最小回流比的比值；（2）若塔顶第一板下降的液相组成为0.7，该板的气相默弗里效率EMV1。
解：（1）R与Rmin的比值 先由精馏段操作线方程求得R和xD，再计算Rmin。 由题给条件，可知
R?0.75 R?1解得 R?3
xD?0.20(R?1)?0.2?4?0.8
对饱和蒸气进料，q = 0，yq = 0.35
xq?yqyq??(1?yq)?0.35?0.1772
0.35?2.5(1?0.35)Rmin?xD?yqyq?xq?0.8?0.35?2.604
0.35?0.1772则
R3??1.152 Rmin2.604（2）气相默弗里效率 气相默弗里效率的定义式为
EM,V?y1?y2 （1） *y1?y2式中 y1?xD?0.8
y2?0.75x1?0.20?0.75?0.7?0.20?0.725
y1*??x12.5?0.7??0.8537
1?(??1)x11?1.5?0.7将有关数据代入式（1），得
0.8?0.725EM,V??0.583?58.3%
0.8537?0.72515．在连续精馏塔中分离两组分理想溶液，原料液流量为100 kmol/h，组成为0.5（易挥发组分的摩尔分数，下同），饱和蒸气进料。馏出液组成为0.95，釜残液组成为0.05。物系的平均相对挥发度为2.0。塔顶全凝器，泡点回流，塔釜间接蒸汽加热。塔釜的汽化量为最小汽化量的1.6倍，试求（1）塔釜汽化量；（2）从塔顶往下数第二层理论板下降的液相组成。
解：先求出最小回流比，再由最小回流比与最小汽化量的关系求得qn,Vmin。液相组成x2可用逐板计算得到。 （1）塔釜汽化量 对于饱和蒸汽进料q = 0，yF = 0.5，Rmin可用下式计算，即
Rmin?1??xD1?xD?1?2?0.951?0.95???1???1?2.7 ??????1?yF1?yF?2?1?0.51?0.5?qn,Vmin?(Rmin?1)qn,D
而 qn,D?qn,FxF?xW?100?0.5?0.05kmol/h?50kmol/h xD?xW0.95?0.05则 qn,Vmin?(2.7?1)?50kmol/h?185 kmol/h
qn,V?min?qn,Vmin?(1?q)qn,F?(185?100)kmol/h?85 kmol/hqn,V??1.6qn,V?min?(1.6?85)kmol/h?136 kmol/h
qn,V?min也可由提馏段操作线的最大斜率求得，即
qn,L?minqn,V?minxq??yq?xWxq?xW
0.5?0.3333
0.5?2?0.5q?qn,W0.5?0.05即 n,V?min??1.588 qn,V?min0.3333?0.05将qn,W = 50 kmol/h代入上式，解得
qn,V?min?85kmol/h
（2）第2层理论板下降液相组成x2 逐板计算求x2需导出精馏段操作线方程。
qn,V??(R?1)qn,D?(1?q)qn,F?(R?1)?50?100?136
解得 R?3.72
xR3.720.95y?x?D?x??0.788x?0.2013
R?1R?14.724.72塔顶全凝器 y1?xD?0.95
y10.95x1???0.9048
y1??(1?y1)0.95?2?0.05y2?0.788?0.9048?0.2013?0.9143
x2?0.9143?0.8421
0.9143?2(1?0.9143)16．某制药厂拟设计一板式精馏塔回收丙酮含量为0.75（摩尔分数，下同）水溶液中的丙酮。原料液的处理量为30 kmol/h，馏出液的组成为0.96，丙酮回收率为98.5%。塔顶全凝器，泡点回流，塔釜间接蒸汽加热。试根据如下条件计算塔的有效高度和塔径。
进料热状况 饱和液体 总板效率 61％ 操作回流比 2 全塔平均压力 110 kPa 理论板层数 17.0 全塔平均温度 81 ℃ 板间距 0.40 m 空塔气速 0.82 m/s 解：由题给条件，可得
0.985qn,FxF0.985?30?0.75qn,D??kmol/h?23.09kmol/h
xD0.96qn,V?qn,V??(R?1)qn,D?3?23.09kmol/h?69.3kmol/
