操作务件下各组分的平衡常数如下: 乙烷: K=0.13333t+5.46667 丙烷: K=0.06667+1.3333
正丁烷:K=0.02857t+0.08571(t的单位为℃) (1)求平均温度
解得t=26.09℃ (2)各组份的平衡常数
K1=0.13333×26.09=5.46667=8.945 K2=0.06667×26.09+1.13333=2.873 K3=0.02857×26.09+0.08571=0.831 (3)吸收因子、吸收率 以乙烷为例
其他组分的计算结果见表 (4)尾气的组成见表
组分 νN+1 吸收因子A 吸收率φ 尾气量 尾气组成 乙烷 85 0.112 0.112 75.48 0.915 丙烷 10 0.348 0.347 6.53 0.079 正丁烷 5 1.203 0.900 0.50 0.006 Σ 82.51 1.000
33. 某厂裂解气组成(摩尔%)如下:13.2%氢、37.18%甲烷、30.2乙烯、9.7%
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乙烷、8.4% 丙烯、1.32异丁烷、所用的吸收剂中不含所吸收组分。要求乙烯的回收率达到99%。该吸收塔处理的气体量为100kmo1/h,操作条件下各组分的相平衡常数如下:
氢 甲烷 乙烯 乙烷 丙烷 异丁烷 ∞ 3.1 0.72 0.52 0.15 0.058 操作液气化为最小液气比的1.5倍 试求: (1) 最小液气化; (2) 所需理论板数;
(3) 各组份的吸收因子、吸收率 (4) 塔顶尾气的组成及数量; (5) 塔顶应加入的吸收剂量 解:(1) 最小液气化
(2)所需理论板数N
(3)各组份的吸收因子、吸收率 吸收因子,以甲烷为例:
吸收率,以甲烷为例:
(4)塔顶尾气的组成及数量(见表)
νN+1 A φ νN+1φ ν1 H 13.2 0 0 0 13.2 C10 37.2 3.449 0.34 12.64 24.56 44
y1
34.68 64.48
C2= 30.2 1.485 0.99 29.90 0.030 0.79 C20 9.7 2.058 0.9982 9.68 0.020 0.05 C3= 8.4 7.128 1.000 8.40 0.00 0.00 iC40 1.32 18.48 1.000 1.32 0.00 0.00
∑ 61.94 38.06 100.00
(5)塔顶加入的吸附剂的量
34. 在内径为D=0.4的立式吸附器中,装填堆积比重为220千克/米的活性炭,其床层高度为1.1米。今有含苯蒸汽的空气以14米/分的速度通过床层。苯的初始浓度为39克/米。假设苯蒸汽通过床层后完全被活性炭吸附其出口浓度为零。活性炭对苯的动活性为7%(重),床层中苯的残余为0.5%(重)。 试求:a. 每一使用周期可吸附的苯量; b. 吸附器每一周期使用的时间;
c. 每一周期该吸附器所处理的笨-空气混合物的体积。 解:
a.
被吸附的体量=G(动活性-残余活性)=30.395*(7%-0.5%)=1.976kg
b.
c.
35. 今从空气混合物中吸收石油气,空气混合气的流量为3450m3/h,石油气原始含量为,CO=0.002kg/m3按设备截面积计算混合气的线速为u=0.33m/s。活性炭对石油气的动活性为0.07(重)脱附残余吸附量为0.08(重),活性炭的堆积比重γ=300kg/m3,吸附剂量再生时的吹扫、脱附冷却的时间为14.5小时候。求所需填充的活性炭量,吸附床层的直经和高度。
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解:
36. 含水份52%的木材共120kg,经日光照晒,木材含水份降至25%,问:共失
去水份多少千克?以上含水份均指质量百分数。 解:∵120(1-0.52)=(120-w)(1-0.25) ∴w=43.2kg
37. 以两个串联的蒸发器对NaOH水溶液予以浓缩,流程及各符号意义如图所示,F、G、E皆为NaOH水溶液的质量流量,x表示溶液中含NaOH的质量分数,W表示各蒸发器产生水蒸汽的质量流量。若,F=6.2kg/s,x0=0.105,x2=0.30,W1:W2=1:1.15问:W1、W2、E、x1各为多少?
即 6.2×0.105=E×0.30 ∴E=2.17 kg/s
W1 W1+W2=F-E=6.2-2.17=4.03 kg ,又W1:W2 =1;1.15 ∴W1=4.03/2.15=1.87 kg/s ,W2=4.03-1.87=2.16 kg/s 对控制体II,做总的物料衡算:G=F-W1=6.2-1.87=4.33 kg/s ∵Fx0=Gx2 即6.2×0.105=4.33x1,
∴x1=0.15
解:对控制体I,做NaOH的物料衡算:Fx0=Ex2
38. 某连续操作的精馏塔分离苯与甲苯。原料液含苯0.45(摩尔分率,下同),塔顶产品含苯0.94。已知塔顶产品含苯量占原料液中含苯量的95%。问:塔底产品中苯的浓度是多少?按摩尔分率计。 解:
又F*0.45=D*0.94+WXW,既0.45=0.445*0.94 ∴ XW=0.0413
39. 导热系数的SI单位是W/(m·℃),工程制单位是
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