化工原理大题答案

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1、第一章蒸馏7.对习题6中的溶液，若原料液流量为100kmol/h，馏出液组成为0.95，釜液组成为0.04（以上均为易挥发组分的摩尔分率），回流比为2.5，试求产品的流量，精馏段的下降液体流量和提馏段的上升蒸汽流量。假设塔内气液相均为恒摩尔流。解：①产品的流量由物料衡算FxF=WxW+DxDD+W=F代入数据得W=60.44kmol/h∴产品流量D=100–60.44=39.56kmol/h②精馏段的下降液体流量LL=DR=2.5×39.56=98.9kmol/h③提馏段的上升蒸汽流量V'40℃进料q=1.08V=V

2、'+（1-q）F=D（1+R）=138.46kmol/h∴V'=146.46kmol/h8.某连续精馏操作中，已知精馏段y=0.723x+0.263；提馏段y=1.25x–0.0187若原料液于露点温度下进入精馏塔中，试求原料液，馏出液和釜残液的组成及回流比。解：露点进料q=0即精馏段y=0.723x+0.263过（xD，xD）∴xD=0.949提馏段y=1.25x–0.0187过（xW，xW）∴xW=0.0748精馏段与y轴交于[0，xD/（R+1）]即xD/（R+1）=0.263∴R=2.61连立精馏段与提馏段操

3、作线得到交点坐标为（0.5345，0.6490）∴xF=0.649511.用一连续精馏塔分离由组分A¸B组成的理想混合液。原料液中含A0.44，馏出液中含A0.957（以上均为摩尔分率）。已知溶液的平均相对挥发度为2.5，最回流比为1.63，试说明原料液的热状况，并求出q值。解：在最回流比下，操作线与q线交点坐标（xq，yq）位于平衡线上；且q线过（xF，xF）可以计算出q线斜率即q/(1-q)，这样就可以得到q的值由式1-47Rmin=[(xD/xq)-α(1-xD)/(1-xq)]/（α-1）代入数据得1.63=

4、[(0.957/xq)-2.5×(1-0.957)/(1-xq)]/（2.5-1）∴xq=0.366或xq=1.07（舍去）即xq=0.366根据平衡关系式y=2.5x/（1+1.5x）得到yq=0.591q线y=qx/（q-1）-xF/（q-1）过（0.44，0.44），（0.366，0.591）q/（q-1）=（0.591-0.44）/（0.366-0.44）得q=0.67∵0

5、1和0.57，试计算三层中较低的两层的单板效率EMV。操作条件下苯-甲苯混合液的平衡数据如下：x0.260.380.51y0.450.600.72解：假设测得相邻三层板分别为第n-1层，第n层，第n+1层即xn-1=0.28xn=0.41xn+1=0.57根据回流条件yn+1=xn∴yn=0.28yn+1=0.41yn+2=0.57由表中所给数据α=2.4与第n层板液相平衡的气相组成yn*=2.4×0.41/（1+0.41×1.4）=0.625与第n+1层板液相平衡的气相组成yn+1*=2.4×0.57/（1+0.5

6、7×1.4）=0.483由式1-51EMV=（yn-yn+1）/（yn*-yn+1）可得第n层板气相单板效率EMVn=（xn-1-xn）/（yn*-xn）=（0.57-0.41）/（0.625-0.41）=74.4％第n层板气相单板效率EMVn+1=（xn-xn+1）/（yn+1*-xn+1）=（0.41-0.28）/（0.483-0.28）=64％5第2章吸收12.在吸收塔中用请水吸收混合气体中的SO2，气体流量为5000m3（标准）/h，其中SO2占10％，要求SO2的回收率为95％。气，液逆流接触，在塔的操作条

7、件下，SO2在两相间的平衡关系近似为Y*=26.7X，试求：（1）若取用水量为最小用量的1.5倍，用水量应为多少？（2）在上述条件下，用图解法求所需理论塔板数；（3）如仍用（2）中求出的理论板数，而要求回收率从95％提高到98％，用水量应增加到多少？解：（1）y2=y1（1-η）=0.1×（1-0.95）=0.005Y1=0.1/0.9=0.111Y2=0.005/（1-0.005）=0.005（L/V）min=（Y1-Y2）/X1*=（Y1-Y2）/（Y1/26.7）5=（0.111-0.005）×26.7/0.1

8、11=25.50（L/V）=1.5（L/V）min=38.25惰性气体流量：V=5000×0.9/22.4=200.89用水量L=38.25×200.89=7684kmol/h（2）吸收操作线方程Y=（L/V）X+Y2代入已知数据Y=38.25X+0.005在坐标纸中画出操作线和平横线，得到理论板数NT=5.5块14．在一逆流吸收塔中用三乙醇胺