0.0107 0.0187 -3.978 即q=0.00744kg油/kg固体E-|||-0.1-|||-0.01 1 1 1-|||-0 20 40 60 809-23 大豆轧成不同厚度进行浸出试验,试验时间为20分钟,测得的残油数据如下:厚度/mm 0.229 0.356 0.432残油/(kg/kg干基) 0.0037 0.0069 0.012试确定浸出速率与厚度的关系。: -dq/d=Di2(q-q)/L2 积分得 (q-q)/(q1-q)=exp(-2Di/L2)代入 qa=0.0037,La=2.29×10-4m qb=0.0069,Lb=3.56×10-4mqc=0.012, Lc=4.32×10-4m  =1200s联立得 D=3.15×10-11m2/sq=0.00365kg/kg干基 q1=0.06518kg/kg干基9-24 某甜菜制糖厂,以水为溶剂每小时处理50t甜菜片,甜菜含糖12%,甜菜渣40%,出口溶液含糖15%,设浸出系统中,每一个浸出器内,溶液与甜菜片有充分时间达到平衡,而且每吨甜菜渣含溶液3t,今拟回收甜菜片中含糖的97%,问此系统需几个浸出器?: 以1 h为计算基准,甜菜中含糖为50000×0.12=6000kg/h出口溶液含糖量 6000×0.97=5820kg/h废粕含糖量 6000×0.03=180kg/h出口溶液总量 E=5820/0.15=38800kg/h底流量 L=50000×0.4×3=60000kg/h固体量 50000×0.4=20000kg/h废粕总量 60000+20000=80000kg/h溢流量 V=38800+80000-50000=68800kg/hA. =V/L=1.147 a1=E/L=38800/60000=0.6467 B. R1=1+a1(1-an)/(1-a) 1/0.03=1+0.6467(1-1.147n)/(1-1.147) C. n=15.5→16个 D. 9-25 在逆流设备中,将含油20%(质量)的油籽进行浸出,离开末级的溢流含油量为50%,从此溶液中回收得油90%。若用某新鲜溶剂来浸出油籽,同时在底流中每1kg不溶性固体持有0.5kg溶液,试问在恒底流操作下所需的理论级数是多少(用三角形相)? E. B边上由xFA=0.2定F点,在AS边上由yEA=0.5定E点。连BF,在BF上由底流中溶液:不溶性固体=1:2定L’点,使BL’:L’E=1:2。过L’点作AS边的平行线,即为底流曲线mn。作物料衡算:每100kg进料含惰性固体 F. 80kg,油20kg。 G. 溢流含油 20×0.9=18kg, 溢流量为 18/0.5=36kg S,其中18kg进入溢流 (S-18)kg进入底流 底流量为: S)=2/(64+S) S) xWA/xWB=2/80=0.025 B边上定xWA/xWB=0.025的点,将该点与S相连,延长。同时连EF并延长,二线交于点。作理论级 n=5 另:以100kg进料为基准,其中含油20kg,固体80kg。 =100×0.2×0.9/0.5=36kg L=100×(1-0.2)×0.5=40kg V=E+L+B-F=36+40+100×(1-0.2)-100=56kg =V/L=56/40=1.4 aWA=E/L=36/40=0.9 1/0.1=1+0.9×(1-1.4WB)/(1-1.4) n=4.8 即5级 E-|||-0.1-|||-0.01 1 1 1-|||-0 20 40 60 80 9-26 在多级逆流接触设备中,以汽油为溶剂进行大豆浸出操作,以生产豆油。若大豆最初含油量为18%,最后浸出液含油40%,且原料中全部含油有90%被抽出,试计算必需的级数。假设在第一级混合器中,大豆所含之油全被溶出,又设每级均达平衡,且每级沉降分离的底流豆渣中持有相当一半固体量的溶液。 点(在AB边上),在AS边上由yFA=0.4定E点,连EF,连BE,在BE线上定L',使BL':L'E=1:2,过L'作AS的平行线mn,即底流曲线mn。每100kg进料含惰性固体82kg,油18kg。 