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用45kg纯溶剂S萃取污水中的某溶质组分A 料液处理量为39kg 其中组分A的质量比为XmF=0.3 而且S与料液组分B完

大学 2021-04-10 18:59:55 组分,溶质,溶剂已帮助人

用45kg纯溶剂S萃取污水中的某溶质组分A，料液处理量为39kg，其中组分A的质量比为X_mF=0.3，而且S与料液组分B完全不互溶，两相平衡方程Y_m=1.5X_m，分别计算单级萃取、两级错流萃取(每级萃取剂用量相同)和两级逆流萃取组分A的萃出率。

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答案解析

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(1)单级萃取
料液中B的量为
B=39/1.3kg=30kg
根据物料衡算
B×XmF=S×ymE+B×XmR
又因为YmE=1.5XmR，所以萃余相溶质质量比为
$latex.action?latex=WF97bVJ9PVxmcmFje0JYX3ttRn19e0IrMS41U309XGZyYWN7MzBcdGltZXMgMC4zfXszMCsxLjVc%0D%0AdGltZXMgNDV9PTAuMDky$
所以溶质A的萃出率为69.3%。
(2)两级错流
两级错流的情况下，每级的萃取剂用量为22.5kg，则第一级萃余相的浓度为
$latex.action?latex=WF97bVIxfT1cZnJhY3tCWF97bUZ9fXtCKzEuNVNfMX09XGZyYWN7MzBcdGltZXMgMC4zfXszMCsx%0D%0ALjVcdGltZXMgMjIuNX09MC4xNA%3D%3D$
因为第一级的萃余相浓度就是第二级的原料液浓度，因此可以计算第二级的萃余相浓度。
$latex.action?latex=WF97bVIyfT1cZnJhY3tCWF97bVIxfX17QisxLjVTXzJ9PVxmcmFjezMwXHRpbWVzIDAuMTR9ezMw%0D%0AKzEuNVx0aW1lcyAyMi41fT0wLjA2Ng%3D%3D$
因此溶质A的萃出率为78%。
(3)两级逆流
两级逆流的物料衡算为
B×(XmF-Xm1)=S×(Ym1-Ym2)，B×(Xm1-Xm2)=SYm2
又根据相平衡方程
Ym=1.5Xm
由以上三个方程式可以求得X2=0.036，所以溶质A的萃出率为88%。