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1第二章单级平衡过
程
5第三章多组分精镭和特殊精
镭18
第四章气体吸
收
23第五章液液萃
取
26第六章多组分多级分离的严格计
算27第七章
吸
附
33第八章结
晶
34第九章膜分
离
35第十章分离过程与设备的选择与放
大36
第一章绪论
1.列出5种使用ESA和5种使用MSA的分离操作。
答:
属于ESA分离操作的有精镭、萃取精饰、吸收蒸出、再沸蒸出、共沸
精儆
属于MSA分离操作的有萃取精馆;
、液-液萃取、液-液萃取(双溶剂)、
吸收、
吸附。
2.比较使用ESA与MSA分离方法的优缺点。
当被分离组分间相对挥发度很小,必须采用具有大量塔板数的精馆塔
才能分离时,就要考虑采用萃取精僻(MSA),但萃取精镉需要加入
大量萃取剂,
萃取剂的分离比较困难,需要消耗较多能量,因此,分离混合物优先选
择能
量媒介(ESA)方法。
3.气体分离与渗透蒸发这两种膜分离过程有何区别
气体分离与渗透蒸发式两种正在开发应用中的膜技术。
气体分离更成熟些,
渗透蒸发是有相变的膜分离过程,利用混合液体中不同组分在膜中溶解与扩
散性能的差别而实现分离。
4.海水的渗透压由下式近似计算:
H=RTC/M,式中C为溶解盐的浓度,g/cm^;
M为离子状态的各种溶剂的平均分子量。
若从含盐g/cm3的海水中制取
纯水,M二,操作温度为298K。
问反渗透膜两侧的最小压差应为多少kPa
渗透压n=RTC/M=X298X=o
所以反渗透膜两侧的最小压差应为。
5.假定有一绝热平衡闪蒸过程,所有变量表示在所附简图中。
求:
(1)总变更量数Nv;
T,P
(2)有关变更量的独立方程数Nc;
(3)设计变量数Ni;
(4)固定和可调设计变量数
T
Nx,Na;
P
(5)对典型的绝热闪蒸过程,
你习
题
将推荐规定哪些变量b,
附丁
思路1:
图
3股物流均视为单相物流,
P总变量数Nv=3(C+2)=3c+6
独立方程数Nc
L
物料衡算式C个
热量衡算式1个
相平衡组成关系式C个
1个平衡温度等式
1个平衡压力等式共2C+3个
故设计变量Ni
=Nv-Ni=3C+6-(2C+3)=C+3
固定设计变量Nx=C+2,加上节流后的压力,共C+3个
可调设计变量Na=O
解:
(1)Nv二3(c+2)
(2)
ft
i
Nc物c
能1
满足下列要求而设计再沸汽提塔见附图,求:
(
1)
设
计
变
更
量
数
是
多
Nc=2c+3
(3)Ni=Nv-Nc=c+3
(4)Nxu=(c+2)+1=c+3
(5)Nau=c+3-(c+3)=0
思路2:
输出的两股物流看成是相平衡物流,所以总变量数
Nv=2(C+2)
独立方程数Nc:
物料衡算式C个,热量衡算式1个,共
C+1个
设计变量数Ni=Nv-Ni二2C+4-(C+l)二C+3
固定设计变量Nx:
有C+2个加上节流后的压力共C+3个
可调设计变量Na:
有0
塔顶产物
(2)如果有,请指出哪些附加
进料,227K,
2068kPa
量需要规定
Nxu进料c+2
压力9
Nau串级单元1
传热1
合计2
组分9
塔底
Kmol/h
产物
2
习题6
附图
Nxu+Nau
附加变量:
总理论板数。
7.附图为热藕合精饰系统,进料为三组分混合物,采出三个产品。
确定该
系统:
(1)设计变量数;
(2)指定一组合理的设计变
量。
Nx11压力
N+M+1+1
进料c+2
合计N+M+c+4
(c=3)
血口串级6
分配器1
0+侧
蒸线
吸收加汽
塔
尾气
执
八
3
器蒸
T巒丁出
P塔
P器
2水
冷泵蒸
却气
器C
10
习题7附图
Nvu二N+M+3+4二
N+M+19
8.利用如附图所示的系统将某混合物分离成三个产品。
试确定:
(1)固定设计变量数和可调设计变量数;
(2)指定一组合理的设计变更
量解:
Nxu进料c+2
全凝器产品1
压力N+M+1+1+1c+N+M+5
血口串级4
料
分配1
侧线1
传热4
习题14附图
再
沸
器
产
品3
个
三
组
分
混
合
1
4
k
a
S进2
再沸器
kP
a阀20
204kPa
苯
甲
冷却器
习题8附图
习题9附图
物为三个产品(见附图),试问图中
所注设计变量能否使问题有唯一解如果不,你认为还应规定哪个(些)
设计变量
NXU进料c+2
压力40+1+1
c+44二
47
Nau3+1+1+2=7
Nvu二54
设计变量:
回流比,憎出液流率。
第二章单级平衡过程
1.计算在a和下苯
(1)-甲苯
(2)-对二甲苯(3)三元系,当x1二,x2二,x3二时的K值。
汽相为理想气体,液相为非理想溶液。
并与完全理想系的K值比较。
已知三个二元系的Wilson方程参数。
12
11
1035・33;
1222
23
22
;
2333
(单位:
J/mol)
13
1333
1510
・14
1642・81
在T二时液相摩尔体积为:
vL103n?
103
安托尼公式为:
kmo
1/
苯:
In
2788.51T;
甲苯:
3096.52
解1:
由Wilson参数方程/
••
丄J
L肮
-/「exp
昇
RT
exp
12L1211
exp1035・33
—e旳21
21L
22'
RT
/
同理:
13'
31
kixk
23:
32
由Wilson方程In
1Inijxj
kjJ
根据安托尼方程:
pS0
7吸
Pa;
Ps101Pa;
pS
104pa
由式(2-38)计算
得:
K2
;
K3
如视为完全理想系,
根据式(2-36)计算得:
K2;
心
48;
解2:
在T二下
InP
2788.5/;
S
ps
3096.52/;
血
Wilson方程参数求
取
1103exp()
1035.33
exp(1211)
12LRT103
210彳exp()
e认1222)
21LRT103
—2322)
v°
2©
期(
exp(
vL
3exp
1510.
14
1311
辭)
31LRT103
Inr1
21
ln(x
X
X1
11
122
勺12xq
21勺X2
31勺32X2
13旳
23旳
1In
Inr
1ln(xx)x)
X(
xxx
xxxxxx
2.一液体混合物的组成为:
苯;
甲苯;
对二甲苯(摩尔分率)。
别用平衡常数法和相对挥发度法计算该物系在lOOkPa式的平衡温度和汽
相
组成。
假设为完全理想
系。
解1:
(1)平衡常数法:
设T二368K
用安托尼公式得:
12
由式(2-36);
X
K\;
比
JI81
由于Yi>
表明所设温度偏高。
由题意知液相中含量最大的是苯,由式(2-62)得:
K可得7
53
Yi
重复上述步骤:
y
在温度为时,存在与之平衡的汽相,组成为:
苯、
甲苯、对二甲苯O
(2)用相对挥发度法:
(3)
设温度为368K,取对二甲苯为相对组分。
计算相对挥发度的:
pS
105Pa
3096.52/(95
s
104Pa
对二甲苯:
In/(95
pS101Pa
K
105
KiXi
选苯为参考组分:
血2
:
解得T2=°
C
屯10Pa
In珂10Pa
A;
K2二
故泡点温度为°
C,且jQ
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