题目
5.水杨酸钠从水溶液重结晶处理工艺是将每小时4500 mol含33.33 %(mol%)的水杨-|||-酸钠新鲜溶液和另一股含有36.36%(mol%)水杨酸钠的循环液合并加入至一台蒸发器-|||-中,蒸发温度为120℃,用0.3MPa的蒸汽加热。从蒸发器放出的浓缩料液含49.4%-|||-(mol%)水杨酸钠进入结晶罐,在结晶罐被冷却,冷至40℃,用冷却水冷却(冷却水进出-|||-口温度5℃)。然后过滤,获得含水杨酸钠结晶滤饼和含有36.36%(mol%)水杨酸钠的滤-|||-液循环,滤饼中的水杨酸钠占滤饼总物质量的95%。流程见下图,试计算:-|||-蒸发过程 结晶过滤-|||-(1)蒸发器蒸发出水量;-|||-(2)循环液(mol)/新鲜液(mol)的比率;-|||-(3)蒸发器和结晶罐的投料比(mol)。

题目解答
答案

解析
步骤 1:计算蒸发器蒸发出水量
首先,我们需要计算蒸发器中水杨酸钠的总摩尔数。新鲜溶液和循环液合并后,水杨酸钠的总摩尔数为:
\[ 4500 \times 0.3333 + x \times 0.3636 \]
其中,\( x \) 是循环液的摩尔数。蒸发器中水杨酸钠的总摩尔数为:
\[ 4500 \times 0.3333 + x \times 0.3636 = (4500 + x) \times 0.494 \]
解这个方程,可以得到循环液的摩尔数 \( x \)。然后,计算蒸发器中水的摩尔数,即蒸发器蒸发出水量。
步骤 2:计算循环液(mol)/新鲜液(mol)的比率
根据步骤 1 中得到的循环液的摩尔数 \( x \),计算循环液(mol)/新鲜液(mol)的比率。
步骤 3:计算蒸发器和结晶罐的投料比(mol)
蒸发器的投料比为新鲜液和循环液的总摩尔数,结晶罐的投料比为蒸发器中水杨酸钠的总摩尔数。计算这两个投料比的比值。
首先,我们需要计算蒸发器中水杨酸钠的总摩尔数。新鲜溶液和循环液合并后,水杨酸钠的总摩尔数为:
\[ 4500 \times 0.3333 + x \times 0.3636 \]
其中,\( x \) 是循环液的摩尔数。蒸发器中水杨酸钠的总摩尔数为:
\[ 4500 \times 0.3333 + x \times 0.3636 = (4500 + x) \times 0.494 \]
解这个方程,可以得到循环液的摩尔数 \( x \)。然后,计算蒸发器中水的摩尔数,即蒸发器蒸发出水量。
步骤 2:计算循环液(mol)/新鲜液(mol)的比率
根据步骤 1 中得到的循环液的摩尔数 \( x \),计算循环液(mol)/新鲜液(mol)的比率。
步骤 3:计算蒸发器和结晶罐的投料比(mol)
蒸发器的投料比为新鲜液和循环液的总摩尔数,结晶罐的投料比为蒸发器中水杨酸钠的总摩尔数。计算这两个投料比的比值。