食 品 工 程 原 理 課 件 第七章 傳質(zhì)原理及應(yīng)用

歡迎進(jìn)入第七章海南大學(xué)食品學(xué)院

林向東

2013.06第七章

傳質(zhì)原理及應(yīng)用

本章教學(xué)目的與要求學(xué)習(xí)傳質(zhì)的基本概念，分子擴(kuò)散與渦流擴(kuò)散、擴(kuò)散系數(shù)的影響因素；掌握穩(wěn)定分子擴(kuò)散的基本計(jì)算及應(yīng)用、吸收與解吸的基本原理；掌握蒸餾與精餾的概念，填料塔和板式塔的流體力學(xué)特性及各自的特點(diǎn)；掌握兩組分連續(xù)精餾的基本原理，理解理論塔板數(shù)的確定方法及塔效率的概念。

概述：

食品工程原理以單元操作為單位劃分又綜合形成完整的系統(tǒng)；概括為“三傳”過(guò)程。

對(duì)均相物系，要定向進(jìn)行分離，一般是采用平衡分離。但需利用另外一相，依組分物質(zhì)在兩相中的性質(zhì)(溶解度、揮發(fā)度等)產(chǎn)生的差異，將其中的某物轉(zhuǎn)向另一相而實(shí)現(xiàn)分離。非均相(質(zhì)點(diǎn)流體力學(xué))、均相

(物質(zhì)傳遞)另一分離稱速率分離，氣體擴(kuò)散、電泳等物質(zhì)從一相向另一相轉(zhuǎn)移的過(guò)程

——質(zhì)量傳遞食品工程中重要的傳質(zhì)過(guò)程：

傳質(zhì)過(guò)程吸收、吸附、離子交換、膜分離浸提、萃取、超臨界流體萃取食品的干燥蒸餾、精餾相際間傳質(zhì)建立模型傳質(zhì)推動(dòng)力濃度差(溫度,壓力,電場(chǎng))相際傳質(zhì)過(guò)程的極限是相際平衡。以擴(kuò)散為基礎(chǔ)，與換熱器中對(duì)流間壁式傳熱有很多相似之處，但比傳熱過(guò)程更加復(fù)雜。重點(diǎn)描述傳質(zhì)過(guò)程中的速率及主要的影響因素。膜分離、離子交換、超臨界流體萃取?！?

傳質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)擴(kuò)散作用（現(xiàn)象）：一、混合物組成的表示法1、質(zhì)量濃度與摩爾濃度2、質(zhì)量分?jǐn)?shù)與摩爾分?jǐn)?shù)3、質(zhì)量比與摩爾比惰性組分——指?jìng)髻|(zhì)過(guò)程中不在相際傳遞的物質(zhì)。即在傳質(zhì)過(guò)程中質(zhì)量不發(fā)生變化的物質(zhì)。4、氣體總壓與組分的分壓二、相平衡及計(jì)算

20℃氨在空氣與水兩相間的平衡關(guān)系NH3在空氣相與水相中的平衡關(guān)系0.50.7101.3KPa三、傳質(zhì)速度與傳質(zhì)通量uAuBu

m

(u)uA－u(uA－um)uB－u(uB－um)靜止平面混合物面1、傳質(zhì)速度主體流動(dòng)速度擴(kuò)散速度絕對(duì)速度絕對(duì)速度＝主體流動(dòng)速度

＋擴(kuò)散速度

uA＝

um

＋

(uA

－um)

2、傳質(zhì)通量———傳質(zhì)速率

單位時(shí)間內(nèi)，通過(guò)垂直于傳質(zhì)方向上單位面積物質(zhì)的量。用傳質(zhì)速度與濃度的乘積表示。a.以絕對(duì)速度表示：ni

=r

iuin=Snikg/(㎡·s)

