2023年分享传质分离过程习题超详细解析答案.pdf

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1、优秀学习资料 欢迎下载 第二章习题 1.计算在 0.1013MPa 和 378.47K 下苯（1）-甲苯（2）-对二甲苯（3）三元系，当 x1=0.3125、x2=0.2978、x3=0.3897 时的 K 值。汽相为理想气体，液相为非理想溶液。并与完全理想系的 K 值比较。已知三个二元系的 wilson 方程参数（单位：J/mol）：1211=1035.33；1222=977.83 2322=442.15；2333=460.05 1311=1510.14；1333=1642.81 在 T=378.4 K 时液相摩尔体积（m3/kmol）为：=100.91 10-3；=177.55 10-3；

2、=136.69 10-3 安托尼公式为（ps：Pa；T：K）：苯：1n=20.7936-2788.51/（T-52.36）；甲苯：1n=20.9065-3096.52/（T-53.67）；对-二甲苯：1n=20.989 1-3346.65/（T-57.84）；解：由 Wilson 方程得：12=llVV12exp-(12-11)/RT =331091.1001055.177 exp-(1035.33)/(8.314 378.47)=2.4450 21=0.4165 13=0.8382 31=1.2443 23=0.6689 32=1.5034 ln1=1-ln(12X2+13X3)-33223

3、11313233221122131321211XXXXXXXXXXXX=0.054488 1=1.056 同理,2=1.029;3=1.007 lnP1S=20.7936-2788.51/(378.47-52.36)=12.2428,P1S=0.2075Mpa lnP2S=20.9062-3096.52/(378.47-53.67)=11.3729,P2S=0.0869Mpa lnP3S=20.9891-3346.65/(378.47-57.84)=10.5514,P3S=0.0382Mpa 作为理想气体实际溶液,K1=PPS11=2.16,K2=0.88,K3=0.38003 若完全为理想系

4、,K1=PPS1=2.0484 K2=0.8578 K3=0.3771 优秀学习资料 欢迎下载 2.在 361K 和 4136.8kPa 下，甲烷和正丁烷二元系呈汽液平衡，汽相含甲烷 0.60387%（mol）,与其平衡的液相含甲烷 0.1304%。用 R-K 方程计算 和 Ki 值。解：a11=115.2242748.0ccpTR=3.222MPa dm6 k0.5 mol-2 a22=225.2242748.0ccpTR=28.9926 MPadm6k0.5mol-2 b1=11208664.0ccpTR=0.0298 dm3mol-1 b2=225.2242748.0ccpTR=0.08

5、06 dm3mol-1 其中 Tc1=190.6K,Pc1=4.60Mpa Tc2=425.5K,Pc2=3.80Mpa 均为查表所得。a12=a11a22=9.6651MPadm6k0.5mol-2 液相：aa11x12+2a12x1x2+a22x22 =3.22 0.13042+2 9.6651 0.1304 0.8696+28.9926 0.86962 =24.1711 b=b1x1+b2x2=0.0298 0.1304+0.0806 0.8696=0.0740 由 RK 方程：P=RT/(V-b)-a/T0.5V(V+b)4.13680740.03610083145.0lmV)0740

6、.0(3611711.245.0lmlmVV 解得 Vml=0.1349 lnl1=lnV/(V-b)+bi/(V-b)-2yiaij/bmRT1.5*ln(V+b)/V+abi/b2RT1.5 ln(V+b)/V-b/(V+b)-ln(PV/RT)lnl1=ln)0740.01349.01349.0(+0740.01349.00298.0 5.13610083145.00740.0)6651.98696.0222.31304.0(2 ln(1340.00740.01349.0)+5.123610083145.00740.00298.01711.24 ln(1349.00740.01347.0

7、)0740.01347.00740.0-ln3610083145.01349.01368.4 =1.3297 l1=3.7780 程得同理作为理想气体实际溶液若完全为理想系优秀学习资料欢迎下载由得故同理故乙酸甲酯丙酮甲醇三组分蒸汽混合物的组成为摩尔分率汽摩尔体积由时各组分溶液的无限稀释活度系数回归得到的常数假定值取优秀学习资料 欢迎下载 同理 lnl2-1.16696，l2=0.3113 汽相：a 3.222 0.603872+2 9.6651 0.60387 0.39613+28.9926 0.396132=10.3484 b=0.0298 0.60387+0.0806 0.39613=0.

