化工原理典型习题解答

12. 设有部分冷凝器的精馏塔理论板数的计算

用精馏操作分离含甲醇20％(摩尔分率)的水与甲醉混合液，精馏塔顶部设有部分冷凝器(见附图a)，未冷凝的气体继续冷凝得到液体产品D1，冷凝液部分回流入塔，部分作为产品D2，其数量为Dl的1／3。要求塔顶产品Dl的浓度为0.9，塔底产品浓度为0.05，物料在泡点下入塔。以产品Dl计的回流比取为1．5，在操作条件下，物系的平衡关系如附图b所示，试求该精馏塔内应具有多少块理论板？

Fxf?D1xD1?D1xD2?xw 3

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13. 物料衡篡关系对精馏塔的调节作用

用精馏塔分离苯与甲苯混合物，精馏塔具有10块理论板，加料板为第4块，料液在泡点下进塔，回流比R=3.0，在正常操作下，馏出液浓度xD＝0．9，馏出率D／F=0．4。现进料组成因故降为Xf＝0．30，试问：

(1)若保持馏出率D／F不变，增大回流比，能否得到合格产品?

(2)为保证塔顶产品质量合格，在原回流比下，馏出率应降为多少?若进料绝F不变，塔釜供热量须相应作何调整？

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14. 湿空气的混合 某干燥器的操作压强为79．98kPa，出口气体的温度为60℃，相对湿度70％，将部分出口气体返回干燥器入口与新鲜空气相混合，使进入干燥器的气体温度不超过90℃，相对湿度为12％(参见附图a)。已知新鲜空气的质量流量为0．5025kg／s，温度为20℃，湿度为0.005kg水／kg干空气，试求： (1)新鲜空气的预热温度及空气的循环量；

(2)预热器需提供的热量为多少？若将流程改为先混合后预热，所需热量是否有变化？

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15. 废气再循环

某湿物料用热空气进行干燥，空气的初始温度为20℃，初始湿含量为0.006kg／kg干空气，为保证干燥产品的质量，空气进入干燥器的温度不得高于90℃。若空气的出口温度选定为60℃，并假定为理想干燥过程，试求：

(1)将空气预热至最高允许温度即90℃进入干燥器，蒸发每千克水分所需要的空气量及供热量各为多少?热效率为多少2

(2)若将干燥器出口气体的2／3回流至入口与新鲜空气混合，并同样使气体的入口温度为90℃，蒸发每千克水分所需要的空气量、供热量及热效率各有何变化?

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