Ni

=c

iui

N=SNikmol/(㎡·s)b.以擴(kuò)散速度表示：ji

=r

i

(ui

－u)kg/(㎡·s)Ji=ci(ui－u)kmol/(㎡·s)

j=SjiJ

=

S

J

i§2

傳質(zhì)原理一、質(zhì)量傳遞的方式1、分子傳質(zhì)（分子擴(kuò)散）分子擴(kuò)散：因濃度差引起的僅靠分子無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的宏觀統(tǒng)計(jì)結(jié)果的傳質(zhì)現(xiàn)象。A＋BA＋BJAJBcA1cB1cA2cB2相間質(zhì)量傳遞三步驟Ficklaw

傳質(zhì)速率與濃度梯度的大小成正比。7－2－1組分的實(shí)際傳質(zhì)通量＝分子擴(kuò)散通量＋主體流動(dòng)通量7－2－22、渦流擴(kuò)散：3、對(duì)流傳質(zhì)：依靠流體湍動(dòng)和漩渦而引起的質(zhì)點(diǎn)物質(zhì)的擴(kuò)散。指兩相界面間因流體流動(dòng)引起的物質(zhì)傳遞過(guò)程。二、分子傳質(zhì)（擴(kuò)散）1、氣體中的穩(wěn)態(tài)分子擴(kuò)散（雙向、單向）⑴、等分子雙向擴(kuò)散：二元?dú)怏w混合物在總壓和溫度不變時(shí)，兩組分的擴(kuò)散通量相等。ABJAJBpA1>pB1<pA2pB2p=pA+pBNBNA壓力距離pA1pB2pB1pA27－2－3⑵、單向擴(kuò)散主體流動(dòng)（總體流動(dòng)），單向擴(kuò)散描述Nm主體流動(dòng)與擴(kuò)散流的區(qū)別：擴(kuò)散流是微觀運(yùn)動(dòng)的宏觀表現(xiàn)，傳遞的是組分A或B；主體流動(dòng)是宏觀運(yùn)動(dòng)，攜A、B流向界面2。12JAJBNANAJB空氣+酸酸酸堿液為便于比較與單分子擴(kuò)散的差別，需替換p或c7－2－3P/PBM

(C/CBM)的作用如順?biāo)浦邸ＷC明主體流動(dòng)將加強(qiáng)分子擴(kuò)散，使其通量加大，故將其稱“漂流因子”或移動(dòng)因子。當(dāng)A組分濃度很小時(shí)，P/PBM≈1，則單向擴(kuò)散近于等分子擴(kuò)散。PZPB1PA1PB2PA2理想態(tài)的精餾、離子交換屬于等分子雙向擴(kuò)散；結(jié)晶、吸收、吸附、浸取屬于單向擴(kuò)散。2、液態(tài)中的穩(wěn)態(tài)分子擴(kuò)散⑴、等分子反向擴(kuò)散⑵、單向擴(kuò)散3、固體中的穩(wěn)態(tài)分子擴(kuò)散3.1.與固體內(nèi)部結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)的穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散3.2.在多孔固體中的穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散4、分子擴(kuò)散系數(shù)D擴(kuò)散系數(shù)是分子擴(kuò)散的重要參數(shù)之一，也是表征物質(zhì)傳遞特性的參數(shù)，標(biāo)志著物質(zhì)在介質(zhì)中借助于某種動(dòng)力而遷移的能力。

影響因素：介質(zhì)種類和含量、溫度、壓力基礎(chǔ)工作、資料、經(jīng)驗(yàn)公式4.1.氣體中的擴(kuò)散系數(shù)

氣體擴(kuò)散系數(shù)受濃度影響小，0.1～1㎝2/s，比液態(tài)大105

倍。食品工程中液態(tài)擴(kuò)散系數(shù)使用較多；液體擴(kuò)散系數(shù)與濃度C

密切相關(guān)，但壓力的影響作用?？陕浴常用經(jīng)驗(yàn)公式估算，如水蒸氣在空氣中的擴(kuò)散系數(shù)公式為：4.2.液體中的擴(kuò)散系數(shù)三、對(duì)流傳質(zhì)（擴(kuò)散）1、對(duì)流傳質(zhì)類型與機(jī)理按發(fā)生原因分為：自然對(duì)流和強(qiáng)制對(duì)流；（層流、湍流）按流體作用方式分為：固—液界面，液—液界面。CA1CA2ZCA＝f(Z)2、對(duì)流傳質(zhì)系數(shù)kmol/s3、相際傳質(zhì)模型物理模型