8、0499 由 4.1368=0499.03610083145.0vmV)0499.0(3613484.105.0vmvmVV 得vmV=0.5861 lnv1=ln(0499.05861.05861.0)+0499.05861.00298.0 5.125.13610083145.00499.00298.03484.10)5861.00499.05861.0ln(3610083145.00499.06651.939613.0222.360387.0(2 ln0499.05861.00499.0)5861.00499.05861.0(ln(3610083145.05861.01368.4)=0.0

9、334942 故v11.0341 同理，lnl2-0.522819，l2=0.5928 故 K1=y1/x1=0.60387/0.1304=4.631 (K1=l1/v1)K2y2/x21304.0160387.010.4555 3.乙酸甲酯（1）-丙酮（2）-甲醇（3）三组分蒸汽混合物的组成为 y10.33，y20.34，y3=0.33(摩尔分率)。汽相假定为理想气体，液相活度系数用 Wilson 方程表示，试求 50时该蒸汽混合物之露点压力。解：由有关文献查得和回归的所需数据为：【P24 例 2-5，2-6】50时各纯组分的饱和蒸气压，kPa P1S=78.049 P2S=81.848 P

10、3S=55.581 50时各组分的气体摩尔体积，cm3/mol V1l=83.77 V2l=76.81 V3l=42.05 由 50时各组分溶液的无限稀释活度系数回归得到的 Wilson 常数：111.0 210.71891 310.57939 121.18160 221.0 320.97513 130.52297 230.50878 331.0 （1）假定 x 值，取 x10.33，x20.34，x30.33。按理想溶液确定初值 p78.049 0.33+81.8418 0.34+55.581 0.33=71.916kPa （2）由 x 和 ij求 i 从多组分 Wilson 方程 程得同理

11、作为理想气体实际溶液若完全为理想系优秀学习资料欢迎下载由得故同理故乙酸甲酯丙酮甲醇三组分蒸汽混合物的组成为摩尔分率汽摩尔体积由时各组分溶液的无限稀释活度系数回归得到的常数假定值取优秀学习资料 欢迎下载 lni=1-lncjijjx1)(-ckcjkjjkjkxx11 得 ln1=1-ln(x1+12x2+13x3)-31321211xxxx+3232221221xxxx+3232131331xxxx =0.1834 故 1=1.2013 同理，2=1.0298 3=1.4181 (3)求 Ki Ki=RTppVppsiLisii)(exp K1=916.71049.782013.1exp16.

12、323314.810)049.7896.71(77.833=1.3035 同理 K21.1913 K3=1.0963 (4)求xi xi=3035.133.0+1713.134.0+0963.133.0=0.8445 整理得 x10.2998 x2=0.3437 x3=0.3565 在 p71.916kPa 内层经 7 次迭代得到：x10.28964,x2=0.33891,x3=0.37145 (5)调整 p pRTppVxpsiLiisii)(exp =piixK =71.916(1.3479 0.28964+1.18675 0.33891+1.05085 0.37145)=85.072kP

13、a 在新的 p 下重复上述计算，迭代至 p 达到所需精度。最终结果：露点压力 85.101kPa 平衡液相组成：x10.28958 x20.33889 x30.37153 4.一液体混合物的组分为：苯 0.50；甲苯 0.25；对-二甲苯 0.25（摩尔分数）。分别用平衡常数法和相对挥发度法计算该物系在 100kPa 时的平衡温度和汽相组成。假设为完全理想物系。解：(1)平衡常数法 因为汽相、液相均为完全理想物系，故符合乌拉尔定律 pyi=pisxi 而 Ki=iixy=ppsi 设 T 为 80时,由安托尼公式（见习题 1）求出格组分的饱和蒸汽压。程得同理作为理想气体实际溶液若完全为理想系优

