第七章萃取与干燥.docx
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第七章萃取与干燥
一、填空题
1．萃取操作的依据是混合液中各组分在萃取剂S中溶解度的差异 。
2．选择性系数β=∞出现在B和S不互溶 物系中。
3．总压恒定下，t一定，td增加，则pw增大；φ增大；I增大；tw增大 。
4．干燥时，空气湿度H增加，则物料临界含水量Xc 减小，平衡含水量X*增大。
减小热气温度t，则Xc减小，X*增大 。
5．在恒定干燥条件下，已知：
X*=10%，Xc=30%，结合水为20%（均为干基）。
今有湿料200kg，含水40%（湿基）与热空气长时间充分接触，则：
（1）干燥过程除去非结合水= 56 kg；
（2）降速阶段除去的结合水= 12 kg。
6．恒定的干燥条件是指空气温度、湿度、流速以及与物料的接触方式 都不变。
7．在实际的干燥操作中，常常用干湿球温度计 来测量空气的湿度。
二、选择题
1．单级萃取中，若加入的纯溶剂S增加，其他操作条件不变，则萃取液组成 D 。
A 变大 B 变小 C 不变 D 不确定
2．进行萃取操作时应使：
C
A 分配系数大于1 B 分配系数小于1
C 选择性系数大于1 D 选择性系数小于1
3．物料的平衡水分一定是 C 。
A 非结合水份 B 自由水分 C 结合水份 D 临界水分
4．空气的干球温度为t，湿球温度为tw，露点温度为td，当空气的相对湿度为98%时，则B
A t=tw=td B t>tw>td C ttw=td
5.同一物料,若恒速段的干燥速率增加,则临界含水量 A
A 变大 B 变小 C 不变 D 不确定
6．同一物料，在一定的干燥速率下，物料越厚，则临界含水量越B 。
A 低 B高 C 不变 D 不一定
7．湿空气在预热过程中不变化的参数是C
A 焓 B 相对湿度 C 露点温度 D 湿球温度
8．相对湿度、绝热饱和温度、露点温度、湿球温度中，与空气的温度无关的是C
A 相对湿度 B 绝热饱和温度 C 露点温度 D 湿球温度
9．真空干燥的优点是：
C
A 省钱 B 干燥速率缓慢
C 能避免物料发生不利反应 D 能避免表面硬化
三、计算题
1．欲将A、B混合物在多级逆流萃取设备中加以分离。
使用纯溶剂S=40kg/h，B—S完全不互溶，稀释剂B=30kg/h。
且知分配系数k=YA/XA=1.5（Y、X均指比质量分率），进料组成Xf=0.3kgA/kgB，要求最终组成XN=0.05kgA/kgB。
试求完成分离任务所需的理论级数。
解：
B－S完全不互溶时，多级逆流萃取的计算可用图解法（画梯级）和解析法两种方法。
（1）图解法：
操作线方程
表示过点
，斜率为3/4的直线。
在操作线和分配曲线间画梯级，即可得理论级数为1.8。
0.3
Y
X
XN
O
（2）分配曲线为过原点的直线时可用解析法：
萃取因子为：
2.某湿物料的处理量为1000kg/h，温度为20℃，湿基含水率为4%，在常压下用热空气进行干燥，要求干燥后产品的湿基含水率不超过0.5%，物料离开干燥器时温度升至60℃，湿物料的平均比热容为3.28KJ/kg绝干料.℃，空气的初始温度为20℃，相对湿度为50%，若将空气预热至100℃后进入干燥器，出干燥器的温度为50℃，湿度为0.02kg/kg绝干料，干燥过程的热损失约为预热器供给热量的10%，试求：
（1）新鲜空气消耗量L0
（2）干燥系统消耗的总热量Q
（3）干燥系统的热效率η，若干燥系统保温良好，热损失可忽略时，热效率可提高多少？
解：
（1）新鲜空气消耗量L0
（2）
（3）
，
3.常压下以温度为20℃，温度为0.01kg/kg绝干气的新鲜空气为干燥介质，干燥某种物料，空气在预热器中被加热至120℃后送入干燥器，离开干燥器时的温度为60℃，湿度为0.05kg/kg绝干气。
湿物料的初始温度为30℃，湿基含水率为20%，干燥后的产品量为60kg/h，湿基含水量为5%，物料温度为50℃，绝干物料比热容为1.0KJ/kg℃，忽略热损失，求：
（1）风机入口体积的流量，
（2）预热器消耗的热量
（3）向干燥器补充的热量
解：
（1）风机入口体积的流量
先求绝干空气耗量L，再利用湿空气比容求空气体积流量
，其中
（2）预热器消耗的热量
（3）向干燥器补充的热量
湿空气的焓
，则
湿物料的焓
，则
4.在一常压连续干燥器中,湿物料处理量为0.8kg/s,物料含水量由5%干燥到1%（均为湿基）.空气初始温度为20℃、湿度为0.05kg/kg干空气，空气离开干燥器时的温度为55℃。
为保证干燥产品的质量，要求进入干燥器的空气温度不得高于90℃。
试求以下两种情况下所需的空气量，kg干空气/s和耗热量，kW。
假设干燥过程为理想干燥过程。
1）将新鲜空气预热到90℃进入干燥器进行干燥操作。
2）采用废气循环，即将循环废气返回到干燥器入口，与出预热器的新鲜空气混合，循环气中绝干空气量为干燥器出口废气中绝干空气量的2/3，混合气温度tm为90℃，再进入干燥器进行干燥操作。
解：
（1）
，其中
kg/kg干空气
求H2：
由于是理想干燥过程，故
绝干空气消耗量为：
kg干空气/s
耗热量：
对于理想干燥过程，有
又
故
（2）
作包括预热器和干燥器在内的整个干燥系统的物料衡算：
式中：
，
kg/kg干空气，还需求H2。
仍利用I2计算H2。
由于是理想干燥过程，故
对混合气做焓衡算：
，故
（a）
对混合气做水分衡算：
（b）
联立（a）、（b）两式可得：
因此绝干空气消耗量为：
kg干空气/s
耗热量的计算：
做包括循环气在内的整个干燥系统的热量衡算：
说明：
当被干燥物料不允许与高温气流接触时可采用废气再循环流程，因为废气与新鲜空气混合后可使干燥器进口温度降低，同时可减少空气用量和热消耗量，提高干燥过程的热效率。
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