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文檔簡介
1、cheng工 Xj Tl Fl 圖12.精儲塔第j級進出物料如圖1,建立方程。的汽Fl v工八 Lji Xij-i hj-一I后j級|_區(qū)環(huán)+1 yj+i 由 i4 & U同2、填空(每空2分,共20分).如果設計中給定數(shù)值的物理量的數(shù)目等于設計變量,設計才有結(jié)果。.在最小回流比條件下,若只有重組分是非分配組分,輕組分為分配組分,存在著兩個恒濃區(qū), 出現(xiàn)在錨段和進料板 位置。.在萃取精錨中,當原溶液非理想性不大時,加入溶劑后,溶劑與組分1形成具有較強正偏差的非理想溶液,與組分 2形成負偏差或理想 溶液,可提高組分1對2的相對揮發(fā)度。.化學吸收中用增強因子表示化學反應對彳質(zhì)速率的增強程度,增強因
2、子E的定義是化學吸收的液相分傳質(zhì)系數(shù)()/無化學吸收的液相分傳質(zhì)系數(shù)(kL)_o.對普通的N級逆流裝置進行變量分析,若組分數(shù)為 C個,建立的方程在全塔有 2(23)_個。.熱力學效率定義為 ;實際的分離過程是不可逆的,所以熱力學效率 必定 于1。.反滲透是利用反滲透膜選擇性的只透過_溶劑的性質(zhì),對溶液施加壓力,克服溶劑的滲透壓是一種用來濃縮溶液的膜分離過程。二、推導(20分).由物料衡算,相平衡關(guān)系式推導圖1單級分離基本關(guān)系式。c 4( 1)0i 1 (Ki 1)1式中:相平衡常數(shù);氣相分率(氣體量/進料量)。chengcheng三、簡答(每題5分,共25分).什么叫相平衡?相平衡常數(shù)的定義是
3、什么?由混合物或溶液形成若干相,這些相保持物理平衡而共存狀態(tài)。熱力學上看物系的自由始最??;動力學上看相間表觀傳遞速率為零。o.關(guān)鍵組分的定義是什么;在精儲操作中,一般關(guān)鍵組分與非關(guān)鍵組分在頂、釜的分配情況如何?由設計者指定濃度或提出回收率的組分。絕大多數(shù)在塔頂出現(xiàn),在釜中量嚴格控制;絕大多數(shù)在塔釜出現(xiàn),在頂中量嚴格控制;全部或接近全部在塔頂出現(xiàn);全部或接近全部在塔釜出現(xiàn)。.在吸收過程中,塔中每級汽、液流量為什么不能視為恒摩爾流?吸收為單相傳質(zhì)過程,吸收劑吸收了氣體中的溶質(zhì)而流量在下降過程中不斷增加,氣體的流量相應的減少,因此氣液相流量在塔內(nèi)都不能視為恒定。.在精微塔中設中間換熱器為什么會提高熱
4、力學效率?在中間再沸器所加入的熱量其 溫度低于塔底加入熱量的溫度 ,在中間冷凝器所引出的 熱量其溫度高于塔頂引出熱量的溫度 ,相對于無中間換熱器的精儲塔 傳熱溫差小,熱力學效率周I O.反應精儲的主要優(yōu)點有那些?(1)產(chǎn)物一旦生成立即移出反應區(qū);(2)反應區(qū)反應物濃度高,生產(chǎn)能力大;(3)反應熱可由精儲過程利用;(4)節(jié)省設備投資費用;(5)對于難分離物系通過反應分離成較純產(chǎn)品。四、計算(1、2題10分,3題15分,共35分).將含苯0.6 (分數(shù))的苯(1)一甲苯(2)混合物在101.3下絕熱閃蒸,若閃蒸溫度為 94 C,用計算結(jié)果說明該溫度能否滿足閃蒸要求?已知:94 c 時 P10=15