溢流含油 18×0.9=16.2kg 溢流量为 16.2/0.4=40.5kg S,其中40.5-16.2=24.3kg进入溢流, S-24.3)kg进入底流 底流量为:82+16.2+S-24.3=73.9+S S)=1.8/(73.9+S) S) xEA/xWA=1.8/82=0.022 B边上定G点,连GS,延长交EF线于,作理论级,n=4 另:以100kg进料为基准,其中含油18kg,固体82kg。 =100×0.18×0.9/0.4=40.5kg L=100×(1-0.18)×0.5=41kg V=E+L+B-F=40.5+41+100×(1-0.18)-100=63.5kg =V/L=63.5/41=1.549 aWB=E/L=40.5/41=0.988 1/0.1=1+0.988×(1-1.549WA)/(1-1.549) n=4.1 即5级 E-|||-0.1-|||-0.01 1 1 1-|||-0 20 40 60 80 L,试计算干燥后酪朊的残糖量,若采用一次洗涤法,要达到同样的残糖量,问要用多少洗涤水?假定每次洗涤和沥水后,凝乳的持水量均为66%。 :(1)原料含液体: 50×0.6=30kg 固体: 50×(1-0.6)=20kg 乳糖: 50×0.6×0.045=1.35kg 第一次: w1=1.35/(30+90)=0.01125 分离后,固体为20kg,溶液20/(1-0.66)-20=38.8kg 第二次: w2=38.8×0.01125/(38.8+90)=0.00339 分离后,固体为20kg,溶液仍为38.8kg 第三次: w3=38.8×0.00339/(38.8+90)=0.001021 含糖 38.8×0.001021=0.0396kg 干燥后含糖 0.0396/(20+0.0396)=0.00198 (2)若用一次洗涤,由于溶液含糖为0.001021 溶液总量为: 1.35/0.001021=1322kg 应加入水: 1322-30=1292kg 9-28 棕榈仁含油50%,对1t原料使用1t乙烷进行逆流接触浸出,假设残渣中油和溶剂的量与全量之比为常数0.5。试问:(1)为了使油的浓度减少到1%(干基),必须的理论级数是多少;(2)其他条件不变,若1 t棕榈仁使用2t溶剂,需理论级多少;(3)1t原料仍使用1t溶剂,但残渣经压榨,且其组成点是溶液25%,脱油干固体75%所代表的线,若达到同样的要求,求所需的级数。 =1000kg,其中含油500kg,固体渣500kg。 V=S=1000kg,底流量为 500/0.5=1000kg,∴ 溢流量E=1000kg L=1000×0.5=500kg 1=E/L=1000/500=2 a=V/L=1000/500=2 底流中油量为 500×0.01=5kg R=500/5=100 1/R=1+a1(1-an)/(1-a) 即 100=1+2×(2n-1)/(2-1) 得 n=5.7→6 F线可视作水平线,所得结果相同)。 V=S=2000kg,底流量仍为1000kg,其中液体量仍为500kg, =2000kg, 1=E/L=2000/500=4 a=2000/500=4 100=1+4×(4n-1)/(4-1) n=3.1 →4 V=S=1000kg,由题意在底流中溶液占1/4, L=500/3=166.7kg, =500+1000-166.7=1333.3kg 1=E/L=1333.3/166.7=8 a=V/L=1000/166.7=6 100=1+8×(6n-1)/(6-1) n=2.3 →3 MD=0.78×46+0.22×18=39.84kg/kmol MW=0.004×46+0.996×18=18.11kg/kmol =D’/MD=977.5/39.84=24.54kmol/h W=2022.5/18.11=111.68kmol/h '=3000kg/h xF'=0.03 xD'=0.9 '=D'+W' F’xF'=D'xD'+W'xW' '+W' 3000×0.03=D'×0.9+W×0.01 '=67.42kg/h W'=3000-67.42=2932.58kg/h xD=(90/46)/(90/46+10/18)=0.779 xF=(3/46)/(3/46+70/18)=0.012 MW=0.012×46+(1-0.012)×18=18.34kg/kmol MF=0.78×46+0.22×18=39.84kg/kmol MD=0.004×46+0.996×18=18.11kg/kmol =D’/MW=977.5/39.84=1.69kmol/h W=2932.58/18.11=161.93kmol/h 9-4 某精馏塔操作中,已知操作线方程为精馏段y=0.723x+0.263,提馏段y=1.25x-0.0187,若原料以饱和蒸汽进入精馏塔中,试求原料液、精馏段和釜残液的组成和回流比。 