化工原理下簡(jiǎn)捷法多側(cè)線塔高塔徑ppt課件.ppt

精餾塔理論板層數(shù)除了可用前述的逐板計(jì)算法和圖解法求算外 還可用簡(jiǎn)捷法計(jì)算 通常采用的簡(jiǎn)捷法為吉利蘭關(guān)聯(lián)圖 吉利蘭關(guān)聯(lián)圖 1 5 6簡(jiǎn)捷法求理論板層數(shù) 1 先按設(shè)計(jì)條件求出最小回流比Rmin 并選擇操作回流比R 計(jì)算全回流下的最少理論板層數(shù)Nmin 利用吉利蘭關(guān)聯(lián)圖 計(jì)算全塔理論板層數(shù)N 用精餾段的最小理論板層數(shù)Nmin1代替全塔的Nmin 確定適宜的進(jìn)料板位置 簡(jiǎn)捷法求理論板層數(shù)的步驟 2 由芬斯克方程式 m1為精餾段平均相對(duì)揮發(fā)度 3 待分離的物系為水溶液 1 直接蒸汽加熱應(yīng)用背景及意義 省掉再沸器 減少設(shè)備費(fèi) 水為難揮發(fā)組分 提高加熱蒸汽利用率 節(jié)約能耗 減少操作費(fèi) 直接蒸汽加熱的應(yīng)用背景 直接蒸汽加熱的意義 1 5 7幾種特殊情況下理論板層數(shù)的求法 1 直接蒸汽加熱 4 直接蒸汽加熱 5 直接蒸汽加熱精餾塔的精餾段操作線和q線與常規(guī)塔相同 但提餾段操作線方程應(yīng)予修正 2 直接蒸汽加熱理論板層數(shù)的計(jì)算 總物料衡算 易揮發(fā)組分衡算 6 對(duì)于塔內(nèi)恒摩爾流動(dòng) 當(dāng) 則 提餾段操作線與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為g xW 0 提餾段操作線方程 一 直接蒸汽加熱 7 xD a b xW c xF e f d 1 2 3 4 5 直接蒸汽加熱時(shí)理論板層數(shù)的圖解法 8 在工業(yè)生產(chǎn)中 時(shí)常會(huì)遇到所分離的原料液組成不同或所需的產(chǎn)品組成不同 此種情況需要采用多側(cè)線的精餾塔 多側(cè)線進(jìn)料 多側(cè)線出料 多側(cè)線的精餾塔 2 多側(cè)線的精餾塔 9 1 多側(cè)線進(jìn)料 分離組分相同而濃度不同原料液 則應(yīng)在不同塔板位置上設(shè)置相應(yīng)進(jìn)料口 多側(cè)線進(jìn)料 兩股進(jìn)料的精餾塔 精餾段 提餾段 中間段 10 總物料衡算 易揮發(fā)組分衡算 操作線方程 二 多側(cè)線的精餾塔 中間段 11 各段間氣 液負(fù)荷的關(guān)系 二 多側(cè)線的精餾塔 12 兩股進(jìn)料的精餾塔最小回流比的確定 由ab線斜率求Rmin1 由ck線斜率求Rmin2 選擇較大者作為Rmin 13 2 多側(cè)線出料 為了獲得不同規(guī)格的精餾產(chǎn)品 則可根據(jù)所要求的產(chǎn)品組成在塔的不同位置上開設(shè)側(cè)線出料口 多側(cè)線出料 有側(cè)線采出的精餾塔 精餾段 提餾段 中間段 14 總物料衡算 易揮發(fā)組分衡算 操作線方程 中間段 15 有側(cè)線采出精餾塔的操作線 16 1 板式塔有效高度的計(jì)算 1 基本計(jì)算公式 板式塔有效高度是指安裝塔板部分的高度 其計(jì)算方法是 先通過板效率將理論板層數(shù)換算為實(shí)際板層數(shù) 再選擇合適的板間距計(jì)算板式塔的有效高度 實(shí)際塔板層數(shù) 塔板間距 1 5 