5、2.56P20=61.59.已知甲醇(1)和醋酸甲酯(2)在常壓、54c下形成共沸物,共沸組成X2=0.65(分率),在此條件下:p090 .24 kPa ,P2065 .98 kPa求該系統(tǒng)的活度系數(shù)。.氣體混合物含乙烷0.50、丙烷0.4、丁烷0.1 (均為摩爾分數(shù)),用不揮發(fā)的燒類進行吸收,已知吸收后丙烷的吸收率為81%,取丙烷在全塔的平均吸收因子1.26,求所需理論板數(shù);若其它條件不變,提高平均液汽比到原來的2倍,此時丙烷的吸收率可達到多少。chengcheng2006-2007學年第2學期考試參考答案(A)卷一、填空(每空2分,共20分)設計變量。精錨段和進料板。正;負偏差或理想?;?/p>
6、學吸收的液相分傳質(zhì)系數(shù)()/無化學吸收的液相分傳質(zhì)系數(shù)(kL)2(2C+3)。B分離/( W凈);小。溶劑;溶劑的滲透壓 。、推導(20分).設 v/f氣化分率物料衡算式:Fzi Lxi Vyi= (1- ) FxiFyi (1)相平衡關(guān)系式:為 Ki/yi (2)VKixi將(3)代入(1)z (1)xiKixi整理:xiZi1(Ki 1)2.cheng將(2)代入(1) Z (1整理:yiyii 1xii 1yi1 (Ki 1)zi(Ki 1)v(Ki 1) 1GiM 1自,FjZ(Lj Uj)xi,j (Vj Wj)yi,j0GiEj yi,j Ki,jxi,j0C_ SYGjyi,j
7、1.0 0i 1CSXGj x,j 1.0 0 i 1_ H_GjLj1hj 1 Vj 1Hj 1 FjHF,j (Lj Uj)hj (Vj Wj)Hj Qj 0三、簡答(每題5分,共25分).由混合物或溶液形成若干相,這些相保持物理平衡而共存狀態(tài)。熱力學上看物系的自由焰最 小;動力學上看相間表觀傳遞速率為零。o.由設計者指定濃度或提出回收率的組分。絕大多數(shù)在塔頂出現(xiàn),在釜中量嚴格控制;絕大多數(shù)在塔釜出現(xiàn),在頂中量嚴格控制;全部或接近全部在塔頂出現(xiàn);全部或接近全部在塔釜出現(xiàn)。.吸收為單相傳質(zhì)過程,吸收劑吸收了氣體中的溶質(zhì)而流量在下降過程中不斷增加,氣 體的流量相應的減少,因此氣液相流量在塔內(nèi)都
8、不能視為恒定。.在中間再沸器所加入的熱量其溫度低于塔底加入熱量的溫度,在中間冷凝器所引出的 熱量其溫度高于塔頂引出熱量的溫度,相對于無中間換熱器的精儲塔傳熱溫差小,熱 力學效率高。.(1)產(chǎn)物一旦生成立即移出反應區(qū);(2)反應區(qū)反應物濃度高,生產(chǎn)能力大;(3)反應熱可由精儲過程利用;(4)節(jié)省設備投資費用;(5)對于難分離物系通過反應分離 成較純產(chǎn)品。四、計算(1、2題10分,3題15分,共35分)Kzi 1.1468 1 ;z同時存在,為汽液平衡態(tài),滿足閃蒸條件。& 1.05637 1kicheng3.chengPP0 1X1P0 2X2Pl0 1P0 2(1)Np 101.3P10 90.
