某廠需分離乙苯/苯乙烯二元體系,擬建一座處理能力為16萬噸/年處理能力的精餾塔(按年開工時間8000小時計算)。要求該塔塔頂乙苯的回收率不小于94%(以下均為摩爾分率),塔底苯乙烯的回收率不小于95%,塔頂采用全凝器,R=1.2Rmin。在塔操作的溫度壓力范圍內(nèi)體系平均相對揮發(fā)度為1.45??紤]到苯乙烯組分易于聚合,初步擬訂該塔采用規(guī)整填料以降低全塔壓降。填料制造商提供的規(guī)整填料HETP為0.4m。
(1)如果進料為乙苯的濃度為50%的泡點進料,試求:
a.塔頂、塔底乙苯組成及流量。
b.試求精餾段和提餾段所需的填料高度。
(2)如果對進料加熱并進行閃蒸,閃蒸后的汽液相摩爾比為1:1,將氣相冷凝至泡點后與液相流股分別進入塔內(nèi)(即兩股進料都為泡點進料),在分離要求不變的條件下,試求出精餾段、提餾段和兩股進料間的填料高度。
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某濕物料質(zhì)量為20kg,均勻的鋪在底面積為0.5m2的淺盤內(nèi),在恒定的干燥條件下進行干燥。物料的初始含水量為15%,平衡水分為1%,臨界水分為6%。恒速干燥階段的干燥速率為0.4kg/(m2·h),假定降速干燥階段的干燥速率與自由含水量之間呈線性關系,若將物料干燥至2%,所需的干燥時間為多少?
用絕對壓力為300kPa的飽和水蒸氣將體積流量為80m3/h的苯胺從80℃加熱到100℃。苯胺在平均溫度下的密度為955kg/m3,比熱容為2.31kJ/(kg·℃)。試計算:(1)水蒸氣用量(kg/h);(2)當總傳熱系數(shù)為800W/(m2·℃)時所需傳熱面積。
在常壓下用列管換熱器將空氣由200℃冷卻至120℃,空氣以3kg/s的流量在管外殼體中平行于管束流動。換熱器外殼的內(nèi)徑為260mm,內(nèi)徑?25×2.5mm鋼管38根。求空氣對管壁的對流傳熱系數(shù)。
測定套管式換熱器的總傳熱系數(shù)。數(shù)據(jù)如下:甲苯在內(nèi)管中流動,質(zhì)量流量為5000kg/h,進口溫度為80℃,出口溫度為50℃。水在環(huán)隙流動,進口溫度為15℃,出口溫度為30℃。水與甲苯逆流流動,傳熱面積為2.5m2。問所測得的總傳熱系數(shù)為多大?
蒸汽管道外包扎有兩層導熱系數(shù)不同而厚度相同的絕熱層,設外層的平均直徑為內(nèi)層的兩倍。其導熱系數(shù)也為內(nèi)層的兩倍。若將二層材料互換位置,假定其它條件不變,試問每米管長的熱損失將改變多少?說明在本題情況下,哪一種材料包扎在內(nèi)層較為合適?
100g水中溶解1gNH3,從手冊查得20℃時NH3的平衡分壓為986.6Pa,在此濃度以內(nèi)服從亨利定律。試求溶解度系數(shù)H(單位為kmol·m-3·kPa-1)和相平衡常數(shù)m,總壓力為100kPa。
直徑為0.88m的填料吸收塔內(nèi),裝有拉西環(huán)填料,填料層高為6m。每小時處理2000m3含5%丙酮與空氣的原料氣,操作條件為1個大氣,25℃。用清水作吸收劑,塔頂出口廢氣含丙酮0.263%(以上均為摩爾分數(shù)),出塔溶液中每千克含丙酮61.2g,操作條件下的平衡關系為Y=2X。試計算:(1)氣相總體積傳質(zhì)系數(shù)KYa;(2)每小時可回收丙酮多少千克?(3)若將填料層加高3m,又可以多回收多少千克丙酮?
冷卻水在φ19mm×2mm,長為2m的鋼管中以1m/s的流速通過。水溫由15℃升至25℃。求管壁對水的對流傳熱系數(shù)。
水蒸氣管路橫穿室內(nèi),其保溫層外徑為70mm,外表面溫度為55℃,室溫為25℃,墻壁溫度為20℃。試計算每米管路的輻射散熱損失及對流散熱損失。保溫層外表面黑度ε=0.9。
重油和原油在單程套管換熱器中呈并流流動,兩種油的初溫分別為243℃和128℃;終溫分別為167℃和157℃。若維持兩種油的流量和初溫不變,而將兩流體改為逆流,試求此時流體的平均溫度差及它們的終溫。假設在兩種流動情況下,流體的物性和總傳熱系數(shù)均不變化,換熱器的熱損失可以忽略。