14、秀学习资料欢迎下载由得故同理故乙酸甲酯丙酮甲醇三组分蒸汽混合物的组成为摩尔分率汽摩尔体积由时各组分溶液的无限稀释活度系数回归得到的常数假定值取优秀学习资料 欢迎下载 sp1101.29kPa，sp2=38.82kPa,sp3=15.63kPa 故321yyy=K1x1+K2x2+K3x3 =332211xppxppxppsss =25.010063.1525.010082.385.010029.101 =0.641 故所设温度偏高，重设 T 为 91.19，sp1160.02kPa,sp2=56.34kPa,sp3=23.625kPa 321yyy1.00001251 故用平衡常数法计算该物系

15、在 100kPa 时的平衡温度为 91.19 汽相组成：1y11xK11xpps5.010002.1600.8001 2y22xK22xpps25.010034.560.1409 3y33xK33xpps25.0100625.230.059 (2)相对挥发度法 由于是理想混合物，所以)/()(111iiixxyy，得)/(111iiixxyy 对于理想混合物，得i 1SSPp21 设 T 为 80时，sp1101.29kPa,Sp2=38.82kPa,sp3=15.63kPa 故122.61,136.48,2y1y/5.22,3y=1y/12.96 因为321yyy1，故1y0.788 又因为

16、1py100 0.78878.8kPa，而11xps101.29 0.550.645kPa1py 程得同理作为理想气体实际溶液若完全为理想系优秀学习资料欢迎下载由得故同理故乙酸甲酯丙酮甲醇三组分蒸汽混合物的组成为摩尔分率汽摩尔体积由时各组分溶液的无限稀释活度系数回归得到的常数假定值取优秀学习资料 欢迎下载 故所设温度偏低；重设 T92时sp1163.31kPa,Sp2=57.82kPa,sp3=24.31kPa 得故122.824,136.718,2y1y/5.648,3y=1y/13.436 因为321yyy1，故1y0.799，2y0.141,3y=0.0595 且1py100 0.799

17、79.9kPa，而11xps163.31 0.581.655kPa，基本相等 因此，由相对挥发度计算该物系平衡温度为 92，此时1y0.799，2y0.141,3y=0.0595 6.含有 80%（mol）醋酸乙酯（A）和 20%(mol)乙醇（E）的二元物系。液相活度系数用 Van Laar 方程计算，AAE=0.144，AEA=0.170。试计算在 101.3kPa 压力下的泡点温度和露点温度。解：由 Vanlaar 方程得：22)2.017.08.0144.01(144.0)1(lnEAEAAEAEAEAAxAxAr，得Ar1.0075 22)8.0144.02.0170.01(170.

18、0)1(lnAEAEEAEAEAEAxAxAr,得Br=1.1067 因为低压气体可视为理想气体，故 isiiixprpy，得 pxpryisiii （1）泡点温度时，设 T348.15K，由安托尼方程得 SAp94.377kPa,sEp88.651kPa 故pxpryyyAsAAEAi+pxprEsEE=3.1012.0651.881067.13.1018.0377.940075.1 =0.9451，故所设温度偏低 重设 T350.1K 时BAixxx0.9921 故露点温度为 350.1K 8.组成为 60%苯，25%甲苯和 15%对-二甲苯(均为 mol 百分数)的液体混合物 100km

19、ol，在 101.3kPa 和100下闪蒸。试计算液体和气体产物的数量和组成。假设该物系为理想溶液。用安托尼方程计算蒸汽压。解：设苯为组分 1，甲苯为组分 2，对二甲苯为组分 3。100时，【P33 例 2-7】sp1198.929kPa，sp2=74.165kPa,sp3=32.039kPa 对于低压气体，气相可视为理想气体，液相可视为理想溶液，故iKppsi，得1Kpps11.964，2Kpps20.732，3Kpps30.316 （1）核实闪蒸温度 假设 100为进料的泡点温度，则 )(iizK1.964 0.6+0.732 0.25+0.316 0.151.411 假设 100为进料的

20、露点温度，则 )/(iiKz=1.211 说明实际的进料泡点温度和露点温度分别低于和高于规定的闪蒸温度，闪蒸问题成立。（2）求 ，令 0.1 )(f)1964.1(16.0)1964.0()1316.0(115.0)1316.0()1732.0(125.0)1732.0()1.0(f)1964.1(1.016.0)1964.0()1316.0(1.0115.0)1316.0()1732.0(1.0125.0)1732.0(0.366 )1.0(f0，应增大 值。计算 R-K方程导数公式为：)(f 21121)1(1)1(KzK22222)1(1)1(KzK23323)1(1)1(KzK 2)9