——對(duì)于難以用數(shù)學(xué)方法描述的過(guò)程通過(guò)需簡(jiǎn)化成某種物理圖像加以描述，稱為物理模型。對(duì)模型進(jìn)行求解，得出理論式；再與實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較，最后確定其正確性。雙膜模型、溶質(zhì)滲透模型、表面更新模型。雙膜模型雙阻力模型有效膜模型濃度傳質(zhì)方向GL界面ZGZL靜止氣膜靜止液膜

要點(diǎn)：氣液相界面穩(wěn)定，有靜止膜，屬分子擴(kuò)散；界面上氣液平衡；靜止膜外濃度一致。Whiteman1923從上式看，有效膜厚度與對(duì)流狀態(tài)有關(guān)，而與組分的擴(kuò)散系數(shù)無(wú)關(guān)。但實(shí)驗(yàn)參數(shù)表明：說(shuō)明Z是與D有關(guān)的，故Z并不是真正意義上的有效膜厚，而是一虛擬膜厚，故此式應(yīng)用有限制。溶質(zhì)滲透模型：適于兩相間高度湍動(dòng)難溶氣體吸收的狀況，屬非穩(wěn)態(tài)的傳質(zhì)模型。

無(wú)穩(wěn)定相界面和穩(wěn)定擴(kuò)散，由于溶質(zhì)的液相擴(kuò)散系數(shù)小，故開(kāi)始從界面進(jìn)入液膜到建立穩(wěn)定的濃度梯度需要一定的時(shí)間。溶質(zhì)從相界面向液膜深度逐漸滲透，故稱溶質(zhì)滲透理論。簡(jiǎn)化：氣液接觸時(shí)，液相中微元向界面移動(dòng)，因有濃度梯度的存在，短時(shí)間里在界面上發(fā)生不穩(wěn)定傳質(zhì)，隨時(shí)間延長(zhǎng)，滲透越深入。經(jīng)過(guò)等距離的時(shí)間qc，舊的流體被新的流體置換回到液相主體中去。等待再一次的移動(dòng)Higbie1935表面更新模型：

主要思想：流體流動(dòng)時(shí)表面是不斷更新的即不斷有液體從主體轉(zhuǎn)為界面，暴露給氣相，使傳質(zhì)機(jī)會(huì)大大加強(qiáng)。

引入一模型參數(shù)——表面更新率S：?jiǎn)挝粫r(shí)間里表面被更新的百分率?？衫斫鉃槟Ｐ椭莙c

時(shí)間下的表面更新模型三是隨時(shí)的更新?！?

傳質(zhì)設(shè)備原理

對(duì)傳質(zhì)設(shè)備的基本要求：設(shè)法增加兩相充分接觸的機(jī)會(huì)。1、增加相間接觸面積；2、增大湍動(dòng)程度；3、相間有較大的推動(dòng)力（物理、濃度）；4、傳質(zhì)后能分離完全；5、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，能耗小等。分為微分傳質(zhì)設(shè)備和分級(jí)傳質(zhì)設(shè)備———填料塔，板式塔。填料塔特性：塔內(nèi)以填料為氣液接觸的元件，液體自上而下在填料上分布，形成大面積液膜，氣體自下而上與液體充分接觸，進(jìn)行傳質(zhì)。塔內(nèi)濃度沿塔高呈連續(xù)性變化，且自上而下逐漸增加，故稱之為連續(xù)性接觸式氣液交換設(shè)備，也稱微分接觸式傳質(zhì)設(shè)備特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，壓降低，適于真空蒸餾，屬大氣量的氣液傳質(zhì)設(shè)備，填料種類選擇多，耐腐蝕式塔特性板：在塔中設(shè)置帶孔道的塔板，可供上升氣體通過(guò)并與下降的液體在塔板上充分接觸，液體靠自然重力下降，氣體靠壓強(qiáng)上升，在宏觀上氣液呈逆流接觸狀態(tài)，塔內(nèi)溶液濃度自上而下逐漸增加。因每板上氣液呈錯(cuò)流交換，呈分級(jí)狀，故稱之為分級(jí)接觸式傳質(zhì)設(shè)備。特點(diǎn)：空塔氣速高，生產(chǎn)能力大氣液比范圍較廣，放大生產(chǎn)穩(wěn)定性好，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，壓降高?！?

