为-1.75℃,熔融热为kg。冻牛肉的热导率为,密度1050kg/m。计算将牛肉降温到-10℃所需时刻。解: 3=b/c== =a/c=1/=4 查得 P=,R==H(Px/+Rx1/)/t=1050×248250××30+×/=55746s12-3 食物含水82%,干物质比热容为2kJ/,试估算此食物的比热容。水的比热容可取0℃下的值。解:0℃下水的比热容为c=×+2×= kJ/1.-4 5cm厚的牛肉在-30℃的房间内被冷冻。产品含水73%,密度970kg/m。冻牛肉比热容为。初始冰点为-1.75℃,熔融热为250kJ/kg,表面对热传热系数为5W/。用Plank方程估量其冷冻时刻。解: =+×==H(l/+l/4)/t=970×250000×[5+(4×]/=96551s12-5 将部份冷冻的冰淇淋放入包装物内继续冷冻。包装物尺寸为8cm×10cm×20cm,送风式冷冻器的表面对流传热系数为50W/。产品放入包装物时的温度为-5℃,密度700kg/m3。冷空气温度-25℃。冻结产品热导率为12W/,比热容为,熔融热为100kJ/kg。试计算冷冻时刻。解: =b/c=10/8= =a/c=20/8= 查得 P=,R==H(Px/+Rx2/)/t=700×100000××50+×12)/20=1288s1.-6 尺寸为1m×0.25m×0.6m的瘦牛肉放在放在-30℃的自然对流冷冻装置中冷冻,已知牛肉的含水率为%,初始冻结温度为-1.75℃,冻结后密度为1050kg/m,冻结后牛肉的热导率为(m∙K),熔融热为300kJ/kg,表面自然对流传热系数为,求冻结所需的时刻。解: 3=b/c== =a/c=1/=4 查得 P=,R==H(Px/+Rx1/)/t=1050×300000××+×/=98184s解:(1)恒摩尔流: F=L',V'=V=D F V全塔物料衡算 F=W+D DFx3=Dx+WxW=h D=h L’ V’y2'= L’x'/V'-Wx/V'=' V’(2)=Dx/Fx=×(100×=% L’ W9-9 在持续精馏塔中分离某理想溶液,易挥发组分组成x为(摩尔分数,下同),原料液于泡点下进入塔内,塔顶采用分凝器和全凝器,分凝器向塔内提供回流液,其组成为,全凝器提供组成为的合格产品,塔顶馏出液中易挥发组分的回收率为98%,若测得塔顶第因一层理论板的液相组成为。试求:(1)操作回流比是最小回流比的多少倍?(2)若馏出液流量为100kmol/h,则原料液流量为多少?解:(1)x==y x==y(1-x)/[x(1-y)]=××=q=1 xF=xD=y=x/[1+(-1)x]=×(1+×=Rm=(x+1-ym)/(yW-x)= x= y=x/[1+(-1)x]=×(1+×=由分凝器作物料衡算得: (R+1)D×=RD×+D×+=+ R=R/R==(2)=Dx/Fx= =100×(F× F=h9-10 在常压精馏塔中分离苯—甲苯混合物,进料组成为(摩尔分数,下同),要求塔顶产品浓度为,系统的相对挥发度为。试别离求下列三种情形下的最小回流比:(1)饱和液体;(2)饱和蒸气;(3)气液两相混合物,气液的摩尔比为1:2。解:(1)xD= y=x/[1+(-1)x]=×[1+×]=R=(x-y)/(y-x)= (2)y= x=y/[-(-1)y]=[×]=Rq=(xF-y)/(y-x)= (3)q=2/3 x= q线:y=qx/(q-1)-x/(q-1)=与 yq=xq/[1+(-1)xq]=(1+ 联立解得xmin= yD=R=(x-y)/(y-x)= 在持续操作的板式精馏塔中分离某理想溶液,在全回流条件下测得相邻板上的液相组成份别为,和,已知该物系的相对挥发度=。试求三层板中较低两层的单板效率(别离用气相板效率和液相板效率表示)。解:因全回流,故: y=x= y=x=ymin*=×(1+×=yD*=×(1+×=E=(y-y)/(y*-y)=E= x*=y/[-(-1)y]=xq*= Eq=(xq-xq)/(x-x*)=Emin= 有两股二元溶液,摩尔流量比FD:Fq=1:3,浓度各为和(易挥发组分摩尔分数,下同),拟在同一塔内分离,要求馏出液组成为,釜液组成为,两股物料均为泡点,回流比为。