21、64.01(558.0+2)2684.01(018.0+2)6844.01(07.0 而1iddffiii)()(以0.1 为初值进行迭代，得下表 程得同理作为理想气体实际溶液若完全为理想系优秀学习资料欢迎下载由得故同理故乙酸甲酯丙酮甲醇三组分蒸汽混合物的组成为摩尔分率汽摩尔体积由时各组分溶液的无限稀释活度系数回归得到的常数假定值取优秀学习资料 欢迎下载 迭代次数 )(f)(df/d 1 0.1 0.366 0.564 2 0.75 0.0436 0.511 3 0.84 0.0092 可知)(3f数值已达到 PTK 图的精确度 (3)计算ix，iy )1(1111Kzx=)1964.0(84

22、.016.0=0.332 )1(11111KzKy=)1964.0(84.016.0964.1=0.651 同理，2x0.323，2y0.236 3x0.353，3y0.112 （4）计算V，L VF0.84 10084kmol LVF 100-8416kmol （5）核实iy，ix 31iix0.999，31iiy1.008，结果以满意 9.在 101.3 kPa 下，对组成为 45%（摩尔百分数，下同）正已烷，25%正庚烷及 30%正辛烷的混合物计算。（1）泡点和露点温度 （2）将此混合物在 101.3kPa 下进行闪蒸，使进料的 50%汽化。求闪蒸温度，两相的组成。解：因为各组分都是烷烃

23、，所得的汽、液相均可看成理想溶液，iK只取决于温度和压力，若计算精度不要求非常高可使用烃类的 PTK 图，见图 2-1 假设 T82，由 P101.3kPa 得下表：组分 ix iK iiixKy 正己烷 45 1.5 0.675 正庚烷 25 0.63 0.158 正辛烷 30 0.28 0.084 iixK0.9171，所设温度偏低，重设 T102.4，得 组分 iy iK ixiy/iK 正己烷 45 2.35 0.1915 正庚烷 25 1.08 0.2315 正辛烷 30 0.520 0.5769 iy/iK=0.99991，满足精度要求，故露点温度为 102.4。（1）进料 50气

24、化，则由公式BDBTTTT得 T94.1为闪蒸温度，查表 2-1得：组分 ix iy 正己烷 31.0 58.90 正庚烷 27.0 22.45 正辛烷 42.85 17.14 结果 （1）泡点：85.8oC，露点：102.4oC；（2）闪蒸温度 94.1oC；气相组成：正已烷0.31，正庚烷0.27，正辛烷0.43；液相组成：正已烷0.59，正庚烷0.23，正辛烷0.17。（均为摩尔分数）第三章习题 2.设计满足下列要求的再沸气提塔（见附图），求：设计变量数是多少？如果有，请指出哪些附加变量需要规定？程得同理作为理想气体实际溶液若完全为理想系优秀学习资料欢迎下载由得故同理故乙酸甲酯丙酮甲醇三

25、组分蒸汽混合物的组成为摩尔分率汽摩尔体积由时各组分溶液的无限稀释活度系数回归得到的常数假定值取优秀学习资料 欢迎下载 习题 2 附图 解：c=6 Nx 进料变量数 8 压力等级数 9 合计 17 Na 串级单元数 1 传热单元数 1 合计 2 规定：再沸器及各级的操作压力 级数 塔釡液流率 3.利用如附图所示的系统将某混合物分离成三个产品。试确定：固定设计变量数和可调设计变量数；指定一组合理的设计变量。习题 3 附图 习题 4 附图 解：Nx 进料变量数 C+2 压力等级数 N+M+4 合计 N+M+C+6 程得同理作为理想气体实际溶液若完全为理想系优秀学习资料欢迎下载由得故同理故乙酸甲酯丙酮

