0.68 0.79 1.04 1.60 3.75 85.35 80.16 71.33 62.67 50.20 13.97 19.05 27.63 35.73 46.05 78.32 71.01 58.21 47.53 33.70 0.90 1.33 2.40 4.26 8.90 20.78 27.66 39.39 48.21 57.40 试求：（1）所需萃取剂的质量；

（2）所得萃取相的质量及其含丙酮的质量分率；

（3）求萃取相与萃余相间的分配系数kA，溶剂的选择性系数?； （4）若将萃取相的萃取剂全部回收后，所得萃取液的质量及组成。

4. 某混合物含溶质A为30％(质量％,下同)，稀释剂B为70％，拟用单级萃取加以分离，要求萃余相中A的浓度xAR不超过10％。在操作条件下，物系的溶解度曲线如附图所示，试求：

（1）当xAR= 0.1时，溶质A的分配系数kA=1，所需溶剂S/F为多少？所得萃取液的浓度为多少？过程的选择性系数为多少？

（2）当xAR= 0.1时，溶质A的分配系数kA=2.0，所需溶剂比，所得萃取液的浓度及过程的选择性系数有何变化？

（3）由（1）、（2）两小题计算结果，说明什

么问题？ 习题 4 附图

5. 以二异丙醚在逆流萃取器中使HAc水溶液的HAc含量由30％降到5％（重量％），萃取剂可认为是纯态，其流量为原料液的2倍，应用三角形图解法求出所需的理论级数。操作温度为20℃，此温度下的平衡数据如下表所示。

醋酸（A）－水（B）－二异丙醚（S）在20℃下的平衡数据（质量％） 水 相 序号 A％ 1 2 3 4 5 6 7 0.69 1.40 2.70 6.40 13.30 25.50 37.00 B％ 98.10 97.10 95.70 91.70 84.40 71.10 58.60 S％ 1.20 1.50 1.60 1.90 2.30 3.40 4.40 A％ 0.18 0.37 0.79 1.90 4.80 11.40 21.60 B％ 0.50 0.70 0.80 1.00 1.90 3.90 6.90 S％ 99.30 98.90 98.40 97.10 93.30 84.70 71.50 异丙醚相 8 9

44.30 46.40 45.10 37.10 10.60 16.50 31.10 36.20 10.80 15.10 58.10 48.70 6. 原料液含溶质A的浓度为25％（质量），其余为稀释剂B。稀释剂B与萃取剂S完全不互溶。若用四级错流接触萃取，每一级加入的纯溶剂量均相等。已知原料液的加入流率为4kg/s。各级的溶剂比（质量比）均为0.43(S/F)。试求从第四级排出的萃余液相流率及组成。物系平衡数据列于下表中： R相 X(kgA/kgB) 0 0.05 0.10 0.15 0.20 E相 Y(kgA/kgS) 0 0.05 0.095 0.135 0.170 R相 X(kgA/kgB) 0.25 0.30 0.35 0.40 0.50 E相 Y(kgA/kgS) 0.203 0.232 0.256 0.275 0.280 7. 每小时处理200kg含丙酮50％的水溶液，以氯苯为萃取剂进行多级逆流萃取。溶剂比（S/F）为1:1。要求最终萃余相中丙酮的浓度不大于2％。试求：

（1）理论萃取级数；

（2）最终萃取相以及脱除全部溶剂后的最终萃取液（E'）的组成与流率（三角形坐标图解）。

操作条件下的平衡数据列于下表： 水层（质量％） 丙酮（A） 0 10 20 30 40 50 60 60.58 水（B） 99.89 89.79 79.69 69.42 58.64 46.28 27.41 25.66 氯苯（S） 0.11 0.21 0.31 0.58 1.36 3.72 12.59 13.76 丙酮（A） 0 10.79 22.23 37.48 49.44 59.19 61.07 60.58 氯苯层（质量％） 水（B） 0.18 0.49 0.79 1.72 3.05 7.24 22.85 25.66 氯苯（S） 99.82 88.72 76.98 60.80 47.51 33.57 15.08 13.76 8. 某混合液含有A、B两组分，用纯溶剂S进行多级逆流萃取。B与S基本不互溶。已知原料液含溶质的浓度为0.02(kgA/kgB)，处理量为2000kg/h。溶剂比S/F为1.2。最终萃余相的质量组成要求不大于0.004。试求：

