(10)第十章 液-液萃取習(xí)題解答

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1、第十章 液-液萃取解:(1)溶解度曲線如附圖1中曲線SEPHRJ所示。輔助曲線如附圖1曲線SNP所示。分配曲線如附圖2 所示。 (2)和點(diǎn)醋酸的質(zhì)量分率為 水的質(zhì)量分率為 由此可確定和點(diǎn)M的位置,如附圖1所示。由輔助曲線通過試差作圖可確定M點(diǎn)的差點(diǎn)R和E。由杠桿規(guī)則可得 由附圖1可查得E相的組成為習(xí)題1 附圖1 習(xí)題1 附圖2 R相的組成為 (3)分配系數(shù) 選擇性系數(shù) (4)隨水分的蒸發(fā),和點(diǎn)M將沿直線SM移動(dòng),當(dāng)M點(diǎn)到達(dá)H點(diǎn)時(shí),物系分層消失,即變?yōu)榫辔锵怠S筛軛U規(guī)則可得 需蒸發(fā)的水分量為 2. 解:(1)物系的溶解度曲線及輔助曲線如附圖所示。由原料組成xF=0.3可確定原料的相點(diǎn)F,由萃余

2、相的組成xA=0.1可確定萃余相的相點(diǎn)R。借助輔助曲線,由R可確定萃取相的相點(diǎn)E。聯(lián)結(jié)RE、FS,則其交點(diǎn)M即為萃取操作的物系點(diǎn)。由杠桿規(guī)則可得 習(xí)題2 附圖 (2)由杠桿規(guī)則可確定萃余相的量。 由附圖可讀得萃取相的組成為 萃取率= 3 解:由平衡數(shù)據(jù)在直角三角形坐標(biāo)圖上繪出溶解度曲線及輔助曲線,如附圖所示。 由原料組成xF=0.3,在圖中確定原料相點(diǎn)F。由物料衡算確定一級萃取物系的組成 習(xí)題3 附圖 由此可確定一級萃取物系點(diǎn)M1的位置。借助輔助曲線,通過試差作圖可由M1確定一級萃取的萃取相點(diǎn)E1和萃余相點(diǎn)R1。由杠桿規(guī)則可得 由附圖可讀得一級萃取相和萃余相的組成為 由R1的量及組成,以及所加

3、萃取劑的量,通過物料衡算可求得二級萃取的物系點(diǎn)M2。與一級萃取計(jì)算方法相同可得 kg kg 與二級萃取計(jì)算相同,可得三級萃取計(jì)算結(jié)果 kg kg (2)若采用一級萃取達(dá)到同樣的萃取效果,則萃取物系點(diǎn)為附圖中的N點(diǎn)。由杠桿規(guī)則可得 習(xí)題4 附圖解:(a)直角坐標(biāo)圖解法 在XY直角坐標(biāo)圖上繪出平衡曲線Y=2.2X,如附圖所示。 原料中稀釋劑的量為 操作線的斜率為 過XF作斜率為4.512的直線,與平衡線交于Y1,則XFY1為一級萃取的操作線。過Y1作Y軸的平行線,與X軸交于X1。過X1作XFY1的平行線,與平衡曲線交于Y2,X1Y2即為二級萃取的操作線。同理可作以后各級萃取的操作線,其中Xi為第i

4、級萃余相的組成,直至Xn小于或等于所規(guī)定的組成0.005為止。操作線的條數(shù)即為理論級數(shù),即 n=7 (b)解析法 由于B與S不互溶,故可采用式(1035)計(jì)算理論級數(shù)。 取n=7 也可采用迭代計(jì)算求理論級數(shù)。平衡關(guān)系為 操作關(guān)系為 由此可得迭代關(guān)系為 迭代計(jì)算結(jié)果為 即所需理論級數(shù)為7級。 5 解:(1)由平衡數(shù)據(jù)在直角三角形坐標(biāo)圖上繪出溶解度曲線及輔助曲線,如附圖所示。習(xí)題5 附圖由原料組成xF=0.40,在圖中確定原料相點(diǎn)F。F=1000kg/h、S/F=0.9,再根據(jù)杠桿規(guī)則可確定F、S的和點(diǎn)M。由最終萃取要求xn=0.06確定Rn。聯(lián)結(jié)Rn、M,其延長線與溶解度曲線交于E1,F(xiàn)E1、R

5、nS兩線的交點(diǎn)即為操作點(diǎn)。 借助輔助曲線作圖可得E1的共軛相點(diǎn)R1(第一級萃取萃余相點(diǎn)),聯(lián)結(jié)R1與溶解度曲線交于E2。同理可找到R2、R3 ,直至萃余相的組成小于0.06為止,操作線的條數(shù)即為理論級數(shù)。由作圖可得 n=6 (2)聯(lián)結(jié)S、E1,并延長交AB與E,E即為萃取液的相點(diǎn),讀圖可得 由杠桿規(guī)則可得 8解:(1)由分配曲線數(shù)據(jù)在XY直角坐標(biāo)系中繪出分配曲線,如附圖曲線NBQ所示。 萃取劑用量最小時(shí)的操作線為XnB,其斜率為 (2)操作線的斜率為; 過點(diǎn)Xn作斜率為0.792的直線交X=XF=0.018于J,XnJ即為操作線。在操作線與分配曲線之間作級梯,可得理論級數(shù)為 (3)由附圖可看出,平衡線及操作線均為直線,因此,可采用積分計(jì)算填料層的傳質(zhì)單元數(shù)。由附圖可求得平衡線方程為 操作線方程為 8

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