26、甲醇三组分蒸汽混合物的组成为摩尔分率汽摩尔体积由时各组分溶液的无限稀释活度系数回归得到的常数假定值取优秀学习资料 欢迎下载 Na 串级单元数 4 侧线采出数 1 分配器数 1 传热单元数 4 合计 10 对设计变量的规定 Nx 进料变量数 C+2 Na 回流为泡点温度 1 每级压力（含再沸器）N+M 总理论级数 2 全凝器压力 1 进料位置 1 冷却器压力 1 侧线采出口位置 1 回流分配器 1 侧线采出率 1 侧线压力 1 回流比 1 馏出液流率 1 精馏塔釜液流率 1 再沸提馏塔釜液流率 1 合计 N+M+C+6 合计 10 5.苯(B)-甲苯(T)-二甲苯(X)-异丙苯（C）混合物送入精

27、馏塔分离，进料组成为：zB=0.2，zT=0.3，zx=0.1，zC=0.4（摩尔分数）。相对挥发度数据：B=2.25，T=1.00，x=0.33，C=0.21。分离要求：馏出液中异丙苯不大于 0.15%；釜液中甲苯不大于 0.3%（摩尔）。计算最少理论板数和全回流下的物料分配。【P73 例 3-3】解：以 100 摩尔进料为计算基准。根据题意定甲苯为轻关键组分，异丙苯为重关键组分。从相对挥发度的大小可以看出，二甲苯为中间组分。在作物料衡算时，要根据它的相对挥发度与轻、重关键组分相对挥发度的比例，初定在馏出液和釜液中的分配比，并通过计算再行修正。物料衡算表如下：组分 进料，f1 馏出液，di

28、釜液，wi B 20 20 T 30 300.03W 0.003W X 10 1*9*C 10040 D0015.0 W0015.040 *为二甲苯的初定值。解得 D=50.929，W=49.071 则 dT=29.853，wT=0.147 dC=0.0764，wC=39.924 代入芬斯克方程 程得同理作为理想气体实际溶液若完全为理想系优秀学习资料欢迎下载由得故同理故乙酸甲酯丙酮甲醇三组分蒸汽混合物的组成为摩尔分率汽摩尔体积由时各组分溶液的无限稀释活度系数回归得到的常数假定值取优秀学习资料 欢迎下载 42.721.00.1lg924.390764.0147.0853.29lgmN 由 Nm值

29、求出中间组分的馏出量和釜液量：519.021.033.0924.390764.0121.033.0924.390764.01042.742.7xd wx=10-0.519=9.481 由于与初定值偏差较大，故直接迭代重做物料衡算：组分 进料，f1 馏出液，di 釜液，wi B 20 20 T 30 300.03W 0.003W X 10 0.519 9.481 C 10040 DD0015.0 WD0015.040 二次解得 D=50.446，W=49.554 则 dT=29.852，wT=0.148 dC=0.0757，wC=39.924 再求 Nm：42.721.00.1lg924.390

30、757.0148.0852.29lgmN 校核 dx：515.021.033.0924.390757.0121.033.0924.390757.01042.742.7xd 再迭代一次，得最终物料衡算表：组分 进料，f1 馏出液，di 釜液，wi 苯 20 20 甲苯 30 29.8513 0.1487 二甲苯 10 0.5150 9.4850 异丙苯 40 0.0757 39.9243 6.附图为脱丁烷塔的物料平衡图。全塔平均操作压力为 522kPa。求最小理论塔板数；估计非分配组分的分配。【P75 例 3-4】程得同理作为理想气体实际溶液若完全为理想系优秀学习资料欢迎下载由得故同理故乙酸甲酯

31、丙酮甲醇三组分蒸汽混合物的组成为摩尔分率汽摩尔体积由时各组分溶液的无限稀释活度系数回归得到的常数假定值取优秀学习资料 欢迎下载 习题 6 附图 解：（1）根据题意可列表如下：编号 组分 Xi,F Xi,FF Xi,D Xi,DD Xi,B Xi,BB 1 C3 0.0139 12 0.0256 12 0 0 2 iC4 0.511 448 0.944 442 0.0147 6 3 nC4 0.0411 36 0.0278 13 0.0563 23 4 iC5 0.0171 15 2.137*10-3 1 0.0343 14 5 C6 0.0262 23 0 0 0.0563 23 6 C7 0