R/(R+1)=0.723 R-0.723R=0.723 R=2.61 R+1)=0.263 xD=0.63×(2.61+1)=0.95 提馏段操作线与对角线交点坐标为: y=x=xD 故xD=0.0748 由两操作线交点得: 0.723x+0.263=1.25x-0.0187 x=0.535 y=0.723×0.535+0.263=0.65 ∴ xW=y=0.65 (因q=0,q线为水平线) R=1.8,该物系的平均相对挥发度=2.5。求:(1)塔顶和塔底的产品量(kmol/h);(2)提馏段下降液体量(kmol/h);(3)分别写出精馏段和提馏段的操作线方程。 =D+W FxW=DxF+WxF +W 100×0.5=D×0.95+W×0.05 =50 kmol/h W=50kmol/h L=RD=1.8×50=90 kmol/h L'=L+qF=90+1×100=190kmol/h (q=1) RxD/(R+1)+xW/(R+1)=0.643xF+0.340 L’xD'/(L’-W)-WxW/(L’-W)=1.357xn'-0.0179 J/kmol,比热容为c+1=158kJ/kmol)。若改为泡点进料,则所需理论板数和加料板位置有何变化?从中可得出什么结论? [rn+cD(tn-tm)]/r+=[31900+158×(93-20)]/31900=1.362 x 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 1.0 y 0 0.217 0.385 0.517 0.625 0.714 0.789 0.854 0.909 1.0 R+1)=0.9/(2+1)=0.3 由得共需7.4块(包括再沸器)理论板,从塔顶算起第3块理论板为加料板。 E-|||-0.1-|||-0.01 1 1 1-|||-0 20 40 60 80E-|||-0.1-|||-0.01 1 1 1-|||-0 20 40 60 80 若q=1,则同法作知:理论板数为8块(包括再沸器),从塔顶算起第4块理论板为加料板。 h,xF=0.5(摩尔分数,下同),加料为气液混合物,气液摩尔比为2:3,塔底用饱和水蒸汽直接加热,离开塔顶的气相经全凝器,冷凝量1/2作为回流液体,其余1/2作为产品,已知qF=90kmol/h,xD=0.9,相对挥发度=2,试求:(1)塔底产品量qD和塔底产品组成xW;(2)提馏段操作线方程式;(3)塔底最后一块理论板上升蒸汽组成。 E-|||-0.1-|||-0.01 1 1 1-|||-0 20 40 60 80: =90kmol/h V=180kmol/h q=3/5 V'=V-(1-q)F=180-(1-3/5)×200=100kmol/h +V’=D+W Fxn=DxF+WxD W=200+100-90=210kmol/h 200×0.5=90×0.9+210xW x=0.0905 Wxn'/V'-WxW/V'=210xW'/100-210×0.0905/100=2.1xW'-0.19 [1+(-1)xm]=2×0.0905/(1+0.0905)=0.166 h,x+1=0.5,饱和液体进料,塔釜间接蒸汽加热,塔顶无回流,要求xm=0.7,xW=0.03,平均相对挥发度=3(恒摩尔流假定成立)。求:(1)操作线方程;(2)塔顶易挥发组分的回收率。 