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《化工设计》复习提纲 1. 甲醇脱生成甲醛的反应方程式为： CH3OH（l） HCHO（g）+H2（g） （1）试用燃烧热数据计算1600 kg甲醇在 0.1013MPa、25 ℃条件下的反应生成的热量。 已知：25℃下甲醇（l）的燃烧热:（△H0298,c）甲醇= -726.6kJ/mol；25℃下甲醛（g）的燃烧热：（△H0298,c）甲醛= -563.6kJ/mol；25℃下H2 （g）的燃烧热:（△H0298,c）H2 = -285.8kJ/mol。 若用废热锅炉回收上述反应生成的热量。高温气体走管内，管外送入30℃、压力1.274MPa的软水，产生1.274MPa的饱和蒸汽，热损失为气体放出热的8%，求产生的蒸汽量。已知：30℃、1.274MPa的饱和水焓：H1=125.48kJ/㎏；1.274MPa的饱和蒸汽H2=2784.7kJ/㎏。 解：(1) 25℃下甲醇（l）的燃烧热: （△H0298,c）甲醇=-726.6kJ/mol 25℃下甲醛（g）的燃烧热: （△H0298,c）甲醛=-563.6kJ/mol 25℃下H2 （g）的燃烧热: （△H0298,c） H2 =-285.8kJ/mol 0.1013MPa、25 ℃的反应热: （△H0298）reac= （△H0298,c）甲醇- （△H0298,c）甲醛-（△H0298,c）H2 = -726.6-[(-563.6)+(-285.8)] =122.8kJ/mol Q=1600÷32×122.8×1000=6.140×10 3(kJ) (2) 30℃、1.274MPa的饱和水焓 H1=125.48kJ/h 1.274MPa的饱和蒸汽焓 H2=2784.7kJ/h 产生的蒸汽量为： =2124.2(㎏) 如图所示，该塔的进料量F为2400kg/h，进料为气液混合进料，气液比为1：2，馏分D的流率为1100kg/h，料液和馏分的温度分别为110℃及70℃，过热蒸汽V为90℃，塔底组分温度为130℃，所有组分的平均比热容为cp=1.2kJ/kg· K，所有组分的潜热为H=200kJ/kg，回流比R=2，忽略热量损失。先计算塔底W和塔顶V的量，然后计算再沸器和冷凝器的热负荷。若塔顶冷凝器的进出口温度分别为20℃和50℃，总传热系数K取3000W/m2·K，估算冷凝器的面积。 1）先进行物料衡算：确定基准为1 h 进料F=2400 kg 馏分D=1100 kg W=F－D=2400－110=1300kg V=（R+1）D=3×1100=3300 kg 2）热量衡算： 选70℃为基准温度 进料（F）的热量： 显热：QF1=MFcP（TF－T0）=2400×1.2×（110－70）=1.152×105（kJ） 潜热：QF2=1/3MFH=1/3×2400×200=1.6×105（kJ） QF= QF1＋ QF2=2.752×105（kJ） 塔釜（W）的热量： 显热：QW1=MWcP（TW－T0）=1300×1.2×（130－70）=9.36×104（kJ） 潜热：QW2=0 塔顶（V）的热量： 显热：QV1=MVcP（TV－T0）=3300×1.2×（90－70）=7.92×104（kJ） 潜热：QV2=MVH=3300×200=6.6×105（kJ） QV= QV1＋ QV2=7.392×105（kJ） 塔顶馏分（D）和回流液（L）的热量： QD =QL=0 对整个系统进行热量衡算： Q进=Q再沸器入＋QF＋QL Q出=Q再沸器出＋QW＋QV Q进= Q出 再沸器的热负荷： Q再=Q再沸器入－Q再沸器出= QW＋QV－QF＋QL =9.36×104＋7.392×105－2.752×105 =5.576×105（kJ） 冷凝器的热负荷： Q冷= QV=7.392×105（kJ） 3) 冷凝