32、.0446 39.1 0 0 0.0958 39.1 7 C8 0.311 272.1 0 0 0.667 272.2 8 C9 0.0354 31.0 0 0 0.0759 31 1.000 F=876.2 1.000 468 1.000 408.3（2）塔顶温度和塔釜温度的计算：塔顶温度的计算：第一次试差：假设 TD=37.5,查 Ki(37.5,522kPa)K1=2.91,K2=0.93,K3=0.68,K4=0.30,A1=3.22,a2=1.368,a3=1.0 a4=0.441,再由 yi,D=xi,D ac=1 ai yi/ai yi/ai Kc=yi/ai=0.727 查得

33、Kc 值相应于 37.5。故假设正确，露点温度 TD=37.5 塔釜温度的计算：第一次试差温度：假设 TB=155 编号 组分 Xi,DD Xi,B Ki ai aixi 1 C3 12 0 9.80 1.842 0 2 iC4 442 0.0147 6.14 1.154 0.0169 3 nC4 13 0.0563 5.32 1.0 0.0563 4 iC5 1 0.0343 3.0 0.564 0.0193 5 C6 0 0.0563 1.42 0.267 0.0150 6 C7 0 0.0958 0.79 0.148 0.01418 7 C8 0 0.667 0.47 0.0883 0.

34、0589 8 C9 0 0.0759 0.28 0.0526 3.99*10-3 所以：Kc=5.414；再有 P-T-K图查塔釜温度为 TB=155,因与假设值符合，结束试差。（3）最小理论塔板数和组分分配：程得同理作为理想气体实际溶液若完全为理想系优秀学习资料欢迎下载由得故同理故乙酸甲酯丙酮甲醇三组分蒸汽混合物的组成为摩尔分率汽摩尔体积由时各组分溶液的无限稀释活度系数回归得到的常数假定值取优秀学习资料 欢迎下载 首先计算 a 值，aLH,D=1.368,aLH,B=1.154 aLH,w=(aLH,D aLH,B)0.5=1.265;代入芬斯克方程avLHHxiBHiDLiBLiDxxxN

35、m,lg/lg有 Nm=lg(0.944/0.0147)*(0.0563/0.0278)/lg1.256 =21.37 其他组分的分配：a13,w=(3.22*1.842)0.5=2.435 X1,DD/X1,BB=(a13,w)Nm*X3,DD/X3,BB=(2.435)Nm*(13/23)=1.0273*108 又 X1,FF=12=X1,DD/+X1,BB 由以上两式得：d1=12 同理可得：d2=447,d3=13,d4=2.138*10-7 d5=d6=d7=d80 7.估计习题 6 脱丁烷塔的最小回流比。已知进料的液相分率 q=0.8666。【P77 例 3-5】解：由恩特伍德公式

36、计算最小回流比 从qxiFii1,8666.01)0226.0(2.8760226.031)0418.0(2.8760418.01.272)0804.0(2.8760804.01.39)1779.0(2.876231779.0)1(2.876156965.0)1(2.876361)2395.1(2.8764482395.1)4216.2(2.876124216.2解得013.1 将 代入式1)(,mimDiiRx，其中0257.00023.01344212121x,9465.00023.013442124422x 0278.00023.01344212133x 1013.110278.0101

37、3.12395.19465.02395.1013.14216.20257.04216.2mR 0854.2mR 8.已知 习题 5、6 的脱丁烷塔操作回流比 R=1.25 R m。求理论板数；进料位置。解：R=1.25 2.0854=2.6067 1445.016067.20854.26067.21RRRm 查吉利兰图，得48.01NNNm N=44.54 程得同理作为理想气体实际溶液若完全为理想系优秀学习资料欢迎下载由得故同理故乙酸甲酯丙酮甲醇三组分蒸汽混合物的组成为摩尔分率汽摩尔体积由时各组分溶液的无限稀释活度系数回归得到的常数假定值取优秀学习资料 欢迎下载 芬斯克公式求出精馏段的最少理论

38、板数 6812.42395.1lg1336448442lg)(mRN 18.在 24块板的塔中用油吸收炼厂气()组成见表,采用的油气比为1,操作压力为 2.6(绝压),若全塔效率以 25%计,问平均操作温度为多少才能回收 96%的丁烷?并计算出塔尾气的组成.组分 CH4 C2H6 C3H8 n-C4H10 n-C5H12 n-C6H14 摩尔百分率 80 8 5 4 2 1 解：(1)根据已知条件按正丁烷的回收要求确定它的平均操作温度.【P133 例 3-16，3-17】由 N240.256；0.96。按平均吸收因子法：N 1N 1AAA1 算出 A1.42（也可由吸收因子图查得）故L1m0.