吸收與解吸

一、概述吸收——依不同氣態(tài)組分在溶劑中溶解度的差異，用適當(dāng)?shù)囊后w與混合氣體接觸，使氣體中的一個(gè)或幾個(gè)組分溶解于溶劑中，形成溶液，而難溶組分保留在氣相中，從而達(dá)到使混合氣體分離的單元操作。

概念：液體—吸收劑；被溶解的氣態(tài)組分—吸收質(zhì)，不被吸收的組分—惰性氣體（載體）。

食品工業(yè)中的應(yīng)用：碳酸飲料、凈化氣體、水果香精的回收、氫化油脂制造、CO2氣體在葡萄酒表面吸收起抑菌保藏作用。吸收方法分為：?jiǎn)谓M分與多組分；

物理與化學(xué)

等溫與非等溫

吸收的逆過(guò)程稱解吸（脫吸）。天然油類脫臭，果汁、罐頭脫氣、吸收后溶質(zhì)回收等。吸收塔加熱器解吸塔冷凝器加熱器二、氣相——液相間的平衡關(guān)系1、氣體在液體中的溶解度2、亨利（Henry）定律7－4－1106

kpa106kpaN2H2AirCOO2

E

隨溫度增高而增大；易溶氣體

E

值小，難溶氣體E

大；溶液越稀符合程度越高。T7－4－1摩爾濃度kmol/m3溶解度系數(shù)kmol/m3·kpam↑E↑，氣體難溶于水的程度加大。m——相平衡常數(shù)由道爾頓分壓定律可推得：3、吸收劑的選擇

3、吸收速率（傳質(zhì)速率）方程單位傳質(zhì)面積上單位時(shí)間內(nèi)吸收的溶質(zhì)量。吸收速率＝吸收系數(shù)×推動(dòng)力3.1..傳質(zhì)方向：視溶質(zhì)氣體在氣相中的分壓

pA

與其液相平衡分壓p﹡

的大小比較而定。氣液LDxD

x氣液G3.2..平衡極限：相平衡過(guò)程達(dá)到極限時(shí)，傳質(zhì)速率為零，此時(shí)為一動(dòng)態(tài)平衡，有如下關(guān)系：

由上可知，在吸收平衡過(guò)程中，吸收液中的濃度（最高）和離開(kāi)的氣體濃度（最低）是有一定限度的。

通常吸收劑的量小，濃度大，但若過(guò)小時(shí)，xA2也不會(huì)無(wú)限高，它必為與當(dāng)時(shí)的平衡分壓對(duì)應(yīng)的濃度。GL12同理，在塔頂部出口氣相壓力總是存在的，它必受到塔頂進(jìn)口液相濃度

xA1

控制。3.3..吸收速率方程：在氣膜側(cè)的吸收速率方程在液膜側(cè)的吸收速率方程7－4－2若以摩爾分?jǐn)?shù)為濃度，則氣、液膜推動(dòng)力分別為氣、液相的總推動(dòng)力分別為7－4－3§5