试比较以下两种操作方式所需的理论板数:(1)两股物料先混合,然后加入塔内;(2)两股物料各在适当位置别离加入塔内。平衡关系见下表:x 0y 0解:(1)xq=(1/4)×+(3/4)×=xmin/(R+1)=+1)==若二股料混合后再加入塔内,则所需理论板数图解得块(包括再沸器)。(2)二股料别离加入,将精馏塔分三段:y3=Rx/(R+1)+x/(R+1)bMV2=x2/(R+1)= b3=(Dx2-F3x)/[(R+1)D]第二条操作线斜率: yMV32''=(L+F2)x2/[(R+1)D]+(Dx-Fx)/[(R+1)D]F3+FML2=D+W F1x2+F1x2=Dx+Wx取FML3=100kmol/h F1=300kmol/hy'=L’/(L’-W)x'- WX/(L'-W')400=D+W 50+300×=+W= kmol/h, D= kmol/hbD=(Dx-Fx)/[(R+1)D]=××/×=从图可作图求出理论板数为9块(包括再沸器)从上述计算结果可得出:当达到一样的分离程度,分批量别离从适当位置加入比两股料混合后一路加入,所需的理论板数少,即设备投资费用少。9-13 用常压持续精馏塔分离某理想溶液,相对挥发度为,泡点进料,料液含易挥发组分(摩尔分数,下同),要求x1=,xD=,回流比为2,塔顶气相用全凝器至20℃后再回流,回流液泡点83℃,比热容140kJ/,汽化热×102kJ/kmol。求所需理论板数。解: 设F=100 kmo 解得 D=50kmol/h W=50kmol/h因 R=2 L=RD=2×50=100kmol/hq'=[r+c1(t2-t)]/r= [×104+140(83-20)]/×104)=离开第一层板的液体流量为: L"=Lq'=×100=128kmol/h进入 第一板的气体流量为: V=L"+D=128+50=178kmol/h精馏段操作线方程为: y=L”x括再沸器),从第4块理论板加料。9-14 提馏塔是只有提馏段的塔,今有一含氨5%(摩尔分数)的水溶液,在泡点下进入提馏塔顶部,以回收氨。塔顶气体冷凝后即为产品。要求回收90%的氨,塔釜间接加热,排出的釜液中含氨小于%,已知操作范围内平衡关系可近似用y=表示。试求:(1)所需理论板数;(2)若该塔由若干块气相默弗里板效率均为的实际板组成,问需几块实际塔板;(3)该塔的总效率。解:(1)设F=1 kmol/h Dx/Fx=F=D+W W=F-D Fx=Dx+Wx=Dx+(F-D)× 1-D= D= kmol/h= xD=由恒摩尔流假设: V’=D L’=F W=F-D故操作线: y’=L’x’/V’-Wx/V’=x’/ 逐板计算:y=x= x=y/=yp= xs=y/=y= x=y/=故约需3块理论板(含再沸器)。(2)设操作线为:y’n+1=ax’-b与(y’-y’)/(mx’-y’)=E联立得:y’=ay’/(a-Ea+Em)-Emb/(a-Ea+Em)=’y=mx=×=而 y=x= y=yD= yF= y=<y 故N=4块(3)EF=ND/NW=2/4=9-15 某常压持续精馏塔每小时制取55%的醋酸200kg,原料液为醋酸水溶液,含醋酸31%,泡点进料,被蒸出的水中含有2%的醋酸,回流比为4,试求理论板数。以上所有浓度均为质量分数,常压下醋酸水溶液的平衡数据如下(含水质量分数):x'/% 4 10 20 30 40 50 60 70 80 90y'/%解: 将质量分数换算成摩尔分数:
第十二章
1.-1 一球形食物在隧道式送风冷冻器内被-15℃的冷空气冷冻。食物的初始温度为1
0.,直径0.07m,密度1000kg/m3,水分含量70%。初始冻结温度为-1.25℃,熔融热为250kJ/kg,冷冻后食物的热导率为。表面对流传热系数为50W/。计算冷冻时刻。解:先计算冷却到-
1.25℃所需的时刻Bi=l/=50×=<4 cp=+×=1=×cpR×(R+/)×lg[(t-tb)/(t1-tb)]/=×2274×1000××+×50)×lg[(10+15)/+15)]/=1093s再计算冷冻时刻2=H(d/+d2/)/6t=1000×250×103×50+/(6×=57980s=1+2=59073 s=
