内容发布更新时间 : 2024/12/23 7:32:37星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

0.68 0.79 1.04 1.60 3.75 85.35 80.16 71.33 62.67 50.20 13.97 19.05 27.63 35.73 46.05 78.32 71.01 58.21 47.53 33.70 0.90 1.33 2.40 4.26 8.90 20.78 27.66 39.39 48.21 57.40 试求：（1）所需萃取剂的质量；

（2）所得萃取相的质量及其含丙酮的质量分率；

（3）求萃取相与萃余相间的分配系数kA，溶剂的选择性系数?； （4）若将萃取相的萃取剂全部回收后，所得萃取液的质量及组成。

4. 某混合物含溶质A为30％(质量％,下同)，稀释剂B为70％，拟用单级萃取加以分离，要求萃余相中A的浓度xAR不超过10％。在操作条件下，物系的溶解度曲线如附图所示，试求：

（1）当xAR= 0.1时，溶质A的分配系数kA=1，所需溶剂S/F为多少？所得萃取液的浓度为多少？过程的选择性系数为多少？

（2）当xAR= 0.1时，溶质A的分配系数kA=2.0，所需溶剂比，所得萃取液的浓度及过程的选择性系数有何变化？

（3）由（1）、（2）两小题计算结果，说明什

么问题？ 习题 4 附图

5. 以二异丙醚在逆流萃取器中使HAc水溶液的HAc含量由30％降到5％（重量％），萃取剂可认为是纯态，其流量为原料液的2倍，应用三角形图解法求出所需的理论级数。操作温度为20℃，此温度下的平衡数据如下表所示。

醋酸（A）－水（B）－二异丙醚（S）在20℃下的平衡数据（质量％） 水 相 序号 A％ 1 2 3 4 5 6 7 0.69 1.40 2.70 6.40 13.30 25.50 37.00 B％ 98.10 97.10 95.70 91.70 84.40 71.10 58.60 S％ 1.20 1.50 1.60 1.90 2.30 3.40 4.40 A％ 0.18 0.37 0.79 1.90 4.80 11.40 21.60 B％ 0.50 0.70 0.80 1.00 1.90 3.90 6.90 S％ 99.30 98.90 98.40 97.10 93.30 84.70 71.50 异丙醚相 8 9

44.30 46.40 45.10 37.10 10.60 16.50 31.10 36.20 10.80 15.10 58.10 48.70 6. 原料液含溶质A的浓度为25％（质量），其余为稀释剂B。稀释剂B与萃取剂S完全不互溶。若用四级错流接触萃取，每一级加入的纯溶剂量均相等。已知原料液的加入流率为4kg/s。各级的溶剂比（质量比）均为0.43(S/F)。试求从第四级排出的萃余液相流率及组成。物系平衡数据列于下表中： R相 X(kgA/kgB) 0 0.05 0.10 0.15 0.20 E相 Y(kgA/kgS) 0 0.05 0.095 0.135 0.170 R相 X(kgA/kgB) 0.25 0.30 0.35 0.40 0.50 E相 Y(kgA/kgS) 0.203 0.232 0.256 0.275 0.280 7. 每小时处理200kg含丙酮50％的水溶液，以氯苯为萃取剂进行多级逆流萃取。溶剂比（S/F）为1:1。要求最终萃余相中丙酮的浓度不大于2％。试求：

（1）理论萃取级数；

（2）最终萃取相以及脱除全部溶剂后的最终萃取液（E'）的组成与流率（三角形坐标图解）。

操作条件下的平衡数据列于下表： 水层（质量％） 丙酮（A） 0 10 20 30 40 50 60 60.58 水（B） 99.89 89.79 79.69 69.42 58.64 46.28 27.41 25.66 氯苯（S） 0.11 0.21 0.31 0.58 1.36 3.72 12.59 13.76 丙酮（A） 0 10.79 22.23 37.48 49.44 59.19 61.07 60.58 氯苯层（质量％） 水（B） 0.18 0.49 0.79 1.72 3.05 7.24 22.85 25.66 氯苯（S） 99.82 88.72 76.98 60.80 47.51 33.57 15.08 13.76 8. 某混合液含有A、B两组分，用纯溶剂S进行多级逆流萃取。B与S基本不互溶。已知原料液含溶质的浓度为0.02(kgA/kgB)，处理量为2000kg/h。溶剂比S/F为1.2。最终萃余相的质量组成要求不大于0.004。试求：