吸附

一、基本概念1、吸附作用——一種傳質(zhì)分離過(guò)程，是以相際傳質(zhì)理論為基礎(chǔ)的單元操作。使氣體或液體流動(dòng)相與多孔固體顆粒相接觸，流動(dòng)相中一種或多種組分被截留于固體顆粒上，從而使流動(dòng)相中的組分被分離或純化的單元操作。流動(dòng)相中的組分之所以能被分離，是因?yàn)槠渲薪M分受固相的吸附力不同所致。吸附劑（固相）；吸附質(zhì)（被吸組分）；2、吸附原理吸附劑特有的多孔特性，很大的比表面；分子的自身特性差異；電荷作用；固體內(nèi)外部分子的受引力環(huán)境差異等。解吸：物理吸附：僅靠分子引力吸附，無(wú)選擇性，易吸離子，過(guò)程快，放熱，結(jié)合力弱，可逆?；瘜W(xué)吸附：化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的結(jié)合力，活性吸附一般不可逆。過(guò)程慢，放熱量大，結(jié)合力強(qiáng)。3、吸附劑及性能多孔固體是食品工業(yè)常用的吸附劑。比表面大是基本特點(diǎn)。通過(guò)表面過(guò)程對(duì)其它顆粒進(jìn)行吸附、降低表面能是其主要性能?；咎匦裕何絼┲形⒖椎谋缺砻嬲急壤艽?；吸附容量q，也稱之為吸附質(zhì)在固相中的濃度，可用被吸附氣體體積、吸附劑質(zhì)量的變化來(lái)確定吸附量。

吸附劑的密度：裝填密度；顆粒密度真密度。

天然的：硅藻土300、活性白土300、凹凸棒250等；價(jià)廉易得，一次性使用，吸附能力小，選擇性差，主要用于簡(jiǎn)單的精制加工。

人工的：活性炭1500、硅膠600、吸附樹(shù)脂700、活性氧化鋁350、合成沸石分子篩750等。性能好，吸附能力強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣，價(jià)格較高，要求回收，可再生重復(fù)用

對(duì)吸附劑的要求：較大的內(nèi)表面，活性高，選擇性強(qiáng)，一定的機(jī)械強(qiáng)度和物理特性，化學(xué)穩(wěn)定性良好。二、吸附分離理論1、吸附平衡吸附等溫線⑴、氣—固體系特性極性相似相吸；吸附質(zhì)分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜且沸點(diǎn)高者易被吸附；酸堿相吸；吸附劑孔隙影響吸附速率和吸附量c(kg質(zhì)/m3)q(kg質(zhì)/kg劑)⑵、液—固體系特性較氣固復(fù)雜，溶劑同時(shí)被吸附；作用力多；分為正負(fù)吸附；吸附質(zhì)在兩相中形成函數(shù)關(guān)系；影響因素：溫度、濃度、吸附劑結(jié)構(gòu)特性在稀溶液中稀溶液中高吸附量修正式（實(shí)用式）實(shí)際應(yīng)用較多，可操作性強(qiáng)n＝2～10吸附易于進(jìn)行。當(dāng)n＜0.5時(shí)難以吸附。吸附發(fā)生的三個(gè)步驟外擴(kuò)散擴(kuò)散并預(yù)吸附（內(nèi)擴(kuò)散）內(nèi)吸附§6

蒸餾氣體中的混合物用液體吸收分離、氣相或溶液中的混合物用固相物質(zhì)吸附分離；一般采用微分接觸式設(shè)備。均相溶液、組分揮發(fā)性差異不大溶液的分離？?jī)纱髥?wèn)題：相平衡關(guān)系，傳質(zhì)速率確定。理論極的概念級(jí)效率的確定設(shè)備具通用性，之所以加以區(qū)分，重點(diǎn)是探討對(duì)均相物系的分離常用的解決方法。蒸餾distiling：利用液體中組分具揮發(fā)性而成為蒸氣的特性，借不同組分揮發(fā)成氣態(tài)能力的差異，分離液體混合物的單元操作。精餾rectify：溶液受熱沸騰氣化后，易揮發(fā)組分在氣相中的濃度高，難揮發(fā)組分在液相中的濃度高，若經(jīng)多次氣化和冷凝，最終在氣相中得到較純的易揮發(fā)組分，在液相中得到高濃度難揮發(fā)組分，這一單元操作即為精餾。