9、24P 101.30 65.981.12061.5353iglg1.26 0.81lg a儲:12.73(2) A 2 1.26 2.52(AN 1 A)(An 1 1)Ak三1.12,A1gLN 1lg A0.95-0.0428、 lg( )0.151lg 0.89280.5446 彳10.0492410.06一、填空(每空2分,共20分).傳質(zhì)分離過程分為平衡分離過程和速率分離過程兩大類。. 一個多組分系統(tǒng)達到相平衡的條件是所有相中的 溫度、壓力相同,各相組分的逸度相 同。.在變量分析中,固定設計變量通常指進料物流的變量和裝置的壓力 。.某二元系常壓下汽液平衡數(shù)據(jù)在yx圖中摘錄如下:xi=
10、0.25時,y1=0.35 ; xi=0.8時,y1=0.62,該系統(tǒng)一定形成共沸物,這是因為在圖中,平衡線與對角線相交(也可其它表示法)_。.三對角線矩陣法用于多組分多級分離過程嚴格計算時,以方程解離法為基礎,將 方程按類型分為三組,即、和。.精錨和吸收操作在傳質(zhì)過程上的主要差別是.在三組分精微中,有 個分離方案。.超濾是以壓力差為推動力,按粒徑不同選擇分離溶液中所含的微粒和大分子的膜分離操作。、分析(20分)1.對再沸器(圖1)進行變量分析,得出:Nv、Nc、Ni、Nx、Na ,回答對可調(diào)設計變量如何指定。cheng2.溶液中1, 2組分形成均相共沸物,分析共沸時活度系數(shù)與飽和蒸汽壓之間的
11、關(guān)系可用式:0p 2 表不。Pl0塔溫度均為37C,吸收塔壓力為304,今要從氣體中吸收80%的丁烷,求所需理論板數(shù)已知該條件下:K 丁烷=1.12三、簡答(每題5分,共20分).常壓下分離苯、甲苯、二甲苯混合物,用活度系數(shù)法計算該物系相平衡常數(shù)K的簡化形式是什么方程?并說明理由。(提示:Kj iPi i exp Vm,i(P左匕)XiivpRT.在萃取精儲中,由相對揮發(fā)度表達式分析,為什么在加入萃取劑后會提高原溶液的相對揮發(fā)度?.精儲過程的熱力學不可逆性主要由哪些原因引起?.在固定床吸附過程中,什么是透過曲線?在什么情況下,吸附劑失去吸附能力需再生?四、計算(1、2題15分,3題10分,共4
12、0分).已知某精錨塔進料組成和操作條件下的平均相對揮發(fā)度如下:組分ABCD摩爾分率0.060.170.320.451.00(ic)均2.581.991.000.84已知塔頂B的回收率為95%,塔釜C的濃度為0.9,按清晰分割法物料衡算;不對非關(guān)鍵組分校核,計算最少理論板數(shù)。.用水萃取精儲醋酸甲酯(1)與甲醇(2)二組分溶液,若 0.8,儲出液量為100,且儲出液中 不含水,回流比取1.1,溶劑看成不揮發(fā)組分,計算水的加入量。1 : 1,進.某氣體混合物含甲烷 95%,正丁烷5%,現(xiàn)采用不揮發(fā)的燒油進行吸收,油氣比為chengcheng2006-2007學年第二學期考試參考答案(B)卷一、填空(
13、每空2分,共20分).平衡分離過程和速率分離過程。, 溫度、壓力相同,各相組分的逸度相同。.進料物流的變量和裝置的壓力。. 在圖中,平衡線與對角線相交(也可其它表示法)。.修正的M方程、 S方程、和修正的H方程。6,精儲為雙向傳質(zhì),吸收為單向傳質(zhì) 。. 2。.粒徑不同 。二、分析(20分)1.Nv 3(C 2) 1 3C 7Nc: 方程數(shù)目物料平衡式 C熱量平衡式 1相平衡方程式 C兩相T、P相等 2合計:2c 3Nj (3C 7) (2C 3) C4Nx (C 2) 1 C 3Na (C 4) (C 3) 1指定:溫度、熱負荷、氣化分率等之一均可。1Pls2,共沸時:12 k 衛(wèi)1 (理想氣體,非理想溶液)k22P2P,=成2P1S三、簡答1答:常壓下分離苯、甲苯、二甲苯混合物,為低壓下分子結(jié)構(gòu)相似物系,汽液相都為理想系,有:i 1, ischeng1, ?iS1,exp哈0PiS)RTsPi2答:在萃取精儲中,原溶液 121,汽相為理想氣體,液相為非理想溶液,加s后可使(P1SPS1)s23答:壓差、溫差、濃度差。1, 對于特定物系,直不可改變,要使121,只有增加,P或2()
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