NP?NT17.0??27.88取28 ET0.61（1）塔的有效高度
E?(NP?1)HT?(28?1)?0.4m?10.8m
（2）塔径 精馏段和提馏段气相负荷相同，则
D?4qV,Vπu 式中 qV,V?22.4qn,VTp022.4?69.3?(273?81)?101.333?ms?0.5151m3s
3600T0p3600?273?110于是 D?4?0.5151m?0.894m
0.82π根据系列标准，选取塔径为900 mm。
17．在连续精馏中分离A、B、C、D、E（按挥发度降低顺序排列）五组分混合液。在所选择流程下，C为轻关键组分，在釜液中组成为0.006（摩尔分数，下同）；D为重关键组分，在馏出液中的组成为0.005。原料液处理量为100 kmol/h，其组成如本题附表1所示。
17题 附表1
组 分 xF
A 0.213
B 0.244
C 0.183
D 0.142
E 0.218
试按清晰分割法估算馏出液、釜残液的流量和组成。
解：由题意，A、B组分在釜残液中不出现，E组分在馏出液中不出现，且xW,C=0.006，xD,D=0.005。作全塔物料衡算，得
qn,F?qn,D?qn,W
qn,D?qn,F(xF,A?xF,B?xF,C)?qn,WxW,C?qn,DxD,D
将有关数据代入上式，解得
qn,D?64.1kmolh
计算结果列于本题附表2。
17题 附表2 组 分 A 21.3 21.3 0 0.3323 0 B 24.4 24.4 0 0.3807 0 C 18.3 18.08 0.22 0.2821 0.006 D 14.2 0.320 13.88 0.005 0.3866 E 21.8 0 21.8 0 0.6072 Σ 100 64.1 35.9 1.0 1.0 qn,Fi/（kmol/h） qn,Di/（kmol/h） qn,Wi/（kmol/h） xDi xWi
第十一章固体物料的干燥习题解答
1.已知湿空气的总压力为100kPa，温度为50℃，相对湿度为40%，试求（1）湿空气中的水汽分压；（2）湿度；（3）湿空气的密度。 解：（1）湿空气的水汽分压
p??ps
由附录查得50℃时水的饱和蒸气压ps?12.34kPa，故
p?0.4?12.34kPa?4.936kPa
（2）湿度
H?0.622p0.622?4.936?kgkg绝干气?0.03230kgkg绝干气
p总?p100?4.936（3）密度
273?t1.013?105?H??0.772?1.244H???273P
273?501.0133?1053??0.772?1.244?0.0323???m湿空气kg绝干气273100?103
?0.9737m3湿空气/kg绝干气
密度?H?1?H??H?1?0.0323kgm3湿空气?1.06kgm3湿空气
0.97372．常压连续干燥器内用热空气干燥某湿物料，出干燥器的废气的温度为40℃，相对湿度为43%，试求废气的露点。
解：由附录查得40℃时水的饱和蒸气压ps?7.3766kPa，故湿空气中水汽分压为
p??ps?1?H??H?0.43?7.3766kPa?3.172kPa
查出ps?3.172kPa时的饱和温度为25.02℃，此温度即为废气露点。
3.在总压101.3kPa下，已知湿空气的某些参数。利用湿空气的H–I图查出附表中空格项的数值，并绘出分题4的求解过程示意图。
习题3 附表 序 湿度 号 kg/kg绝干气 1 2 3 （0.02） （0.03） （0.04） 干球温度 湿球温度 相对湿度 焓kJ/kg绝干/℃ 86 79 86 ℃ （35） 37 42 % 5 11 （10） 气 140 （160） 193 水汽分压 露点 kPa 3 4.2 6 ℃ 23 30 35 （0.05） （60） 4 42 37 192 7.5 38.5 解：附表中括号内的数为已知，其余值由H-I图查得。分题4的求解过程示意图略。
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