8塔高和塔徑的計(jì)算 17 2 塔板效率 塔板效率反映了實(shí)際塔板的氣液兩相傳質(zhì)的完善程度 1 總板效率 總板效率反映塔中各層塔板的平均效率 因此它是理論板層數(shù)的一個(gè)校正系數(shù) 其值恒小于1 全塔效率 18 2 單板效率 單板效率又稱默弗里 Murphree 效率 它是以混合物經(jīng)過實(shí)際板的組成變化與經(jīng)過理論板的組成變化之比來表示的 單板效率既可用氣相組成表示 也可用液相組成表示 分別稱為氣相單板效率和液相單板效率 19 氣相單板效率 液相單板效率 單板效率分析 20 3 點(diǎn)效率 點(diǎn)效率是指塔板上各點(diǎn)的局部效率 點(diǎn)效率分析 21 3 填料塔有效高度的計(jì)算 基本計(jì)算公式 等板高度獲取途徑 經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算 查有關(guān)填料手冊(cè) 實(shí)驗(yàn)測(cè)定 22 1 基本計(jì)算公式 精餾段與提餾段分別計(jì)算 相差不大取較大者作為塔徑 相差較大采用變徑塔 計(jì)算塔徑后應(yīng)進(jìn)行圓整 精餾塔直徑計(jì)算式 提示 2 塔徑 23 2 蒸氣體積流量的計(jì)算 精餾段體積流量的計(jì)算 操作壓力較低時(shí) 氣相可視為理想氣體混合物 24 提餾段體積流量的計(jì)算 操作壓力較低時(shí) 氣相可視為理想氣體混合物 25 冷凝器的熱量衡算 kJ h 冷凝器的熱負(fù)荷 以單位時(shí)間為基準(zhǔn) 對(duì)冷凝器熱量衡算 忽略熱損失 1 5 9連續(xù)精餾裝置的熱量衡算和節(jié)能 1 塔頂冷凝器熱量衡算 26 2 塔低再沸器熱量衡算 飽和蒸汽加熱 加熱蒸汽的汽化熱 27 3 精餾過程的節(jié)能途徑 1 減小操作回流比 R L V 能耗 R NT NP一定 需提高ET 采用高性能新型塔板代替原有塔板 提高效率 采用高效塔填料代替原有塔板 提高效率 示例 28 2 降低塔釜操作溫度 塔壓降 P 釜溫tW 能耗 采用高效塔填料代替原有塔板 降低塔壓降 示例 29 3 熱泵精餾 將塔頂蒸氣絕熱壓縮升溫 作為再沸器的熱源 將再沸器中的液體部分汽化 而壓縮氣體本身冷凝成液體 經(jīng)節(jié)流閥后一部分作為塔頂產(chǎn)品采出 另一部分作為塔頂回流液 熱泵精餾技術(shù) 1 精餾塔2 壓縮機(jī)3 再沸器4 節(jié)流閥 30 4 多效精餾 將幾個(gè)精餾塔串聯(lián) 操作壓力依次降低 前一精餾塔的塔頂蒸氣作為后一精餾塔的再沸器的加熱介質(zhì) 故除兩端精餾塔外 中間的精餾塔不需從外界引入加熱和冷卻介質(zhì) 多效精餾技術(shù) P1 P2 P3t1 t2 t3 31 5 原料預(yù)熱 將原料預(yù)熱可回收精餾過程的熱能 減少精餾過程的能耗 原料預(yù)熱有兩種流程 用塔頂蒸氣預(yù)熱原料 用塔釜采出液預(yù)熱原料 32 原料預(yù)熱回收精餾過程的熱能 33 原料預(yù)熱回收精餾過程的熱能 34 1 5 10精餾塔的操作和調(diào)節(jié) 自學(xué) 物料平衡對(duì)精餾操作的影響和制約 塔頂回流對(duì)精餾操作的影響和制約 進(jìn)料組成和熱狀況對(duì)精餾操作的影響和制約 精餾產(chǎn)品的質(zhì)量控制和調(diào)節(jié) 自學(xué)提綱 35 思考題 作業(yè)題 12 13 15 1 多側(cè)線的精