在三效并流蒸发装置上浓缩糖水溶液。沸点升高及蒸发器的热损失均可忽略不计。 己知第一效的生蒸汽压力q二270.3kPa（对应饱和温度130 °C）、第三效溶液的沸点直二55°C（对应q=15.74k Pa）。各效的总传热系数分别为："2600 W/（m2-°C）,弘2=2000W/（i『・C）,心尸1400W/（m2-r）o各效蒸发器传热面积相等。试按如下两种简化估算各效溶液沸点：（1）各效传热量相等；（2）各效等压力降。1 __ 1-|||-KKK-|||-+2000+4400-|||-.1 0·2八0·31 __ 1-|||-KKK-|||-+2000+4400-|||-.1 0·2八0·31 __ 1-|||-KKK-|||-+2000+4400-|||-.1 0·2八0·3同理p2=100.6 kPat2=99.9 °C可见，不同简化方法估算溶液的沸点值有一定差别。蒸馅习题及答案1二元溶液连续精啊计算中，进料热状态的变化将引起以下线的变化BoA平衡线；B操作线与q线；C平衡线与操作线；D平衡线与q线。2精傭塔引入冋流，使下降的液流与上升的汽流发生传质，并使上升汽相中的易挥发组分 浓度提高，最恰当的说法是由于_4o(1)液相中易挥发组分进入汽相；(2)汽相中难挥发组分进入液相；(3)液相中易挥发组分和难挥发组分同吋进入汽相，但其中易挥发组分较多；(4)液相中易挥发组分进入汽相和汽相中难挥发组分进入液相的现象同时发牛。3当精馆操作中的q线方程为x二xF时，则进料热状态为饱和液体,此时q二—1o4简单蒸馆过程中，釜内易挥发组分浓度逐渐—减小,其沸点则逐渐升高—O5精僧段操作线方程为：y二0.75x+0.3,这绝不可能。此话(1)。(1)对；(2)错；(3)无法判断6对某双组分理想物系，当温度t二80°C时，龙"06.7RPO,龙=4()肿°,液相摩尔组成心=°4,则与此液相组成相平衡的汽相组成儿为_(2)o(1)0.5；(2)0.64 :(3)0.72 :(4)0.67被分离物系最小回流比Rmin的数值与(4)无关。(1)被分离物系的汽液平衡关系；(2)塔顶产品组成；(3)进料组成和进料状态；(4)塔底产品组成。8最小回流比是指为达到指定的分离要求，所需理论板数为无穷多时的回流比。9以下说法中不正确的是—C_o精憎段操作线方程式是描述精僧段中A某板下降的液体浓度与下一板上升的蒸汽浓度间的关系式；B某板上升的蒸汽浓度与上一板下降的液体浓度Z间的关系式；C进入某板的气体与液体的浓度之间的关系式；D在相邻两板I'可相遇的汽相与液相浓度之间的关系式。10苯和甲苯溶液，其中含苯0.5（摩尔分率，下同），以每小时lOOOkmol流量进入一精傭 塔，要求塔顶产品中苯含量不低于0.9,若塔高不受限制，从塔顶采出量最大可以达到Dkmo 1/hoA 575.5B 500C 590. 5D 555. 511用连续精憎方法分离双组分理想混合液，原料中含易挥发组分0.40,馆出液中含易挥 发组分0.90（以上均为摩尔分率），溶液的平均相对挥发度为2.5,最小回流比为2,则料 液的热状况参数q二—B—oA 0.48B 0.38C 0.3D 0.512精僧分离0 = 2.5的二元理想混合液，已知回流比R=3,塔顶xD二0.96,测得第三层塔板 （精憾段）的下降液体浓度为0.4,第二层板下降液体浓度为0.45,则第三层塔板的汽相单 板效率Emv为C—oA 22.2%B 32.68%C 44.1%D 107.5%13精憎塔设计中，回流比并不总是越大越好，原因是—回流比增大，所需理论板数减少，塔设备所引起的设备费降低；但冷凝器、再沸器热负 荷增大，换热器设备费及加热蒸汽、冷却水所消耗的动力费增大。当R大到一定值后，总费 用（设备费和动力费之和）呈现上升趋势。14当进料为气液混合物且气液摩尔比为2比3时，则进料热状况参数q值为0.6o15己测得在精憾塔操作中，离开某块理论板的两股物流的组成分别为0.82和0.70,则其 中_0.82是汽相组成。16某精馆塔在常压下分离苯一甲苯混合液，此时该塔的精憾段和提憾段操作线方程分别为y二0. 