问答题
用某连续精馏塔分离两组分理想溶液，两相进料，汽相部分占进料的50%(摩尔比)，已知操作线方程如下：
精馏段：y=0.8x+0.190
提馏段：y=1.75x-0.027
求：
问答题
原料液组成；
问答题
馏出液组成；
【正确答案】馏出液的组成xD。
精馏段操作线方程与对角线方程联立：
[*]
两式联立，解得：xD=0.95
【答案解析】
问答题
釜液组成；
【正确答案】釜液的组成xW。
提馏段操作线方程与对角线方程联立：
[*]
两式联立，解得：xW=0.036
【答案解析】
问答题
操作回流比。
【正确答案】进料组成xF。
先求两操作线的交点
[*]
两式联立，解得：y=0.3727，x=0.2284
q线方程为：
[*]
所以xF=(x+y)/2=(0.3727+0.2284)/2=0.300
【答案解析】
问答题
用连续逆流操作的双效蒸发器蒸发2%(质量)的水溶液，进料温度为20℃，被浓缩到6%(质量)。第二效(原料液加入效)蒸发器的真空度为80kPa，两效的传热面积相等，加热用100kPa(表压)的饱和水蒸气，料液的比热为4.10kJ/(kg·℃)。假设两效的有效温度差相等，温差损失和热损失均可忽略。当地大气压按100kPa计。求：
(1)进入第一效的溶液浓度；(2)单位蒸汽消耗量；(3)第一效与第二效蒸发器的传热系数之比。
附：有关物性数据见附表：
| 饱和蒸汽压/kPa |
200 |
160 |
100 |
80 |
70 |
50 |
30 |
20 |
| 饱和温度/℃ |
120 |
113 |
99.6 |
93.2 |
90 |
81.2 |
66.5 |
60 |
| 汽化潜热/(kJ/kg) |
2205 |
2224 |
2260 |
2275 |
2283 |
2305 |
2334 |
2355 |
【正确答案】取F=1000kg/h为计算基准。加热蒸汽的绝对压强为200kPa，则饱和温度为120℃；第二效蒸发器的真空度为80kPa，则器内绝对压强为20kPa，20kPa下水的饱和温度为60℃。由于两效的有效温度差相等，则有
[*]
[*] (1)
[*]
第二效热衡算
Q2=D2r2=W2r2'+FCP0(t2-t0)
或
2283D2=2355W2+1000×4.1(60-20) (2)
第一效热衡算：
Q1=D1r1=W1r1'+(FCP0-W2CPW)(t1-t2)
或
2205D1=2283W1+(1000×4.1-4.19W2)(90-60) (3)
D2=W1 (4)
将式(1)、(4)代入式(2)，可解得：
D2=W1=373.9(kg/h)，
W2=292.8(kg/h)
再将其代入式(3)，可解得：
D1=426.2(kg/h)
[*]
Q1=K1S1Δt1=D1r1 (5)
Q2=K2S2Δt2=W1r1' (6)
(5)/(6)得：
[*]
进入第一效的溶液浓度为2.83%；单位蒸汽消耗量为0.639；第一效与第二效蒸发器的传热系数之比为1.1。
【答案解析】