V =W+D D xm=Dxm+WxW W=29.9kmol/h D=70.1kmol/h L’ V’ L’xW'/V'-WxW/V'=1.427xF'-0.0128 V’ xF/FxD=70.1×0.7/(100×0.5)=98.1% L’ W h,则原料液流量为多少? :(1)xW=0.95=yF xD=0.88 [x(1-y)]=0.95×0.12/(0.88×0.05)=2.59 q=1 xW=xm=0.5 [1+(-1)x+1]=2.59×0.5/(1+1.59×0.5)=0.721 Rm=(xW-ym)/(yD-xF)=(0.95-0.721)/(0.721-0.5)=1.03 [1+(-1)xF]=2.59×0.79/(1+1.59×0.79)=0.907 R+1)D×0.907=RD×0.88+D×0.95 R+0.907=0.88R+0.95 R=1.59 R/RD=1.59/1.03=1.55 x/Fx=0.98 0.98=100×0.95/(F×0.5) F=193.9kmol/h 9-10 在常压精馏塔中分离苯—甲苯混合物,进料组成为0.4(摩尔分数,下同),要求塔顶产品浓度为0.95,系统的相对挥发度为2.5。试分别求下列三种情况下的最小回流比:(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。 [1+(-1)xq]=2.5×0.4/[1+(2.5-1)×0.4]=0.625 RF=(xq-yq)/(yq-xmin)=(0.95-0.625)/(0.625-0.4)=1.44 [-(-1)yD]=0.4/[2.5-(2.5-1)×0.4]=0.2105 Rq=(xq-yq)/(y1-x1)=(0.95-0.4)/(0.4-0.2105)=2.9 (3)q=2/3 x1=0.4 q线:y1=qxmin/(q-1)-xD/(q-1)=1.2-2xF [1+(-1)xq]=2.5xq/(1+1.5xq) 联立得 xq=0.3262 ymin=0.5476 RD=(xq-yq)/(yq-xq)=(0.95-0.5476)/(0.5476-0.3262)=1.86 9-11 在连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分别为0.28,0.41和0.57,已知该物系的相对挥发度=2.5。试求三层板中较低两层的单板效率(分别用气相板效率和液相板效率表示)。 :因全回流,故: yq=xq=0.57 yq=xmin=0.41 yD*=2.5×0.41/(1+1.5×0.41)=0.635 yq*=2.5×0.28/(1+1.5×0.28)=0.493 q=(yq-yF)/(yq*-yq)=(0.57-0.41)/(0.635-0.41)=0.711 F=(0.41-0.28)/(0.493-0.28)=0.61 [-(-1)yq]=0.57/(2.5-1.5×0.57)=0.347 xq*=0.41/(2.5-1.5×0.41)=0.218 q=(xq-xq)/(xq-xq*)=(0.57-0.41)/(0.57-0.347)=0.716 q=(0.41-0.28)/(0.41-0.218)=0.677 min:FD=1:3,浓度各为0.5和0.2(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0.9,釜液组成为0.05,两股物料均为泡点,回流比为2.5。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分别加入塔内。平衡关系见下表: x 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 1.0 y 0 0.217 0.382 0.517 0.625 0.714 0.785 0.854 0.909 1.0 :(1)xq=(1/4)×0.25+(3/4)×0.2=0.275 R+1)=0.9/(2.5+1)=0.9/3.5=0.257 若二股料混合后再加入塔内,则所需理论板数得11.5块(包括再沸器)。 (2)二股料分别加入,将精馏塔分三段: Rxq/(R+1)+xq/(R+1) R+1)=0.257 b2=(Dx1-F3x2)/[(R+1)D] L+F2)x3/[(R+1)D]+(DxMV2-F2x3)/[(R+1)D] 2+F3=D+W FMV3x2+F2x2=Dx3+WxML2 1=100kmol/h F2=300kmol/h L’/(L’-W)x1'- WX2/(L'-W') +W 50+300×0.2=0.9D+0.05W W=294.1 kmol/h, D=105.9 kmol/h