723x+0.263和yz=l. 25xz-0.0188,每小时送入塔内的料液量为75kmol,进料热状况参 数q二0.5,试求精缰段和提憎段上升的蒸汽量为多少kmo 1/ho由精憎段操作线方程可知：R——= 0.723R + xO.9 + lVxO.Ol0 = D + W0=43. 8kmol/hW二56. 2kmol/hV，= (/? + l)D + (^-l)F将Vf= 32kmol/h, D = 43.Skmol/ h,q = l,F= 1OOktnol/h代入得.R二2. 0120用一连续操作的精饰塔在常压下分离苯一甲苯混合液，原料液含苯0.5（摩尔分率，下 同），塔顶锢出液含苯0.9,塔顶釆用全凝器，回流比为最小冋流比的1.5倍，泡点进料， 设加料板上的液相组成与料液组成相同，在此温度下苯的饱和蒸汽压为145. 3kPa，试求离 开进料板的上一层理论塔板的液相组成。；=£^= 145.3x0.5 =0 717卩P101.3m，ny；-xF0.717-0.5R = .5Rmm=1.5x0.843 = 1.26精憾段操作线方程为儿+i=亠一 £ + 玉-=—x”+—=（）.55张” +0.398"1R + l "R + 2.262.26由题意可知，离开加料板的汽相组成儿+产『；"717・••离开加料板的上一层理论板的液相组成xn为v______=______ °沁” -0.558~0.558-0.558-"21实验测得常压精徭塔精憎段相邻两塔板的上升气流组成分别为yn=O.885 ,yn+1二0.842,已知操作条件下平均相对挥发度心,回流比R二3.5,塔顶产品组成xD二0.95。 求以汽相组成表示的第n板的单板效率。若在全回流情况下，精饰段相邻两塔板的上升气流组成变为yn二0.885, yn+1二0.822,则以 汽相组成表示的第n板的单板效率又为多少？ 精憾段操作线方程为:1 __ 1-|||-KKK-|||-+2000+4400-|||-.1 0·2八0·3-^―xn+玉-= — xn+—=0.778x” +0.2111 __ 1-|||-KKK-|||-+2000+4400-|||-.1 0·2八0·3R + R + 14.54.5答：提高蒸发强度的基本途径是提高总传热系数K和传热温度差见。（1）传热温度差血 的大小取决于加热蒸汽的压力和冷凝器操作压力。但加热蒸汽压力的 提高，常常受工厂供气条件的限制,一般为0.3、0.5MPa,有时可高到0・6~0・8MPa。而冷凝 器屮真空度的提高，要考虑到造成真空的动力消耗。而且随着真空度的提高，溶液的沸点降 低，粘度增加，使得总传热系数K下降。因此，冷凝器的操作真空度一般不应低于10~20kPa。由以上分析可知，传热温度差的提高是有限制的。（2）提高蒸发强度的另一途径是增大总传热系数。总传热系数K収决于两侧对流传热系数 和污垢热阻。蒸汽冷凝的传热系数叫 通常总比溶液沸腾传热系数 沟大，即在总传热热阻中，蒸汽冷凝 侧的热阻较小，但在蒸发器操作中，需要及吋排除蒸汽中的不凝气体，否则其热阻将大大增 加，使总传热系数下降。管内溶液侧的沸腾传热系数円 是影响总传热系数的主要因素。如前所述，影响勺 的因素 很多，如溶液的性质、蒸发器的类型及操作条件等等。由前而介绍的沸腾传热系数的关联式 可以了解影响叫的若干因素，以便根据实际的蒸发任务，选择适宜的蒸发器型式及其操作 条件。管内溶液侧的污垢热阻往往是影响总传热系数的重要因素。特别当蒸发易结垢和有结晶析出 的溶液时，极易在传热面上形成垢层，使K值急剧下降。为了减小垢层热阻，通常的办法是 定期清洗。此外，亦可采用减小垢层热阻的其它措施。例如，选用适宜的蒸发器型式（如强 制循环或列文蒸发器等）；在溶液屮加入晶种或微量阻垢剂等等。问：稀释热明显，如何影响生蒸汽的用量？答：有些溶液，如CaC12、WOH的水溶液，在稀释时其放热效应非常显著。因而在蒸发时, 作为溶液稀释的逆过程，除了提供水分蒸发所需的汽化潜热Z外，还需要提供和稀释热效应 相等的浓缩热。溶液浓度越大，这种影响越加显著。