题目
第n、n+1相邻两实际板气相浓度分别为0.62、0.52,从第n板下降的液相浓度为0.5,该体系为理想物系,相对挥发度为2,则气相单板效率EmV为( )。A. 0.7199B. 0.12C. 0.8333D. 0.6817
第n、n+1相邻两实际板气相浓度分别为0.62、0.52,从第n板下降的液相浓度为0.5,该体系为理想物系,相对挥发度为2,则气相单板效率EmV为( )。
A. 0.7199
B. 0.12
C. 0.8333
D. 0.6817
题目解答
答案
D. 0.6817
解析
本题考查的是精馏过程中气相单板效率的计算,解题的关键在于理解气相单板效率的定义,并结合理想物系的气液平衡关系来进行计算。具体步骤如下:
- 明确气相单板效率的计算公式:
气相单板效率 $E_{mV}$ 的计算公式为 $E_{mV}=\frac{y_{n}-y_{n + 1}}{y_{n}^*-y_{n + 1}}$,其中 $y_{n}$ 是第 $n$ 板的实际气相浓度,$y_{n + 1}$ 是第 $n + 1$ 板的实际气相浓度,$y_{n}^*$ 是与第 $n$ 板下降液相浓度成平衡的气相浓度。 - 根据已知条件确定 $y_{n}$ 和 $y_{n + 1}$ 的值:
已知第 $n$、$n + 1$ 相邻两实际板气相浓度分别为 $y_{n}=0.62$,$y_{n + 1}=0.52$。 - 计算与第 $n$ 板下降液相浓度成平衡的气相浓度 $y_{n}^*$:
对于理想物系,气液平衡关系可以用相对挥发度 $\alpha$ 表示,公式为 $y=\frac{\alpha x}{1+(\alpha - 1)x}$。
已知从第 $n$ 板下降的液相浓度 $x_{n}=0.5$,相对挥发度 $\alpha = 2$,将其代入公式可得:
$\begin{align*} y_{n}^*&=\frac{\alpha x_{n}}{1+(\alpha - 1)x_{n}}\\ &=\frac{2\times0.5}{1+(2 - 1)\times0.5}\\ &=\frac{1}{1 + 0.5}\\ &=\frac{1}{1.5}\\ &=\frac{2}{3} \end{align*}$ - 计算气相单板效率 $E_{mV}$:
将 $y_{n}=0.62$,$y_{n + 1}=0.52$,$y_{n}^*=\frac{2}{3}$ 代入气相单板效率公式 $E_{mV}=\frac{y_{n}-y_{n + 1}}{y_{n}^*-y_{n + 1}}$ 可得:
$\begin{align*} E_{mV}&=\frac{0.62 - 0.52}{\frac{2}{3}-0.52}\\ &=\frac{0.1}{\frac{2}{3}-\frac{13}{25}}\\ &=\frac{0.1}{\frac{50 - 39}{75}}\\ &=\frac{0.1}{\frac{11}{75}}\\ &=0.1\times\frac{75}{11}\\ &=\frac{7.5}{11}\\ &\approx0.6817 \end{align*}$