精馏+吸收讨论课课件.ppt

1、某车间用一连续精馏塔，分离含苯0.4（摩尔分率，下同）的苯-甲苯混合液，进料量为100 kmol/h，进料状态为汽、液混合进料，其中含液体量为80%，在最佳位置进料。常压操作，泡点回流，回流量为137 kmol/h，塔顶、塔底分别得到含苯0.97和含甲苯0.97的产品。对离开最后一块塔板气相取样分析，其组成为0.115。苯甲苯常压相对挥发度可取为2.47。试求：1.塔顶、塔底的产品流量；2.塔的操作回流比以及操作回流比与最小回流比的比值；3.若该塔有实际板20块，求该塔的总板效率；4.最后一块塔板气相Murphree 效率；5.苯的回收率蒸馏习题课讨论题蒸馏习题课讨论题5.为减小物耗，要求苯回

2、收率为97%，现场操作是否可以满足要求；如不满足要求，可在操作上应采取什么？画图分析 若对塔实施改造，应如何改造？6.进入冬季，塔顶循环水温度降低，循环水量不变，保持回流量不变，对其他参数产生什么影响？7.进料采用泡点进料，回流比不变，对其他参数产生什么影响？用一逆流吸收塔与一逆流解吸塔共同作用，以脱除煤气中所含的苯蒸气。吸收过程用洗油作吸收剂，塔径为0.5m，煤气处理量为300kmol/h，入塔煤气中含苯2.5%（摩尔百分比，下同），要求出塔气含苯量不超过0.1%，从解吸塔解吸后的溶剂进入吸收塔时浓度为0.4%。操作条件下的气液平衡关系为ye=0.11x，操作液气比为最小液气比的1.8倍。在

3、解吸塔中，用过热蒸气将进入解吸塔的吸收液进行脱苯操作，已知解吸塔的操作气液比为0.33，操作条件下的平衡关系为ye=3.64x。设吸收塔为气膜控制，解吸塔为液膜控制。试求：（1）吸收剂用量及溶质的回收率、吸收塔出塔液的饱和度；（2）若 吸 收 过 程 的 气 相 总 体 积 传 质 系 数 Kya 为1798kmol/(m3h)，求吸收塔的填料层高度；（3）若解吸塔的液相总传质单元高度为0.72m，求解吸塔的填料层高度；（4）若要求吸收塔出塔气浓度分别变为0.09%、0.044%、0.04%，入塔吸收液浓度不变，仅仅加大液体量的措施是否可行？若可行，应调为多少？若不行，可采取其他什么措施？（5

4、）在吸收塔气量、液量及两塔塔高不变的条件下，欲使吸收塔入塔液体浓度降至0.2%，则解吸塔所消耗的蒸气量增多还是减少？变化多少？此时吸收塔出塔净化气组成可降至多少？ASBzAzSA、B、S三种有机液体，A、B完全互溶，B、S完全互溶，B、S部分互溶（1）将含A50的A、B混合物30kg与S纯溶剂15kg混合，得到混合液是否分层？若分层，适用什么办法使其不分层？若不分层，适用什么办法使其分层？（2）将含A20的A、B混合物100kg用S纯溶剂单级萃取，最小溶剂用量是多少？求分配系数、选择系数。（3）单级萃取，可能达到的最大萃取液浓度是多少？当进料是含A30的A、B混合物，萃取液是否可达到最大浓度？

5、如果不能，求可能达到的最大浓度？（4）求此条件下，获得萃取液可能达到的最大浓度时萃取剂用量。在常压连续干燥器中将处理量为0.417kg/s的湿物料自含水量为47%干燥到5%（均为湿基），新鲜空气经预热器加热，再送入干燥器。新鲜空气的湿度H0为0.0116kg/kg绝干气，温度为22，废气的湿度2为0.0789kg/kg绝干气，温度为52。假设干燥过程为等焓过程，预热气的热损失可忽略不计。试计算（1）新鲜空气用量，（2）预热器出口温度（3）耗热量。并在温-湿图上定性画出湿空气的状态变化情况。已知：绝干空气比热为1.01kJ/kgK水蒸气的比热为1.88kJ/kgK0时水蒸汽潜热为2490kJ/k

6、g某车间用一连续精馏塔，分离含苯0.4（摩尔分率，下同）的苯-甲苯混合液，进料量为100 kmol/h，进料状态为汽、液混合进料，其中含液体量为80%，在最佳位置进料。常压操作，泡点回流，回流量为137 kmol/h，塔顶、塔底分别得到含苯0.97和含甲苯0.97的产品。对离开最后一块塔板气相取样分析，其组成为0.115。苯甲苯常压相对挥发度可取为2.47。试求：审题可获得什么信息审题可获得什么信息操作性问题理想体系（恒摩尔流）回流为泡点进料为气液混合进料泡点8.04.0100FnFqzq137nLq97.0Dx03.0Wx115.0ny47.2?nDRq?nWq 1.塔顶、塔底的产品流量塔顶

