Программа итогового государственного экзамена для специальности "Основные процессы химических производств и химическая кибернетика" по направлению "Химическая технология и биотехнология", страница 5

79.  В насадочном абсорбере диаметром 1м поглощается 1,8 кмоль/ч газа из смеси его с воздухом и водой. Начальная концентрация газа в воздухе 0,02 мол. доли, в воде 4∙10-4 мол. доли. Константа Генри для поглощаемого газа 1,32 ат. Абсолютное давление в колонне 6 ат. Процесс абсорбции считать изотермическим. Рабочая линия параллельна равновесной линии. Удельный расход абсорбента превышает минимальный на 10%. Удельная поверхность насадки 100 м23. Коэффициент массоотдачи в газовой фазе 0,002 кмоль/(м2∙с), и жидкой фазе 0,0045  кмоль/(м2∙с). Определить расходы воздуха и воды, а также высоту насадки.

80.  В поверхностном абсорбере с площадью массопередачи 20 м2 происходит очистка смеси газа с воздухом, водой. Начальная концентрация газа в воздухе 0,05 кг/кг, конечная 0,01 кг/кг. Начальная концентрация газа в абсорбенте 0,001 кг/кг. Удельный расход абсорбента 40 кг/кг воздуха. Коэффициент массопередачи 0,01 кг/(м2∙с). Средняя движущая сила процесса 0,015 кг/кг. Определить расходы воздуха и абсорбента.

81.  В ректификационной колонне непрерывного действия изменение рабочих концентраций описывается уравнениями: для верхней части колонны y=0,667x+0,3; для нижней  y=2x-0,1. Равновесная концентрация в паровой фазе, соответствующая исходной смеси, 0,45. Определить концентрацию исходной смеси, продукта и кубового остатка, а также коэффициент избытка флегмы.

82.  В ректификационной колонне разделяется 100 кмоль/ч исходной смеси с содержанием 0,3 мол..доли низкокипящего компонента. Дистиллят имеет концентрацию 0,9 мол.доли, а кубовый остаток 0,05 мол.доли НКК. Равновесная концентрация пара на питающей тарелке 0,55 мол.доли НКК. Определить производительность колонны по дистилляту, кубовому остатку и расход флегмы, если коэффициент избытка флегмы 1,5.

83.  В ректификационной колонне насадочного типа диаметром 1 м происходит разделение исходной смеси с концентрацией 0,3 кг/кг на продукт с концентрацией по низкокипящему компоненту 0,9 кг/кг и кубовый остаток с концентрацией 0,05 кг/кг. Фиктивная скорость пара в колонне 0,8 м/с.  Плотность пара 1,4 кг/м3. Равновесная концентрация низкокипящего компонента в паре на питающей тарелке 0,5 кг/кг. Коэффициент избытка флегмы 2. Удельная поверхность насадки 100 м23. Коэффициент массопередачи в колонне 0,05 кг/(м2∙с). Число единиц переноса по паровой фазе  10. Определить производительность колонны по исходной смеси и дистилляту, а также высоту колонны.

84.  Определить расход воздуха и количество теплоты на сушку 500 кг/ч влажного материала в конвективной сушилке со взвешенным слоем. Энтальпия воздуха на входе в калорифер 45,4 кДж/кг, а влагосодержание 0,01 кг/кг. Парциальное давление воздуха на выходе из сушилки 30 мм.рт.ст., а его энтальпия 160 кДж/кг. Удельный расход теплоты на нагрев материала 100 кДж/кг, потери в окружающую среду 40 кДж/кг. Начальная влажность материала 50%. Теплоемкость пара 2 кДж/(кг∙К), воды 4,2 кДж/(кг∙К). Температура влажного материала 20°С.

85.  Производительность сушилки по исходному влажному материалу 1000 кг/ч, по конечному высушенному материалу 850 кг/ч. Параметры воздуха на входе в калорифер: температура 20°С, влагосодержание 0,01 кг/кг; на выходе из сушилки: температура 55°С, влагосодержание 0,035 кг/кг. Удельный расход теплоты на нагревание материала и потери в окружающую среду 240 кДж/кг исп. влаги. Теплоемкость влаги 4,2 кДж/(кг∙К), теплоту парообразования воды при при 0°С принять 2493 кДж/кг. Определить расходы воздуха и теплоты в калорифере.

86.  В сушилке с частичной рециркуляцией воздуха необходимо высушить 1000 кг/ч влажного материала. Начальная влажность материала 10%, конечная – 1%. Влагосодержание свежего воздуха 0,01 кг/кг, отработанного 0,05. Степень рециркуляции теплоносителя 4. Определить общий расход воздуха, а также расход свежего воздуха.

87. Определить поверхность теплообмена и расход охлаждающей воды в барабанном кристаллизаторе с водяным охлаждением для получения 100 кг/ч кристаллов моногидратов растворенного вещества с молекулярной массой 126 г. Начальная концентрация и температура раствора 50% и 56°С, соответственно. Концентрация и температура маточника 15% и 25°С. Удельная теплота кристаллизации 36 кДж/кг. Теплоемкость исходного раствора, маточника, кристаллов и воды – 2,6; 3,2; 1,3; 4,2 кДж/(кг∙К), соответственно. Коэффициент теплопередачи от раствора к воде 400 Вт/(м2∙К). Температура воды на входе 15°С, на выходе 42°С. Потерями теплоты в окружающую среду пренебречь.