（1）所需论级数；

（2）最少萃取剂用量（kg/h）。

该物系的分配曲线数据列于下表中（质量％） x, kgA/kgB y, kgA/kgB 0.002 0.0018 0.006 0.0052 0.01 0.0085

0.014 0.012 0.018 0.0154 0.020 0.0171 思 考 题

1. 液－液萃取操作得以实现的必要条件是什么？与用蒸馏方法进行组分的分离过程有何不同？

2. 三角形相图如何用来表示三元物系的液－液相平衡关系，试举例说明。该相图在萃取分离操作中有何应用？

3. 临界混溶点的物理意义是什么？

4. 温度条件对萃取操作有何影响？如何选择萃取操作的温度？

5. 分配系数kA﹤1,是否说明所选择的萃取剂不适宜？如何判断用某种溶剂进行萃取分离的难以与可能性？

6. 写出选择性系数的数学表达式，并由?值的大小说明它的含义。

7. 萃取剂用量的多少，对萃取分离过程有何影响？对于组分B、S部分互溶的物系，如何确定最小溶剂用量？

8. 萃取塔在操作时，液体流速的大小对操作有何影响？

9. 当物系及萃取剂均已确定之后，为提高萃取效率还应考虑哪些因素？

第九章 干 燥

例1. 将温度为120℃、湿度为0.15kg水/kg干空气的湿空气在101.3kPa的恒定总压下加以冷却。试分别计算冷却至以下温度每千克干空气所析出的水分及?：

（1）冷却至100℃； （2）冷却至50℃； （3）冷却至20℃；

（4）若原状态空气1000m3冷却至20℃，将析出多少kg水？ 解：该空气在原状态下的水汽分压为 p

?0.622? 由 0.15 = H 得 p = 19.68kPa

pp?0.622?P?p101.3?p

查120℃，饱和蒸汽压 ps = 198.6kPa

p19.68???100%??100%?9.91%p198.6s （1）100℃时，ps = 101.3kPa > p = 19.68kPa，

??

p19.68?100%??100%?19.42%ps101.3﹤1

不会有水析出，此时 H 仍为0.15kg水/kg干空气 （2）水在50℃时，ps = 12.33kPa > p = 19.68kPa 空气的饱和湿度为：

Hs?0.622?

p12.33?0.622??P?p101.3?12.330.0862kg水/kg干空气

则：每kg干空气析出水：

0.15 - 0.0862 = 0.0638kg ?s = 1

（3）同理，查20℃，ps = 2.338kPa

Hs?0.622?

2.338?0.0147kg水/kg干空气 101.3?2.338每kg干空气析出水：

0.15 - 0.0147 = 0.1353kg ?s = 1

可见，当总压一定时，空气接纳水分的能力随温度升高而增大。因此在干燥过程中，通常湿空气经预热至一定温度后进干燥器。

（4）原状态下湿空气的比容：

vH?(0.773?1.244H)273?t273

273?120273= 1.38m3湿空气/kg干空气

?(0.773?1.244?0.15)

1000m3湿空气相当于：

1000/1.38 = 723.9kg干空气

析出水量：723.9×(H120－H20)

℃

℃

= 723.9×(0.15－0.0147)= 97.94kg

例2. 某湿物料的初始含水量为5％，干燥后的含水量为1％（均为湿基），湿物料处理

量为0.5kg/s，空气的初始温度为20℃，初始湿含量为0.005kg水/kg干空气。假设所有水分皆在表面汽化阶段除去，干燥设备保温良好，空气的出口温度选定为70℃，试求将空气预热至150℃进入干燥器，此干燥过程所需供热量及热效率各为多少？

解：据题意，若忽略被蒸发水分带入干燥的热量，本干燥过程是理想的，气体在干燥器内的状态变为等焓过程，即：

(1.01+1.88H1)t1 + 2500H1 = (1.01+1.88H2)t2 + 2500H2 H1 = H0 = 0.05kg水/kg干空气

H2?

(1.01?1.88H1)t1?2500H1?1.01t22500?1.888t2

(1.01?1.88?0.005)?150?2500?0.005?1.01?702500?1.888?70

H2? = 0.036kg水/kg干空气

所需空气量可由物料衡算式求出：