1.-2 含水%,长1m,宽
0.6m,厚0.25m的瘦牛肉块在送风式冷冻器内被-30℃空气冷冻。表面对流传热系数为30W/,牛肉初始温度为5℃,初始冰点为-1.75℃,熔融热为kg。冻牛肉的热导率为,密度1050kg/m。计算将牛肉降温到-10℃所需时刻。解: 3=b/c== =a/c=1/=4 查得 P=,R==H(Px/+Rx1/)/t=1050×248250××30+×/=55746s12-3 食物含水82%,干物质比热容为2kJ/,试估算此食物的比热容。水的比热容可取0℃下的值。解:0℃下水的比热容为c=×+2×= kJ/
1.-4 5cm厚的牛肉在-30℃的房间内被冷冻。产品含水73%,密度970kg/m。冻牛肉比热容为。初始冰点为-1.75℃,熔融热为250kJ/kg,表面对热传热系数为5W/。用Plank方程估量其冷冻时刻。解: =+×==H(l/+l/4)/t=970×250000×[5+(4×]/=96551s12-5 将部份冷冻的冰淇淋放入包装物内继续冷冻。包装物尺寸为8cm×10cm×20cm,送风式冷冻器的表面对流传热系数为50W/。产品放入包装物时的温度为-5℃,密度700kg/m3。冷空气温度-25℃。冻结产品热导率为12W/,比热容为,熔融热为100kJ/kg。试计算冷冻时刻。解: =b/c=10/8= =a/c=20/8= 查得 P=,R==H(Px/+Rx2/)/t=700×100000××50+×12)/20=1288s
1.-6 尺寸为1m×
0.25m×0.6m的瘦牛肉放在放在-30℃的自然对流冷冻装置中冷冻,已知牛肉的含水率为%,初始冻结温度为-1.75℃,冻结后密度为1050kg/m,冻结后牛肉的热导率为(m∙K),熔融热为300kJ/kg,表面自然对流传热系数为,求冻结所需的时刻。解: 3=b/c== =a/c=1/=4 查得 P=,R==H(Px/+Rx1/)/t=1050×300000××+×/=98184s解:(1)恒摩尔流: F=L',V'=V=D F V全塔物料衡算 F=W+D DFx3=Dx+WxW=h D=h L’ V’y2'= L’x'/V'-Wx/V'=' V’(2)=Dx/Fx=×(100×=% L’ W9-9 在持续精馏塔中分离某理想溶液,易挥发组分组成x为(摩尔分数,下同),原料液于泡点下进入塔内,塔顶采用分凝器和全凝器,分凝器向塔内提供回流液,其组成为,全凝器提供组成为的合格产品,塔顶馏出液中易挥发组分的回收率为98%,若测得塔顶第因一层理论板的液相组成为。试求:(1)操作回流比是最小回流比的多少倍?(2)若馏出液流量为100kmol/h,则原料液流量为多少?解:(1)x==y x==y(1-x)/[x(1-y)]=××=q=1 xF=xD=y=x/[1+(-1)x]=×(1+×=Rm=(x+1-ym)/(yW-x)= x= y=x/[1+(-1)x]=×(1+×=由分凝器作物料衡算得: (R+1)D×=RD×+D×+=+ R=R/R==(2)=Dx/Fx= =100×(F× F=h9-10 在常压精馏塔中分离苯—甲苯混合物,进料组成为(摩尔分数,下同),要求塔顶产品浓度为,系统的相对挥发度为。试别离求下列三种情形下的最小回流比:(1)饱和液体;(2)饱和蒸气;(3)气液两相混合物,气液的摩尔比为1:2。解:(1)xD= y=x/[1+(-1)x]=×[1+×]=R=(x-y)/(y-x)= (2)y= x=y/[-(-1)y]=[×]=Rq=(xF-y)/(y-x)= (3)q=2/3 x= q线:y=qx/(q-1)-x/(q-1)=与 yq=xq/[1+(-1)xq]=(1+ 联立解得xmin= yD=R=(x-y)/(y-x)= 在持续操作的板式精馏塔中分离某理想溶液,在全回流条件下测得相邻板上的液相组成份别为,和,已知该物系的相对挥发度=。试求三层板中较低两层的单板效率(别离用气相板效率和液相板效率表示)。