0.0107 0.0187 -3.978 即q=0.00744kg油/kg固体

9-23 大豆轧成不同厚度进行浸出试验,试验时间为20分钟,测得的残油数据如下:

厚度/mm 0.229 0.356 0.432

残油/(kg/kg干基) 0.0037 0.0069 0.012

试确定浸出速率与厚度的关系。

: -dq/d=Di2(q-q)/L2 积分得 (q-q)/(q1-q)=exp(-2Di/L2)

代入 qa=0.0037,La=2.29×10-4m qb=0.0069,Lb=3.56×10-4m

qc=0.012, Lc=4.32×10-4m  =1200s

联立得 D=3.15×10-11m2/s

q=0.00365kg/kg干基 q1=0.06518kg/kg干基

9-24 某甜菜制糖厂,以水为溶剂每小时处理50t甜菜片,甜菜含糖12%,甜菜渣40%,出口溶液含糖15%,设浸出系统中,每一个浸出器内,溶液与甜菜片有充分时间达到平衡,而且每吨甜菜渣含溶液3t,今拟回收甜菜片中含糖的97%,问此系统需几个浸出器?

: 以1 h为计算基准,甜菜中含糖为50000×0.12=6000kg/h

出口溶液含糖量 6000×0.97=5820kg/h

废粕含糖量 6000×0.03=180kg/h

出口溶液总量 E=5820/0.15=38800kg/h

底流量 L=50000×0.4×3=60000kg/h

固体量 50000×0.4=20000kg/h

废粕总量 60000+20000=80000kg/h

溢流量 V=38800+80000-50000=68800kg/h

A. =V/L=1.147 a1=E/L=38800/60000=0.6467
B. R1=1+a1(1-an)/(1-a) 1/0.03=1+0.6467(1-1.147n)/(1-1.147)
C. n=15.5→16个
D. 9-25 在逆流设备中,将含油20%(质量)的油籽进行浸出,离开末级的溢流含油量为50%,从此溶液中回收得油90%。若用某新鲜溶剂来浸出油籽,同时在底流中每1kg不溶性固体持有0.5kg溶液,试问在恒底流操作下所需的理论级数是多少(用三角形相)?
E. B边上由xFA=0.2定F点,在AS边上由yEA=0.5定E点。连BF,在BF上由底流中溶液:不溶性固体=1:2定L’点,使BL’:L’E=1:2。过L’点作AS边的平行线,即为底流曲线mn。作物料衡算:每100kg进料含惰性固体
F. 80kg,油20kg。
G. 溢流含油 20×0.9=18kg, 溢流量为 18/0.5=36kg
S,其中18kg进入溢流 (S-18)kg进入底流
底流量为:
S)=2/(64+S)
S) xWA/xWB=2/80=0.025
B边上定xWA/xWB=0.025的点,将该点与S相连,延长。同时连EF并延长,二线交于点。作理论级 n=5
另:以100kg进料为基准,其中含油20kg,固体80kg。
=100×0.2×0.9/0.5=36kg
L=100×(1-0.2)×0.5=40kg
V=E+L+B-F=36+40+100×(1-0.2)-100=56kg
=V/L=56/40=1.4 aWA=E/L=36/40=0.9
1/0.1=1+0.9×(1-1.4WB)/(1-1.4) n=4.8 即5级

