[工学]食工原理第9-12章解.doc

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[工学]食工原理第9-12章解

第九章 9-1 正庚烷(A)和正辛烷(B)的饱和蒸气压数据如下: t/℃ 98.4 105.0 110.0 115.0 120.0 125.6 pA0/kPa 101.3 125.3 140.0 160.0 180.0 205.3 pB0/kPa 44.4 55.6 64.5 74.8 86.0 101.3 试在总压101.3kPa下计算气液平衡组成,并作出t-x-y图。 解: xA=(p-pB0)/(pA0-pB0) yA=pA0xA/p 计算得下表: t/℃ 98.4 105.0 110.0 115.0 120.0 125.6 xA 100 65.6 48.7 31.1 16.3 0 yA 100 81.1 67.4 49.1 28.9 0 9-2 在常压下将某二元混合液其易挥发组分为0.5(摩尔分数,下同),分别进行闪蒸和简单蒸馏,要求液化率相同均为1/3,试分别求出釜液和馏出液组成,假设在操作范围内气液平衡关系可表示为:y=0.5x+0.5。 解:(1)闪蒸 y=qx/(q-1)-xF/(q-1) (1) y=0.5x+0.5 (2) 由(1)得: y=-0.5x+0.75 (3) 由(2)与(3)得:-0.5x+0.75=0.5x+0.5 x=0.75-0.5=0.25 解得x=xW=0.25 y=0.5×0.25+0.5=0.625 (2)简单蒸馏 因为液化率为1/3,故若原料液为1kmol,则W=1/3kmol (xW-1)/(-0.5)=1.732 xW-1=-0.866 xW=0.134 由 F=1kmol,W=1/3kmol 可得D=2/3kmol 1×0.5=xW×(2/3)+(1/3)×0.134 xD=0.683 9-3 在连续操作的常压精馏塔中分离乙醇水溶液,每小时于泡点下加入料液3000kg,其中含乙醇30%(质量分数,下同),要求塔顶产品中含乙醇90%,塔底产品中含水99%。试求:塔顶、塔底的产品量(分别用kg/h,kmol/h表示)。 解: F=3000 kg/h xF=0.3 xD=0.9 F=D+W F’xF=DxD+WxW 3000=D+W 3000×0.3=D×0.9+W×0.01 D=977.5 kg/h W=3000-977.5=2022.5kg/h xD=(90/46)/(90/46+10/18)=0.779 xF=(30/46)/(30/46+70/18)=0.144 xW=(1/46)/(99/18+1/46)=0.004 MF=0.144×46+(1-0.144)×18=22.03kg/kmol MD=0.78×46+0.22×18=39.84kg/kmol MW=0.004×46+0.996×18=18.11kg/kmol D=D’/MD=977.5/39.84=24.54kmol/h W=2022.5/18.11=111.68kmol/h 解: F=3000kg/h xF=0.03 xD=0.9 F=D+W F’xF=DxD+WxW 3000=D+W 3000×0.03=D×0.9+W×0.01 D=67.42kg/h W=3000-67.42=293

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