7、、塔底的产品流量2.塔的操作回流比以及操作回流比与最小回流比的比值塔的操作回流比以及操作回流比与最小回流比的比值求取回流比的途径：物料衡算：nWnDnFqqqWnWDnDFnFxqxqzqhkmolqhkmolqnWnD/64.60,/36.39,03.0,97.0,kmol/h100,4.0WDnFFxxqznDnLqqR R=（1.22）Rmin111RxxRRyDnn%100FFDDzqxqnnD%100)1()1(FFWWzqxqnnW48.3R11qZxqqyFqqxxy)1(1eeeDxyyxRminhkmolqhkmolq/137,/36.39nLnDnDnLqqR 操作回流比与

8、最小回流比的比值操作回流比与最小回流比的比值含液体量为80%8.0qxy42356.0,577.0qqxy78.1minR96.1/minRR3.若该塔有实际板若该塔有实际板20块，求该塔的总板效率块，求该塔的总板效率PTNNE求求 N，可采用的方法：，可采用的方法：逐板计算法图解法简捷法精馏段操作方程提馏段操作方程相平衡方程0116.0388.13.15603.064.603.15621747.147.2217.0777.048.497.0148.348.311nnnnnnnnnxxyyyxxxy%5520112TE求得 N=12（包括釜）最佳进料位置724qqxyq 线方程3.若该塔有实际

9、板若该塔有实际板20块，求该塔的总板效率块，求该塔的总板效率356.0,577.0qqxy图解法简捷法03.0Wx071.003.0*47.1103.0*47.2)1(1*1WWnxxy0116.0388.11nnxy1*1nnyy0595.0nx135.0)1(1*nnnxxy688.011VnnnnmyyyyE4.最后一块塔板气相Murphree 效率768.005.0091.00595.0091.011LnnnnmxxxxE0116.0388.11nnxy091.01nx05.0)1(*nnnyyx0595.0nx如何求第1块板Murphree 效率1111LxxxxxxxxEDDnnn

10、nm21211VyyyxyyyyEDnnnnm如果知道各板Murphree 效率21*11Dyxxyx 操作线液相效率相平衡1jj1jjVjyyyyEmj1jj1jLjxxxxEm32*22yxxy 操作线液相效率相平衡如果从最下一快板算，已知效率N*NN1NWyyxyx 气相效率相平衡操作线相平衡1jj1jjVjyyyyEmj1jj1jLjxxxxEm1-N*1-N1-NNyyxy 气相效率相平衡操作线5.为减小物耗，要求苯回收率为97%，现场操作是否可以满足要求；kmol/h36.39nDq97.0,kmol/h100,4.0DnFFxqz%5.95FnFDnDzqxq不能满足要求 如不满

11、足要求，可在操作上应采取什么？提高分离能力FnFDnDzqxq 如不满足要求，可在操作上应采取什么？画图分析提高分离能力增加理论板数增加理论板分离能力（提高回流比）提高回流比，增加操作费用 若对塔实施改造，应如何改造？提高分离能力增加理论板数（实际板数、塔板效率）增加理论板分离能力（提高回流比）6.进入冬季，塔顶循环水温度降低，循环水量不变，保持回流量不变，对其他参数产生什么影响？冷凝器传热温差增大热负荷增加回流温度降低，过冷回流相当于回流比增加再沸器负荷增加塔顶塔底分离效果改善7.进料采用泡点进料，回流比不变，对其他参数产生什么影响？q=1q10q1q=0q1，分析、当在沸器负荷不变，qnV

12、 、qnV 、xD 、xW 。当在回流比不变，qnV 、qnV 、xD 、xW 。低浓度气体逆流吸收设计中，若气体流量、进出口组成，液体入口组成一定，减小吸收剂用量，传质推动力如何变化，设备费如何变化？x2y1y2ye=mxx1低浓度气体逆流吸收操作中，气体流量、进口组成，液体入口组成一定，液气比比原定最小液气比小，会出现什么情况？x2y1y2ye=mxx1低浓度气体逆流吸收操作中，吸收剂入塔含量升高，液气比不变，绘出新的操作线？x2y1y2ye=mxx1x2y1y2ye=mxx1低浓度气体逆流吸收操作中，吸收剂入塔含量升高，若使溶剂出口浓度不变，如何操作？单级萃取中，维持进料组成、流量和萃取