解:因全回流,故: y=x= y=x=ymin*=×(1+×=yD*=×(1+×=E=(y-y)/(y*-y)=E= x*=y/[-(-1)y]=xq*= Eq=(xq-xq)/(x-x*)=Emin= 有两股二元溶液,摩尔流量比FD:Fq=1:3,浓度各为和(易挥发组分摩尔分数,下同),拟在同一塔内分离,要求馏出液组成为,釜液组成为,两股物料均为泡点,回流比为。试比较以下两种操作方式所需的理论板数:(1)两股物料先混合,然后加入塔内;(2)两股物料各在适当位置别离加入塔内。平衡关系见下表:x 0y 0解:(1)xq=(1/4)×+(3/4)×=xmin/(R+1)=+1)==若二股料混合后再加入塔内,则所需理论板数图解得块(包括再沸器)。(2)二股料别离加入,将精馏塔分三段:y3=Rx/(R+1)+x/(R+1)bMV2=x2/(R+1)= b3=(Dx2-F3x)/[(R+1)D]第二条操作线斜率: yMV32''=(L+F2)x2/[(R+1)D]+(Dx-Fx)/[(R+1)D]F3+FML2=D+W F1x2+F1x2=Dx+Wx取FML3=100kmol/h F1=300kmol/hy'=L’/(L’-W)x'- WX/(L'-W')400=D+W 50+300×=+W= kmol/h, D= kmol/hbD=(Dx-Fx)/[(R+1)D]=××/×=从图可作图求出理论板数为9块(包括再沸器)从上述计算结果可得出:当达到一样的分离程度,分批量别离从适当位置加入比两股料混合后一路加入,所需的理论板数少,即设备投资费用少。9-13 用常压持续精馏塔分离某理想溶液,相对挥发度为,泡点进料,料液含易挥发组分(摩尔分数,下同),要求x1=,xD=,回流比为2,塔顶气相用全凝器至20℃后再回流,回流液泡点83℃,比热容140kJ/,汽化热×102kJ/kmol。求所需理论板数。解: 设F=100 kmo 解得 D=50kmol/h W=50kmol/h因 R=2 L=RD=2×50=100kmol/hq'=[r+c1(t2-t)]/r= [×104+140(83-20)]/×104)=离开第一层板的液体流量为: L"=Lq'=×100=128kmol/h进入 第一板的气体流量为: V=L"+D=128+50=178kmol/h精馏段操作线方程为: y=L”x括再沸器),从第4块理论板加料。9-14 提馏塔是只有提馏段的塔,今有一含氨5%(摩尔分数)的水溶液,在泡点下进入提馏塔顶部,以回收氨。塔顶气体冷凝后即为产品。要求回收90%的氨,塔釜间接加热,排出的釜液中含氨小于%,已知操作范围内平衡关系可近似用y=表示。试求:(1)所需理论板数;(2)若该塔由若干块气相默弗里板效率均为的实际板组成,问需几块实际塔板;(3)该塔的总效率。解:(1)设F=1 kmol/h Dx/Fx=F=D+W W=F-D Fx=Dx+Wx=Dx+(F-D)× 1-D= D= kmol/h= xD=由恒摩尔流假设: V’=D L’=F W=F-D故操作线: y’=L’x’/V’-Wx/V’=x’/ 逐板计算:y=x= x=y/=yp= xs=y/=y= x=y/=故约需3块理论板(含再沸器)。(2)设操作线为:y’n+1=ax’-b与(y’-y’)/(mx’-y’)=E联立得:y’=ay’/(a-Ea+Em)-Emb/(a-Ea+Em)=’y=mx=×=而 y=x= y=yD= yF= y=<y 故N=4块(3)EF=ND/NW=2/4=9-15 某常压持续精馏塔每小时制取55%的醋酸200kg,原料液为醋酸水溶液,含醋酸31%,泡点进料,被蒸出的水中含有2%的醋酸,回流比为4,试求理论板数。以上所有浓度均为质量分数,常压下醋酸水溶液的平衡数据如下(含水质量分数):x'/% 4 10 20 30 40 50 60 70 80 90y'/%解: 将质量分数换算成摩尔分数:
1.-1 一球形食物在隧道式送风冷冻器内被-15℃的冷空气冷冻。食物的初始温度为1
0.,直径0.07m,密度1000kg/m3,水分含量70%。初始冻结温度为-1.25℃,熔融热为250kJ/kg,冷冻后食物的热导率为。表面对流传热系数为50W/。计算冷冻时刻。解:先计算冷却到-