39、704AV1.42 查烃类 PTK 列线图 P2.6 绝压，m=0.704 时，t=15，即塔的平均温度应在 15。（2）计算离塔气的组成 N 11N 10，假定00 则1N 1(1)，11iy 列表计算如下：组分 CH4 C2H6 C3H8 n-C4H10 n-C5H12 n-C6H14 N 1 80 8 5 4 2 1 100 m P=2.6（绝压）t=15 51 8.8 2.7 0.704 0.2 0.064 LAmV 0.0196 0.1136 0.3704 1.4205 5 15.6250 77AAA1 0.0196 0.1136 0.3698 0.9606 1 1 1N 1(1)7

40、8.4320 7.0912 3.1510 0.1576 0 0 88.8318 y1（摩尔分率）0.8829 0.0798 0.0355 0.0018 0 0 1.0000 程得同理作为理想气体实际溶液若完全为理想系优秀学习资料欢迎下载由得故同理故乙酸甲酯丙酮甲醇三组分蒸汽混合物的组成为摩尔分率汽摩尔体积由时各组分溶液的无限稀释活度系数回归得到的常数假定值取优秀学习资料 欢迎下载 19具有三块理论板的吸收塔,用来处理下列组成的气体(VN+1)，贫油和气体入口温度按塔的平均温度定为 32，塔在 2.1MPa 下操作，富气流率为 100 kmol/hr，贫气流率为100 kmol/hr，试分别用简

41、捷法确定净化后气体 V1 中各组分的流率。组分 vN+1,i l0i mi(32 2.1MPa)CH4 70 0 12.99100 C2H6 15 0 2.18080 C3H8 10 0 0.63598 n-C4H10 4 0 0.18562 n-C5H12 1 0 0.05369 n-C6H14 0 20 0.00136 100 20 解：（1）用简捷法计算 Vav=(V1+VN+1)/2;平均液体流率：Lav=L0+(VN+1-V1)/2 设 95/aVkmol hr 则 25()0.26315795aLV 列表计算如下：组分 iiLAmV 1NiA 11NiiiiAAA 第一次试算结果i

42、 CH4 0.02026 1.68484 10-7 0.02026 68.582 1,(1)iNi C2H6 0.12067 2.1203010-4 0.12048 13.193 C3H8 0.41378 0.02931 0.39608 6.039 n-C4H10 1.41772 4.03982 0.86258 0.55 n-C5H12 4.90142 577.14864 0.99323 0.007 n-C6H14 193.49779 1.40186109 1.0000 0.1030ilA 88.474i 由第一次试算结果得：10088.47494.237952aV 另设94.237aV，作第

43、二次试算 25.763()0.27338594.237aLV 组分 iiLAmV 1NiA 11NiiiiAAA 第二次试算结果i CH4 0.02104 1.95967 10-7 0.02103 68.528 1(1)iNi C2H0.12532.4696510.12514 13.程得同理作为理想气体实际溶液若完全为理想系优秀学习资料欢迎下载由得故同理故乙酸甲酯丙酮甲醇三组分蒸汽混合物的组成为摩尔分率汽摩尔体积由时各组分溶液的无限稀释活度系数回归得到的常数假定值取优秀学习资料 欢迎下载 6 6 0-4 123 C3H8 0.42986 0.03414 0.40971 5.903 n-C4H1

44、0 1.47282 4.70542 0.87240 0.510 n-C5H12 5.09192 672.242 0.99390 0.006 n-C6H14 201.01838 1.63283109 1 0.0990ilA 88.169i 由第二次试算结果得：10088.16994.0852aV 与所设值 94.237 基本符合 （2）用有效因子法计算 根据本体给定条件，不考虑塔顶、塔底温度的差别，只考虑液气比的变化以确定有效因子 Ae 第一次试算，取88.168i 200.22683788.169LV 顶 20 11.831100LV 底0.318310 按eA=AA10.5顶底（）0.25列