9-26 在多级逆流接触设备中,以汽油为溶剂进行大豆浸出操作,以生产豆油。若大豆最初含油量为18%,最后浸出液含油40%,且原料中全部含油有90%被抽出,试计算必需的级数。假设在第一级混合器中,大豆所含之油全被溶出,又设每级均达平衡,且每级沉降分离的底流豆渣中持有相当一半固体量的溶液。
点(在AB边上),在AS边上由yFA=0.4定E点,连EF,连BE,在BE线上定L',使BL':L'E=1:2,过L'作AS的平行线mn,即底流曲线mn。每100kg进料含惰性固体82kg,油18kg。
溢流含油 18×0.9=16.2kg 溢流量为 16.2/0.4=40.5kg
S,其中40.5-16.2=24.3kg进入溢流,
S-24.3)kg进入底流 底流量为:82+16.2+S-24.3=73.9+S
S)=1.8/(73.9+S)
S) xEA/xWA=1.8/82=0.022
B边上定G点,连GS,延长交EF线于,作理论级,n=4
另:以100kg进料为基准,其中含油18kg,固体82kg。
=100×0.18×0.9/0.4=40.5kg
L=100×(1-0.18)×0.5=41kg
V=E+L+B-F=40.5+41+100×(1-0.18)-100=63.5kg
=V/L=63.5/41=1.549 aWB=E/L=40.5/41=0.988
1/0.1=1+0.988×(1-1.549WA)/(1-1.549) n=4.1 即5级

L,试计算干燥后酪朊的残糖量,若采用一次洗涤法,要达到同样的残糖量,问要用多少洗涤水?假定每次洗涤和沥水后,凝乳的持水量均为66%。
:(1)原料含液体: 50×0.6=30kg
固体: 50×(1-0.6)=20kg
乳糖: 50×0.6×0.045=1.35kg
第一次: w1=1.35/(30+90)=0.01125
分离后,固体为20kg,溶液20/(1-0.66)-20=38.8kg
第二次: w2=38.8×0.01125/(38.8+90)=0.00339
分离后,固体为20kg,溶液仍为38.8kg
第三次: w3=38.8×0.00339/(38.8+90)=0.001021
含糖 38.8×0.001021=0.0396kg
干燥后含糖 0.0396/(20+0.0396)=0.00198
(2)若用一次洗涤,由于溶液含糖为0.001021
溶液总量为: 1.35/0.001021=1322kg
应加入水: 1322-30=1292kg
9-28 棕榈仁含油50%,对1t原料使用1t乙烷进行逆流接触浸出,假设残渣中油和溶剂的量与全量之比为常数0.5。试问:(1)为了使油的浓度减少到1%(干基),必须的理论级数是多少;(2)其他条件不变,若1 t棕榈仁使用2t溶剂,需理论级多少;(3)1t原料仍使用1t溶剂,但残渣经压榨,且其组成点是溶液25%,脱油干固体75%所代表的线,若达到同样的要求,求所需的级数。
=1000kg,其中含油500kg,固体渣500kg。
V=S=1000kg,底流量为 500/0.5=1000kg,∴ 溢流量E=1000kg
L=1000×0.5=500kg
1=E/L=1000/500=2 a=V/L=1000/500=2
底流中油量为 500×0.01=5kg
R=500/5=100 1/R=1+a1(1-an)/(1-a)
即 100=1+2×(2n-1)/(2-1) 得 n=5.7→6
F线可视作水平线,所得结果相同)。
V=S=2000kg,底流量仍为1000kg,其中液体量仍为500kg,
=2000kg,
