食品工程吸收与蒸馏作业答案.ppt

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1、作业7-1【作业7-2】在总压101.3kPa，温度30℃的条件下,SO2摩尔分率为0.3的混合气体与SO2摩尔分率为0.01的水溶液相接触，试问：（1）SO2的传质方向；E=4850KPa（2）其它条件不变，温度降到0℃时SO2的传质方向；E=1670KPa（3）其它条件不变，总压提高到202.6kPa时SO2的传质方向，并计算以液相摩尔分率差及气相摩尔率差表示的传质推动力。解：由已知x=0.01，y=0.3（1）PA=Py=101.3×0.3=30.4KPaPA*=Ex=4850×0.01=48.5KPa由于PA＜PA*，故为解吸过程（2）0°时，SO2的亨利系数为E=16

2、70KPaPA*=Ex=1670×0.01=16.7KPa由于PA＞PA*，故为吸收过程（3）总压提高后，PA=Py=1202.6×0.3=60.8KPaPA*=Ex=4850×0.01=48.5KPa由于PA＞PA*，故为吸收过程液相摩尔分率差表示的传质推动力=x*-x=PA/E-x=60.8/4850-0.01=0.00254气相摩尔分率差表示的传质推动力=y-y*=y-PA*/P=0.3-48.5/202.6=0.0606【作业7-3】110kPa下操作的氨吸收塔，某截面上，含氨0.03摩尔分率的气体与氨浓度为1kmol/m3的氨水接触，已知气相传质系数kG=5×10-9

3、kmol/(m2·s·Pa)，液相传质系数kL=1.5×10-4m/s，氨水的平衡关系可用亨利定律表示，H=7.3×10-4kmol/(m3·Pa)，试计算：1）气液界面上的两相组成；2）以分压差和摩尔浓度差表示的总推动力、总传质系数、传质速率；3）以摩尔分率差表示总推动力的气相总传质系数；4）气膜与液膜阻力的相对大小。解：（1）（2）（3）（4）[作业7-4]在一逆流操作的吸收塔中，用清水吸收混合气体中的SO2。气体处理量为1.20m3（标准）•s-1，进塔气体中含SO28%（体积百分数），要求SO2的吸收率为85%，在该吸收操作条件下的相平衡关系Y=26.7X，用水量为最小

4、用量的1.5倍。试求：（1）用水量为多少？（2）若吸收率提高至90%，用水量又为多少？V，Y2V，Y1L，X2L，X1解：（1）(2）【作业7-5】在一塔径为0.8m的填料塔内，用清水逆流吸收空气中的氨，要求氨的吸收率为99.5%。已知空气和氨的混合气质量流量为1400kg/h，气体总压为101.3kPa，其中氨的分压为1.333kPa。若实际吸收剂用量为最小用量的1.4倍，操作温度（293K）下的气液相平衡关系为Y*=0.75X，气相总体积吸收系数KYa为0.088kmol/m3·s，试求（1）每小时用水量；（2）分别用平均推动力法和吸收系数法求出所需填料层高度。解：（1）(

5、2）[作业7-6]在常压下对苯与甲苯二元理想溶液分别进行平衡蒸馏与简单蒸馏。若原料液中苯的浓度为0.5（摩尔分率）。物系的相对挥发度为2.47。试求：1）用平衡蒸馏方法分离，当汽化率为0.4时，釜液与馏出液的组成。2）用简单蒸馏方法分离，使釜液浓度与平衡蒸馏相同，所得馏出物中苯的平均组成。解：1）2）简单蒸馏终了时的釜液浓度与平衡蒸馏时相同设馏出液的平均组成为作业7-7：在连续精馏塔中分离两组分理想溶液。原料液流量为100kmol/h，组成为0.3(易挥发组分摩尔分数)，其精馏段和提馏段操作线方程分别为：y=0.714x+0.257y=1.686x-0.0343试求：⑴塔顶馏出

6、液流量和精馏段下降液体流量，kmol/h；⑵进料热状态参数q。解：先由已知的两操作线方程求出xD、xW和R；再由全塔物料衡算和回流比定义求得D和L；由两操作线方程和q线方程联立可求得进料热状态参数q⑴塔顶馏出液流量和精馏段下降液体流量，kmol/h由精馏段操作线方程和对角线方程联立解得:y=0.714x+0.257y=x由提馏段操作线方程和对角线方程联立解得:y=1.686x-0.0343y=x馏出液流量由全塔物料衡算求得，即：D=29.4kmol/hW=71.6kmol/h回流比由精馏段操作线斜率求得(y=0.714x+0.257)：R=2.5精馏段下降液体量为：L=RD=2

7、.5×29.4=73.5kmol/h⑵进料热状态参数qq线方程为：式中的x、y值可由两操作线方程联立解得得：x=0.3将x=0.3代入精馏段操作线方程，得：y=0.471将x=0.3，y=0.471代入q线方程，得：q=1(泡点进料)y=0.714x+0.257y=1.686x-0.03430.714x+0.257=1.686x-0.0343[作业7-8]苯和甲苯的混合物组成为50%，送入精馏塔内分离，要求塔顶苯的含量不低于96%，塔底甲苯含量不低于98%（以上均为质量百分数）。苯对甲苯的相