45、表计算如下：组分 iA顶 iA底 eA 1eNA 1ee1e1NNAAA i CH4 0.01746 0.02450 0.02434 3.50980 10-7 0.02434 68.296 C2H6 0.10402 0.14590 0.14120 3.97502 10-4 0.14086 12.887 C3H8 0.35667 0.50050 0.46385 0.046292 0.43779 5.662 n-C4H10 1.22205 1.71485 1.45185 4.44310 0.86877 0.525 n-C5H12 4.22494 5.92866 4.77941 528.23644

46、0.99283 0.007 n-C6H14 166.73191 234.05147 197.63622 1.52569 109 1 0.101 87.438i 组分 iA顶 iA底 eA 1eNA 1ee1e1NNAAA i CH4 0.01772 0.02506 0.02488 3.831790.02488 68.2584 程得同理作为理想气体实际溶液若完全为理想系优秀学习资料欢迎下载由得故同理故乙酸甲酯丙酮甲醇三组分蒸汽混合物的组成为摩尔分率汽摩尔体积由时各组分溶液的无限稀释活度系数回归得到的常数假定值取优秀学习资料 欢迎下载 10-7 C2H6 0.10488 0.14931 0.144

47、18 4.32135610-4 0.140381 12.8429 C3H8 0.35965 0.51120 0.47215 0.049596 0.44291 5.5709 n-C4H10 1.23218 1.75423 1.54102 5.63940 0.88339 0.4664 n-C5H12 4.26020 6.06482 5.17029 714.59440 0.99416 0.0058 n-C6H14 168.18382 239.42647 20.76434 1.562460109 1 0.0992 87.2436i L20 12.562()0.32562V100底 第二次试算结果取87

48、.2436i，与所设值 87.438 基本符合 第六章习题 1.活性炭对 CO的吸附平衡可用 Langmuir方程式表示。在 37.7条件下，131028.1kPaKCO，。欲用此活性炭在 37.7和 101.3kPa 下吸附回收程得同理作为理想气体实际溶液若完全为理想系优秀学习资料欢迎下载由得故同理故乙酸甲酯丙酮甲醇三组分蒸汽混合物的组成为摩尔分率汽摩尔体积由时各组分溶液的无限稀释活度系数回归得到的常数假定值取优秀学习资料 欢迎下载 空气中的 CO。且 CO 在空气中的含量是 0.5（体积分数）。试求使用 10kg 活性炭最大可得到多少 m3清洁空气。对空气的吸附可忽略不计。解：5065.0

49、3.101005.0pypCOCO kPa 代入 Langmuir 方程 5065.01028.115065.01028.108.0133,COCOCOCOmCOCOpKpKqq 5.18 10-5 m3(STP)/Kg 活性炭 最大处理空气量1.0005.01018.5105 m3 2.苯酚在废水中的吸附等温线。进行了苯酚水溶液在粒状活性炭上的间歇吸附实验。室温下的平衡数据如表所示：C(Kg 酚/m3 溶液)q(Kg 酚/Kg 活性炭)0.322 0.150 0.117 0.122 0.39 0.094 0.006 0.059 0.0011 0.045 确定拟合该实验数据的吸附等温关系。解：

50、画 1/q1/c 曲线，其结果不是直线，说明不符合 Langmuir 方程。以 lng q 对 lng c 作图得到直线，如图 1212 所示，因此符合 Freundlich 方程，其斜率 n=0.229,常数 K=0.199，故 q0.199c0.229 -3.0-2.5-2.0-1.5-1.0-0.5-1.5-1.4-1.3-1.2-1.1-1.0-0.9-0.8logqlogC 3.搅拌槽中放入含 0.21Kg 酚/m 3 的废水 1 m3,再加入 1.40 K g 的新鲜粒状活性炭，充分混合达到平衡。吸附平衡关系见习题 2，求酚的脱除率。解：CF=0.21 Kg 酚/m3,S=1.0