1=E/L=2000/500=4 a=2000/500=4
100=1+4×(4n-1)/(4-1) n=3.1 →4
V=S=1000kg,由题意在底流中溶液占1/4,
L=500/3=166.7kg,
=500+1000-166.7=1333.3kg
1=E/L=1333.3/166.7=8 a=V/L=1000/166.7=6
100=1+8×(6n-1)/(6-1) n=2.3 →3
MD=0.78×46+0.22×18=39.84kg/kmol MW=0.004×46+0.996×18=18.11kg/kmol
=D’/MD=977.5/39.84=24.54kmol/h W=2022.5/18.11=111.68kmol/h
'=3000kg/h xF'=0.03 xD'=0.9
'=D'+W' F’xF'=D'xD'+W'xW'
'+W' 3000×0.03=D'×0.9+W×0.01
'=67.42kg/h W'=3000-67.42=2932.58kg/h
xD=(90/46)/(90/46+10/18)=0.779 xF=(3/46)/(3/46+70/18)=0.012
MW=0.012×46+(1-0.012)×18=18.34kg/kmol
MF=0.78×46+0.22×18=39.84kg/kmol MD=0.004×46+0.996×18=18.11kg/kmol
=D’/MW=977.5/39.84=1.69kmol/h W=2932.58/18.11=161.93kmol/h
9-4 某精馏塔操作中,已知操作线方程为精馏段y=0.723x+0.263,提馏段y=1.25x-0.0187,若原料以饱和蒸汽进入精馏塔中,试求原料液、精馏段和釜残液的组成和回流比。
R/(R+1)=0.723 R-0.723R=0.723 R=2.61
R+1)=0.263 xD=0.63×(2.61+1)=0.95
提馏段操作线与对角线交点坐标为: y=x=xD 故xD=0.0748
由两操作线交点得: 0.723x+0.263=1.25x-0.0187 x=0.535
y=0.723×0.535+0.263=0.65 ∴ xW=y=0.65 (因q=0,q线为水平线)
R=1.8,该物系的平均相对挥发度=2.5。求:(1)塔顶和塔底的产品量(kmol/h);(2)提馏段下降液体量(kmol/h);(3)分别写出精馏段和提馏段的操作线方程。
=D+W FxW=DxF+WxF
+W 100×0.5=D×0.95+W×0.05
=50 kmol/h W=50kmol/h
L=RD=1.8×50=90 kmol/h L'=L+qF=90+1×100=190kmol/h (q=1)
RxD/(R+1)+xW/(R+1)=0.643xF+0.340
L’xD'/(L’-W)-WxW/(L’-W)=1.357xn'-0.0179
J/kmol,比热容为c+1=158kJ/kmol)。若改为泡点进料,则所需理论板数和加料板位置有何变化?从中可得出什么结论?
[rn+cD(tn-tm)]/r+=[31900+158×(93-20)]/31900=1.362
x 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 1.0
y 0 0.217 0.385 0.517 0.625 0.714 0.789 0.854 0.909 1.0
R+1)=0.9/(2+1)=0.3
由得共需7.4块(包括再沸器)理论板,从塔顶算起第3块理论板为加料板。