13、相组成不变，若用含有少量溶质的溶剂替代纯溶剂，萃余相浓度如何变化？ASBFMREE只要R确定，E确定单级萃取中，维持进料组成、流量和萃取相组成不变，若用含有少量溶质的溶剂替代纯溶剂，萃取相质量与萃余相质量之比如何变化？ASBFMREEMEMRM,EMRMREmm纯溶剂单级萃取，进料组成与萃余相组成一定，分配系数与萃取液浓度关系如何？ASBFMRE用纯溶剂对混合液进行单级萃取，当溶剂容量增加时，所获得萃取液组成如何变化？ASBFMREEASBzAzSA、B、S三种有机液体，A、B完全互溶，B、S完全互溶，B、S部分互溶（1）将含A50的A、B混合物30kg与S纯溶剂15kg混合，得到混合液是否分

14、层？若分层，适用什么办法使其不分层？若不分层，适用什么办法使其分层？（2）将含A20的A、B混合物100kg用S纯溶剂单级萃取，最小溶剂用量是多少？求分配系数、选择系数。（3）单级萃取，可能达到的最大萃取液浓度是多少？当进料是含A30的A、B混合物，萃取液是否可达到最大浓度？如果不能，求可能达到的最大浓度？（4）求此条件下，获得萃取液可能达到的最大浓度时萃取剂用量。ASBFME（1）将含A50的A、B混合物30kg与S纯溶剂15kg混合，得到混合液是否分层？若分层，适用什么办法使其不分层？若不分层，适用什么办法使其分层？确定F点根据杠杆定律确定M点M点在两相区内，分层增加或减少S用量至M、M点

15、杠杆定律确定溶剂用量MMASBFM（2）将含A20的A、B混合物100kg用S纯溶剂单级萃取，最小溶剂用量是多少？REAAAxyk杠杆定律求S用量辅助线确定E点读取xA yABBABABAyxKxxyy/ASBRMFE（3）单级萃取，可能达到的最大萃取液浓度是多少？当进料是含A30的A、B混合物，萃取液是否可达到最大浓度？如果不能，求可能达到的最大浓度？E得F点，FS线过S作平衡线切线，切点E，得SEE线利用辅助线得E的共轭相R连接ER与FS交于M点M点在两相区内可以得到最大浓度（4）求此条件下，获得萃取液可能达到的最大浓度时萃取剂用量ASBRMFEE杠杆定律得S量1、湿空气经预热后相对湿度将

16、_。干燥过程是_相结合的过程。3、对流干燥的主要操作费用在于：4、露点温度、湿球温度、干球温度、绝热饱和温度的大小关系如何？何时相等？5、恒定干燥条件下，湿物料表面温度为 温度6、理想干燥过程有哪些假定条件？9、常压下，不饱和空气温度40，相对湿度为60，若加热到80，湿度、相对湿度、湿球温度、露点、焓如何变化？10、总压恒定，某湿空气干球温度一定，若湿球温度升高，水蒸气分压、湿度、相对湿度、露点温度、焓如何变化？11、总压恒定，某湿空气干球温度一定，若露点温度升高，水蒸气分压、湿度、相对湿度、露点温度、焓如何变化？12、同一房间，不同物体平衡水汽分压是否相同？含水量是否相同？13、将含水量0

17、.35kg水/kg干物料的物料放入25，相对湿度为0.5的大量空气中，长时间接触后，求：物料含水量降为多少？在脱去水分中有多少非结合水？温度不变，空气相对湿度升至80，物体含水量如何变化？0.310.35kg水/kg干物料14、某干燥器无补充热量及热损失，则空气通过干燥后，干球温度、露点温度、湿球温度、相对湿度、焓如何变化？15、采用部分废气循环流程的干燥器，如图。干燥过程可近似认为是绝热饱和过程，试在温-湿图中定性画出该过程。P等线t/H/(kg kg-1)MACBB具有废气循环的干燥过程 016、在常压连续干燥器中将处理量为0.417kg/s的湿物料自含水量为47%干燥到5%（均为湿基），

18、新鲜空气经预热器加热，再送入干燥器。新鲜空气的湿度H0为0.0116kg/kg绝干气，温度为22，废气的湿度2为0.0789kg/kg绝干气，温度为52。假设干燥过程为等焓过程，预热气的热损失可忽略不计。试计算（1）新鲜空气用量，（2）预热器出口温度（3）耗热量。并在温-湿图上定性画出湿空气的状态变化情况。已知：绝干空气比热为1.01kJ/kgK水蒸气的比热为1.88kJ/kgK0时水蒸汽潜热为2490kJ/kg184.0Wmq734.20116.00789.0184.012HHqqmWmL8.2201t22111wwwqqmmWmL100)(88.1qttHEHtHI2490)88.101.1(21II