（1）所需论级数；

（2）最少萃取剂用量（kg/h）。

该物系的分配曲线数据列于下表中（质量％） x, kgA/kgB y, kgA/kgB 0.002 0.0018 0.006 0.0052 0.01 0.0085

0.014 0.012 0.018 0.0154 0.020 0.0171 思 考 题

1. 液－液萃取操作得以实现的必要条件是什么？与用蒸馏方法进行组分的分离过程有何不同？

2. 三角形相图如何用来表示三元物系的液－液相平衡关系，试举例说明。该相图在萃取分离操作中有何应用？

3. 临界混溶点的物理意义是什么？

4. 温度条件对萃取操作有何影响？如何选择萃取操作的温度？

5. 分配系数kA﹤1,是否说明所选择的萃取剂不适宜？如何判断用某种溶剂进行萃取分离的难以与可能性？

6. 写出选择性系数的数学表达式，并由?值的大小说明它的含义。

7. 萃取剂用量的多少，对萃取分离过程有何影响？对于组分B、S部分互溶的物系，如何确定最小溶剂用量？

8. 萃取塔在操作时，液体流速的大小对操作有何影响？

9. 当物系及萃取剂均已确定之后，为提高萃取效率还应考虑哪些因素？

第九章 干 燥

例1. 将温度为120℃、湿度为0.15kg水/kg干空气的湿空气在101.3kPa的恒定总压下加以冷却。试分别计算冷却至以下温度每千克干空气所析出的水分及?：

（1）冷却至100℃； （2）冷却至50℃； （3）冷却至20℃；

（4）若原状态空气1000m3冷却至20℃，将析出多少kg水？ 解：该空气在原状态下的水汽分压为 p

?0.622? 由 0.15 = H 得 p = 19.68kPa

pp?0.622?P?p101.3?p

查120℃，饱和蒸汽压 ps = 198.6kPa

p19.68???100%??100%?9.91%p198.6s （1）100℃时，ps = 101.3kPa > p = 19.68kPa，

??

p19.68?100%??100%?19.42%ps101.3﹤1

不会有水析出，此时 H 仍为0.15kg水/kg干空气 （2）水在50℃时，ps = 12.33kPa > p = 19.68kPa 空气的饱和湿度为：

Hs?0.622?

p12.33?0.622??P?p101.3?12.330.0862kg水/kg干空气

则：每kg干空气析出水：

0.15 - 0.0862 = 0.0638kg ?s = 1

（3）同理，查20℃，ps = 2.338kPa

Hs?0.622?

2.338?0.0147kg水/kg干空气 101.3?2.338每kg干空气析出水：

0.15 - 0.0147 = 0.1353kg ?s = 1

可见，当总压一定时，空气接纳水分的能力随温度升高而增大。因此在干燥过程中，通常湿空气经预热至一定温度后进干燥器。

（4）原状态下湿空气的比容：

vH?(0.773?1.244H)273?t273

273?120273= 1.38m3湿空气/kg干空气

?(0.773?1.244?0.15)

1000m3湿空气相当于：

1000/1.38 = 723.9kg干空气

析出水量：723.9×(H120－H20)

℃

℃

= 723.9×(0.15－0.0147)= 97.94kg

例2. 某湿物料的初始含水量为5％，干燥后的含水量为1％（均为湿基），湿物料处理

量为0.5kg/s，空气的初始温度为20℃，初始湿含量为0.005kg水/kg干空气。假设所有水分皆在表面汽化阶段除去，干燥设备保温良好，空气的出口温度选定为70℃，试求将空气预热至150℃进入干燥器，此干燥过程所需供热量及热效率各为多少？

解：据题意，若忽略被蒸发水分带入干燥的热量，本干燥过程是理想的，气体在干燥器内的状态变为等焓过程，即：

(1.01+1.88H1)t1 + 2500H1 = (1.01+1.88H2)t2 + 2500H2 H1 = H0 = 0.05kg水/kg干空气

H2?

(1.01?1.88H1)t1?2500H1?1.01t22500?1.888t2

(1.01?1.88?0.005)?150?2500?0.005?1.01?702500?1.888?70

H2? = 0.036kg水/kg干空气

所需空气量可由物料衡算式求出：