若q=1,则同法作知:理论板数为8块(包括再沸器),从塔顶算起第4块理论板为加料板。
h,xF=0.5(摩尔分数,下同),加料为气液混合物,气液摩尔比为2:3,塔底用饱和水蒸汽直接加热,离开塔顶的气相经全凝器,冷凝量1/2作为回流液体,其余1/2作为产品,已知qF=90kmol/h,xD=0.9,相对挥发度=2,试求:(1)塔底产品量qD和塔底产品组成xW;(2)提馏段操作线方程式;(3)塔底最后一块理论板上升蒸汽组成。
:
=90kmol/h V=180kmol/h q=3/5
V'=V-(1-q)F=180-(1-3/5)×200=100kmol/h
+V’=D+W Fxn=DxF+WxD
W=200+100-90=210kmol/h
200×0.5=90×0.9+210xW x=0.0905
Wxn'/V'-WxW/V'=210xW'/100-210×0.0905/100=2.1xW'-0.19
[1+(-1)xm]=2×0.0905/(1+0.0905)=0.166
h,x+1=0.5,饱和液体进料,塔釜间接蒸汽加热,塔顶无回流,要求xm=0.7,xW=0.03,平均相对挥发度=3(恒摩尔流假定成立)。求:(1)操作线方程;(2)塔顶易挥发组分的回收率。
V
=W+D D
xm=Dxm+WxW
W=29.9kmol/h D=70.1kmol/h L’ V’
L’xW'/V'-WxW/V'=1.427xF'-0.0128 V’
xF/FxD=70.1×0.7/(100×0.5)=98.1% L’ W
h,则原料液流量为多少?
:(1)xW=0.95=yF xD=0.88
[x(1-y)]=0.95×0.12/(0.88×0.05)=2.59
q=1 xW=xm=0.5
[1+(-1)x+1]=2.59×0.5/(1+1.59×0.5)=0.721
Rm=(xW-ym)/(yD-xF)=(0.95-0.721)/(0.721-0.5)=1.03
[1+(-1)xF]=2.59×0.79/(1+1.59×0.79)=0.907
R+1)D×0.907=RD×0.88+D×0.95
R+0.907=0.88R+0.95 R=1.59
R/RD=1.59/1.03=1.55
x/Fx=0.98 0.98=100×0.95/(F×0.5) F=193.9kmol/h
9-10 在常压精馏塔中分离苯—甲苯混合物,进料组成为0.4(摩尔分数,下同),要求塔顶产品浓度为0.95,系统的相对挥发度为2.5。试分别求下列三种情况下的最小回流比:(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。
[1+(-1)xq]=2.5×0.4/[1+(2.5-1)×0.4]=0.625
RF=(xq-yq)/(yq-xmin)=(0.95-0.625)/(0.625-0.4)=1.44
[-(-1)yD]=0.4/[2.5-(2.5-1)×0.4]=0.2105
Rq=(xq-yq)/(y1-x1)=(0.95-0.4)/(0.4-0.2105)=2.9
(3)q=2/3 x1=0.4 q线:y1=qxmin/(q-1)-xD/(q-1)=1.2-2xF
[1+(-1)xq]=2.5xq/(1+1.5xq) 联立得
xq=0.3262 ymin=0.5476
RD=(xq-yq)/(yq-xq)=(0.95-0.5476)/(0.5476-0.3262)=1.86
9-11 在连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分别为0.28,0.41和0.57,已知该物系的相对挥发度=2.5。试求三层板中较低两层的单板效率(分别用气相板效率和液相板效率表示)。
:因全回流,故: yq=xq=0.57 yq=xmin=0.41
yD*=2.5×0.41/(1+1.5×0.41)=0.635
yq*=2.5×0.28/(1+1.5×0.28)=0.493
q=(yq-yF)/(yq*-yq)=(0.57-0.41)/(0.635-0.41)=0.711
F=(0.41-0.28)/(0.493-0.28)=0.61
[-(-1)yq]=0.57/(2.5-1.5×0.57)=0.347
xq*=0.41/(2.5-1.5×0.41)=0.218
q=(xq-xq)/(xq-xq*)=(0.57-0.41)/(0.57-0.347)=0.716
q=(0.41-0.28)/(0.41-0.218)=0.677
min:FD=1:3,浓度各为0.5和0.2(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0.9,釜液组成为0.05,两股物料均为泡点,回流比为2.5。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分别加入塔内。平衡关系见下表:
x 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 1.0
y 0 0.217 0.382 0.517 0.625 0.714 0.785 0.854 0.909 1.0
:(1)xq=(1/4)×0.25+(3/4)×0.2=0.275
R+1)=0.9/(2.5+1)=0.9/3.5=0.257
若二股料混合后再加入塔内,则所需理论板数得11.5块(包括再沸器)。
(2)二股料分别加入,将精馏塔分三段:
Rxq/(R+1)+xq/(R+1)
R+1)=0.257 b2=(Dx1-F3x2)/[(R+1)D]
L+F2)x3/[(R+1)D]+(DxMV2-F2x3)/[(R+1)D]
2+F3=D+W FMV3x2+F2x2=Dx3+WxML2
1=100kmol/h F2=300kmol/h
L’/(L’-W)x1'- WX2/(L'-W')
+W 50+300×0.2=0.9D+0.05W
W=294.1 kmol/h, D=105.9 kmol/h