9:15
Surówka w ilości S = 100 kmoli/h, zawierająca xS = 0.40 ułamka molowego składnika bardziej lotnego, jest wprowadzana do kolumny rektyfikacyjnej, gdzie jest rozdzielana na destylat i ciecz wyczerpaną o zawartości xW = 0.05 ułamka molowego składnika lotniejszego. Stopień wyzyskania tego składnika w destylacie wynosi a = 95 %. Określić wielkość powrotu w kolumnie przy warunku R = 1.5.Rmin, wielkości strumieni odcieku i oparów oraz podać w postaci analitycznej równania linii operacyjnych. Lotność względna składników w układzie wynosi α = 1.5. Surówka wprowadzana jest jako ciecz wrząca
W kolumnie absorbuje się dwutlenek siarki w wodzie. Początkowe stężenie SO2 wynosi 4.2 % objętościowych, a stopień absorpcji 0.75. Mieszanina gazowa przepływa z natężeniem G = 950 kg/m2.s, zaś stosunek L/G jest 1.5 razy większy od minimalnego. Obliczyć, ile wyniesie stężenie SO2 w cieczy na wlocie do kolumny, jeżeli zostanie zastosowana recyrkulacja cieczy (stopień recyrkulacji n = 0.7.nmax). Równowagę absorpcyjną opisuje poniższa tabela:
X [ kg/kg ] |
1.10-3 |
3.10-3 |
5.10-3 |
7.10-3 |
Y [ kg/kg ] |
9.44.10-3 |
4.23.10-2 |
7.93.10-2 |
1.21.10-1 |
Masa molowa dla SO2 wynosi 64, natomiast dla powietrza 29.
Materiał wilgotny o zawartości wilgoci 40% masowych suszono w powietrzu o wilgotności Y=0,04 kg/kg i temperaturze 358,15 K pod ciśnieniem 101 325 Pa. Po 30 min masa materiału zmniejszyła się o 14,3 % i od tego momentu szybkość suszenia zaczęła się zmniejszać. Obliczyć czas suszenia materiału do wilgotności X2=0.2 kg/kg. Równowagowa zawartość wilgoci w suszonym materiale wynosi 0.034 kg/kg.
11:15
Mieszaninę dwuskładnikową etanol-woda w ilości 35,25 kmoli (1000 kg) o stężeniu 0.37 uł. Mol. Etanolu należy poddać destylacji różniczkowej pod ciśnieniem atmosferycznym tak, aby ciecz pozostała w kotle miała stężenie 0.03 uł. Mol. Etanolu. Obliczyć dla tych warunków ilość cieczy wyczerpanej, ilość destylatu i jego średni skład. Równowagę dla układu etanol-woda opisuje tabela:
x |
0.01 |
0.03 |
0.05 |
0.1 |
0.2 |
0.3 |
0.4 |
0.5 |
y |
0.114 |
0.241 |
0.322 |
0.438 |
0.529 |
0.583 |
0.617 |
0.652 |
Do kolumny absorpcyjnej dopływa mieszanina dwutlenku siarki z powietrzem o stężeniu początkowym 10% objętościowych SO2. Jako absorbenta używa się czystej wody. Proces prowadzony jest pod ciśnieniem 105 Pa i w temperaturze 303 K. Zależność równowagowa dla tej temperatury dana jest tabelą
X [kg/kg] |
0.0005 |
0.0010 |
0.002 |
0.003 |
0.005 |
0.007 |
0.01 |
P [Pa] |
227 |
627 |
1570 |
2630 |
4800 |
6940 |
1054 |
Masy molowe dwutlenku siarki i powietrza wynoszą odpowiednio 64 i 29.
Obliczyć minimalne zużycie wody na 1 kg powietrza oraz stężenie cieczy opuszczającej absorber przy 3-krotnie większym zużyciu wody od minimalnego.
W adiabatycznej suszarce współprądowej suszy się S'=120 kg/h wilgotnego materiału o wilgotności początkowej W1=20 % masowych. Powietrze używane do suszenia tego materiału przepływa z natężeniem G'=1000 kg/h, jego temperatura na wlocie do suszarki wynosi t1=70 °C a wilgotność względna ϕ1=20 %. Wiedząc, że powietrze odlotowe z suszarki ma wilgotność ϕ2=60 % należy obliczyć wilgotność końcową suszonego materiału (w procentach masowych).
13:15
100 kg mieszaniny eteru dwuetylowego i czterochlorku węgla zawierającej 30% eteru poddano destylacji równowagowej otrzymując destylat zawierający 50% eteru. Obliczyć skład cieczy wyczerpanej oraz ilość destylatu. Równowagę dla rozdzielanego układu podaje tabela:
Uł. mas. eteru w cieczy |
0,132 |
0,191 |
0,299 |
0,419 |
0,505 |
0,658 |
0,812 |
Uł. mas. eteru w parze |
0,325 |
0,419 |
0,59 |
0,731 |
0,812 |
0,901 |
0,959 |
Powietrze o zawartości 8.93*10-3 kg NH3/kg pow. Jest oczyszczane metodą absorpcji w przeciwprądowej kolumnie wypełnionej. Strumień gazu obojętnego wynosi 1.5 kg/m2s, a cieczy 1 kg/m2s. Stopień zaabsorbowania amoniaku wynosi 90%. Jak zmieni się stopień zaabsorbowania przy dwukrotnym wzroście przepływu cieczy. W rozważanym zakresie stężeń równowagę absorpcyjną można opisać równaniem Y=0.471X. Współczynniki wnikania masy po stronie ciekłej i gazowej wynoszą odpowiednio kXa=2.74 kg/m3s kYa=2.54 kg/m3s.
Materiał wilgotny o zawartości wilgoci 40% masowych suszono w powietrzu o wilgotności Y=0,04 kg/kg i temperaturze 358,15 K pod ciśnieniem 101 325 Pa. Po 30 min masa materiału zmniejszyła się o 14,3 % i od tego momentu szybkość suszenia zaczęła się zmniejszać. Obliczyć czas suszenia materiału do wilgotności X2=0.2 kg/kg. Równowagowa zawartość wilgoci w suszonym materiale wynosi 0.034 kg/kg.