1.25℃所需的时刻Bi=l/=50×=<4 cp=+×=1=×cpR×(R+/)×lg[(t-tb)/(t1-tb)]/=×2274×1000××+×50)×lg[(10+15)/+15)]/=1093s再计算冷冻时刻2=H(d/+d2/)/6t=1000×250×103×50+/(6×=57980s=1+2=59073 s=
1.-2 含水%,长1m,宽
0.6m,厚0.25m的瘦牛肉块在送风式冷冻器内被-30℃空气冷冻。表面对流传热系数为30W/,牛肉初始温度为5℃,初始冰点为-1.75℃,熔融热为kg。冻牛肉的热导率为,密度1050kg/m。计算将牛肉降温到-10℃所需时刻。解: 3=b/c== =a/c=1/=4 查得 P=,R==H(Px/+Rx1/)/t=1050×248250××30+×/=55746s12-3 食物含水82%,干物质比热容为2kJ/,试估算此食物的比热容。水的比热容可取0℃下的值。解:0℃下水的比热容为c=×+2×= kJ/
1.-4 5cm厚的牛肉在-30℃的房间内被冷冻。产品含水73%,密度970kg/m。冻牛肉比热容为。初始冰点为-1.75℃,熔融热为250kJ/kg,表面对热传热系数为5W/。用Plank方程估量其冷冻时刻。解: =+×==H(l/+l/4)/t=970×250000×[5+(4×]/=96551s12-5 将部份冷冻的冰淇淋放入包装物内继续冷冻。包装物尺寸为8cm×10cm×20cm,送风式冷冻器的表面对流传热系数为50W/。产品放入包装物时的温度为-5℃,密度700kg/m3。冷空气温度-25℃。冻结产品热导率为12W/,比热容为,熔融热为100kJ/kg。试计算冷冻时刻。解: =b/c=10/8= =a/c=20/8= 查得 P=,R==H(Px/+Rx2/)/t=700×100000××50+×12)/20=1288s
1.-6 尺寸为1m×
0.25m×0.6m的瘦牛肉放在放在-30℃的自然对流冷冻装置中冷冻,已知牛肉的含水率为%,初始冻结温度为-1.75℃,冻结后密度为1050kg/m,冻结后牛肉的热导率为(m∙K),熔融热为300kJ/kg,表面自然对流传热系数为,求冻结所需的时刻。解: 3=b/c== =a/c=1/=4 查得 P=,R==H(Px/+Rx1/)/t=1050×300000××+×/=98184s解:(1)恒摩尔流: F=L',V'=V=D F V全塔物料衡算 F=W+D DFx3=Dx+WxW=h D=h L’ V’y2'= L’x'/V'-Wx/V'=' V’(2)=Dx/Fx=×(100×=% L’ W9-9 在持续精馏塔中分离某理想溶液,易挥发组分组成x为(摩尔分数,下同),原料液于泡点下进入塔内,塔顶采用分凝器和全凝器,分凝器向塔内提供回流液,其组成为,全凝器提供组成为的合格产品,塔顶馏出液中易挥发组分的回收率为98%,若测得塔顶第因一层理论板的液相组成为。试求:(1)操作回流比是最小回流比的多少倍?(2)若馏出液流量为100kmol/h,则原料液流量为多少?解:(1)x==y x==y(1-x)/[x(1-y)]=××=q=1 xF=xD=y=x/[1+(-1)x]=×(1+×=Rm=(x+1-ym)/(yW-x)= x= y=x/[1+(-1)x]=×(1+×=由分凝器作物料衡算得: (R+1)D×=RD×+D×+=+ R=R/R==(2)=Dx/Fx= =100×(F× F=h9-10 在常压精馏塔中分离苯—甲苯混合物,进料组成为(摩尔分数,下同),要求塔顶产品浓度为,系统的相对挥发度为。试别离求下列三种情形下的最小回流比:(1)饱和液体;(2)饱和蒸气;(3)气液两相混合物,气液的摩尔比为1:2。解:(1)xD= y=x/[1+(-1)x]=×[1+×]=R=(x-y)/(y-x)= (2)y= x=y/[-(-1)y]=[×]=Rq=(xF-y)/(y-x)= (3)q=2/3 x= q线:y=qx/(q-1)-x/(q-1)=与 yq=xq/[1+(-1)xq]=(1+ 联立解得xmin= yD=R=(x-y)/(y-x)= 在持续操作的板式精馏塔中分离某理想溶液,在全回流条件下测得相邻板上的液相组成份别为,和,已知该物系的相对挥发度=。