分離過程答案

1、HW-101、一種精餾塔塔板性能測定如下：空氣向上穿過單塊塔板，、一種精餾塔塔板性能測定如下：空氣向上穿過單塊塔板，塔板上橫向流過大量的純乙二醇。進(jìn)料及整個塔板上的溫塔板上橫向流過大量的純乙二醇。進(jìn)料及整個塔板上的溫度是均勻的，即度是均勻的，即53。在該溫度下，乙二醇的蒸汽壓力為。在該溫度下，乙二醇的蒸汽壓力為133Pa。實(shí)測表明，出口氣體中乙二醇的摩爾分?jǐn)?shù)為。實(shí)測表明，出口氣體中乙二醇的摩爾分?jǐn)?shù)為0.001，操作壓力是操作壓力是101.3kPa。求：。求：（1）塔板的）塔板的Murphree氣相效率是多少？氣相效率是多少？（2）如果利用同樣的塔板，以及同樣的乙二醇和空氣流速）如果利用同樣的塔

2、板，以及同樣的乙二醇和空氣流速建立一個塔，使得出口氣體中乙二醇飽和到建立一個塔，使得出口氣體中乙二醇飽和到99%，需要多，需要多少塊塔板？忽略塔內(nèi)的壓降，并假設(shè)在少塊塔板？忽略塔內(nèi)的壓降，并假設(shè)在53和和101.3kPa下下操作。操作。（3）在（）在（2）中塔板效率是多少？）中塔板效率是多少？（4）在（）在（2）中，如果塔板上乙二醇的返混程度明顯增加，）中，如果塔板上乙二醇的返混程度明顯增加，對所需的塔板數(shù)有何影響？對所需的塔板數(shù)有何影響？解：解：（1）Murphree氣相板效率氣相板效率%17.76010003 .1011330001. 01,*,1,jijijijiMViyyyyE（2）從

3、第一塊塔板開始逐板計(jì)算）從第一塊塔板開始逐板計(jì)算塊需要塔板數(shù)為 4 000260. 00003816. 0001091. 000126. 0 ，%17.7600130. 010130013399. 05 ,4,3 ,2,2,*1 ,2,1 ,1 ,iiiiiiiiiyyyyyyyyy（3）全塔的板效率均為）全塔的板效率均為76.17%（4）如果塔板上乙二的返混程）如果塔板上乙二的返混程度增加，則塔板效率降低，故塔度增加，則塔板效率降低，故塔板數(shù)增加。板數(shù)增加。i 乙二醇乙二醇/EG注意：注意：“返混返混”與與“混合混合”的的區(qū)別區(qū)別2、Hay和和Johnson在在0.2032m直徑直徑5塊塔板

4、的設(shè)備中，研究了用篩板塔塊塔板的設(shè)備中，研究了用篩板塔精餾甲醇精餾甲醇-水混合物的操作性能。由全回流時所作的測量推知，氣相水混合物的操作性能。由全回流時所作的測量推知，氣相Murphree效率效率EMV和點(diǎn)效率和點(diǎn)效率EOG的數(shù)值與平均氣相組成的關(guān)系，結(jié)果的數(shù)值與平均氣相組成的關(guān)系，結(jié)果如下表所示：如下表所示：y甲醇甲醇，%1020304060EOG0.660.690.720.730.74EMV1.040.950.870.830.82EMV/EOG1.581.381.211.141.11根據(jù)上述數(shù)據(jù)，解釋：根據(jù)上述數(shù)據(jù)，解釋：（1）為何）為何EMVEOG；（2）為何）為何EOG隨甲醇隨甲醇mo

5、的的l分?jǐn)?shù)增加而增大；分?jǐn)?shù)增加而增大；（3）為何）為何EMV隨甲醇隨甲醇mol的分?jǐn)?shù)的增加而減小。的分?jǐn)?shù)的增加而減小。解：解： EMV與與EOG的相對大小，與板上的混合狀況相關(guān)。分三種情況：的相對大小，與板上的混合狀況相關(guān)。分三種情況：（1）為何）為何EMVEOG；情況情況I：板上液體完全混合，則：板上液體完全混合，則EMV=EOG=1 exp( NOG)。情況情況II：板上液體完全不混合（活塞流），則：板上液體完全不混合（活塞流），則EMV= exp(EOG/ )-1，即即EMVEOG。情況情況III：板上液體部分混合，有縱向混合和橫向混合，縱向混合使：板上液體部分混合，有縱向混合和橫向混合，縱向混合使EMV/EOG降低；而橫向混合使降低；而橫向混合使EMV/EOG增加。增加?？梢?，在不完全混合的情況下，可見，在不完全混合的情況下，EMV總是大于總是大于EOG。（2）為何）為何EOG隨隨y 甲醇甲醇的增加而增大；的增加而增大；根據(jù)氣相總傳質(zhì)單元數(shù)定義根據(jù)氣相總傳質(zhì)單元數(shù)定義可見，隨氣相濃度增加，也即分離要求提高，或推動力變小，則可見，隨氣相濃度增加，也即分離要求提高，或推動力變小，則NOG增大，進(jìn)而使增大，進(jìn)而使EOG相應(yīng)增大。相應(yīng)增大。（3）為何）為何EMV隨甲醇隨甲醇mol的分?jǐn)?shù)的增加而減小。的分?jǐn)?shù)的增加而減