试求三层板中较低两层的单板效率(别离用气相板效率和液相板效率表示)。解:因全回流,故: y=x= y=x=ymin*=×(1+×=yD*=×(1+×=E=(y-y)/(y*-y)=E= x*=y/[-(-1)y]=xq*= Eq=(xq-xq)/(x-x*)=Emin= 有两股二元溶液,摩尔流量比FD:Fq=1:3,浓度各为和(易挥发组分摩尔分数,下同),拟在同一塔内分离,要求馏出液组成为,釜液组成为,两股物料均为泡点,回流比为。试比较以下两种操作方式所需的理论板数:(1)两股物料先混合,然后加入塔内;(2)两股物料各在适当位置别离加入塔内。平衡关系见下表:x 0y 0解:(1)xq=(1/4)×+(3/4)×=xmin/(R+1)=+1)==若二股料混合后再加入塔内,则所需理论板数图解得块(包括再沸器)。(2)二股料别离加入,将精馏塔分三段:y3=Rx/(R+1)+x/(R+1)bMV2=x2/(R+1)= b3=(Dx2-F3x)/[(R+1)D]第二条操作线斜率: yMV32''=(L+F2)x2/[(R+1)D]+(Dx-Fx)/[(R+1)D]F3+FML2=D+W F1x2+F1x2=Dx+Wx取FML3=100kmol/h F1=300kmol/hy'=L’/(L’-W)x'- WX/(L'-W')400=D+W 50+300×=+W= kmol/h, D= kmol/hbD=(Dx-Fx)/[(R+1)D]=××/×=从图可作图求出理论板数为9块(包括再沸器)从上述计算结果可得出:当达到一样的分离程度,分批量别离从适当位置加入比两股料混合后一路加入,所需的理论板数少,即设备投资费用少。9-13 用常压持续精馏塔分离某理想溶液,相对挥发度为,泡点进料,料液含易挥发组分(摩尔分数,下同),要求x1=,xD=,回流比为2,塔顶气相用全凝器至20℃后再回流,回流液泡点83℃,比热容140kJ/,汽化热×102kJ/kmol。求所需理论板数。解: 设F=100 kmo 解得 D=50kmol/h W=50kmol/h因 R=2 L=RD=2×50=100kmol/hq'=[r+c1(t2-t)]/r= [×104+140(83-20)]/×104)=离开第一层板的液体流量为: L"=Lq'=×100=128kmol/h进入 第一板的气体流量为: V=L"+D=128+50=178kmol/h精馏段操作线方程为: y=L”x括再沸器),从第4块理论板加料。9-14 提馏塔是只有提馏段的塔,今有一含氨5%(摩尔分数)的水溶液,在泡点下进入提馏塔顶部,以回收氨。塔顶气体冷凝后即为产品。要求回收90%的氨,塔釜间接加热,排出的釜液中含氨小于%,已知操作范围内平衡关系可近似用y=表示。试求:(1)所需理论板数;(2)若该塔由若干块气相默弗里板效率均为的实际板组成,问需几块实际塔板;(3)该塔的总效率。解:(1)设F=1 kmol/h Dx/Fx=F=D+W W=F-D Fx=Dx+Wx=Dx+(F-D)× 1-D= D= kmol/h= xD=由恒摩尔流假设: V’=D L’=F W=F-D故操作线: y’=L’x’/V’-Wx/V’=x’/ 逐板计算:y=x= x=y/=yp= xs=y/=y= x=y/=故约需3块理论板(含再沸器)。(2)设操作线为:y’n+1=ax’-b与(y’-y’)/(mx’-y’)=E联立得:y’=ay’/(a-Ea+Em)-Emb/(a-Ea+Em)=’y=mx=×=而 y=x= y=yD= yF= y=<y 故N=4块(3)EF=ND/NW=2/4=9-15 某常压持续精馏塔每小时制取55%的醋酸200kg,原料液为醋酸水溶液,含醋酸31%,泡点进料,被蒸出的水中含有2%的醋酸,回流比为4,试求理论板数。以上所有浓度均为质量分数,常压下醋酸水溶液的平衡数据如下(含水质量分数):x'/% 4 10 20 30 40 50 60 70 80 90y'/%解: 将质量分数换算成摩尔分数:
题目解答
答案
错误