精餾是在蒸餾基礎(chǔ)上對(duì)均相液體混合物實(shí)現(xiàn)氣液連續(xù)化分離，得到高純度產(chǎn)品的操作。分類：

簡(jiǎn)單蒸餾

常壓蒸餾雙組分蒸餾平衡蒸餾（閃蒸）

減壓蒸餾多組分蒸餾精餾

加壓蒸餾

特殊精餾（恒沸精餾、萃取精餾）

間歇蒸餾

連續(xù)蒸餾

氣液相平衡是分析蒸餾原理和進(jìn)行蒸餾設(shè)備計(jì)算的理論基礎(chǔ)。蒸餾也是氣液兩相間的傳質(zhì)過(guò)程；組分在兩相中的濃度（組成）偏離平衡的程度來(lái)衡量傳質(zhì)推動(dòng)力的大小，傳質(zhì)過(guò)程以兩相達(dá)到相平衡為極限；蒸餾分離的依據(jù)：液體在一定條件下均可揮發(fā)成蒸氣。但因各種液體的揮發(fā)性存在差異，故混合液體發(fā)生部分氣化時(shí)所生成的氣相組成與其液相組成也必定存在差別。這就為均相混合液體高純度分離提供了可能。在雙組分系統(tǒng)中，設(shè)A比B易揮發(fā)一、雙組分溶液系統(tǒng)的氣液平衡

1、相律和拉烏爾定律1.1.相律是研究相平衡關(guān)系的基本規(guī)律，是確定氣液平衡參數(shù)的理論基礎(chǔ)。當(dāng)相平衡時(shí)：

自由度——維持相數(shù)的前提下，可以獨(dú)立改變的變量（T、P、C）數(shù)。即該變量的改變不會(huì)使相數(shù)消失(減少)。兩組分系統(tǒng)中T、P、C（x、y）之間的關(guān)系變化：p4281.2.Raoult’Law理想溶液（氣體）——分子間引力相同，且其不受組分混合影響，無(wú)體積變化和熱效應(yīng)的體系。7－6－17－6－2

若氣相可視為理想氣體，則又根據(jù)道爾頓分壓定律

以上說(shuō)明，在二組分體系中，xA

、yA

中任意一個(gè)參數(shù)確定后，則其余

xB

、yB

都能相繼確定。若是已知一相組成，也可求得與之平衡的另一相的組成和溫度，此時(shí)常需用試差法求算。2、兩組分理想溶液氣液平衡相圖（t-x-y、y-x）液相區(qū)氣液共區(qū)氣相區(qū)100HBAEGPt1t2t3X1y1y2y3X2XA

y

AX3Jt4CF溫度/℃t5y－x圖：當(dāng)壓力恒定時(shí)將不同溫度下y－x值繪成右圖。由于易揮發(fā)組分在氣相中濃度總是大于液相中，故曲線總是在直線的左上方。又因y－x圖受壓力影響較小故在實(shí)際應(yīng)用中使用更多。3、兩組分非理想溶液的氣液平衡相圖

特征：可能出現(xiàn)恒沸組成。即當(dāng)溫度一定、組分摩爾分?jǐn)?shù)處于某一值且溶液沸騰時(shí)，氣—液相組成的濃度在此溫度下達(dá)到一致。乙醇—水系統(tǒng)溫度為78.15℃時(shí)，恒沸組成89.4%非理想溶液與理想溶液的偏差有正、負(fù)之分。負(fù)偏差：氣相組分分壓＜理想溶液，沸點(diǎn)較高正偏差：氣相組分分壓＞理想溶液，沸點(diǎn)較低

為表述混合溶液組分間的相互影響，引入－“相對(duì)揮發(fā)度”概念。若組分A為易揮發(fā)組分：

此式意義：可用于衡量某體系是否適于用蒸餾的方法進(jìn)行分離通常，如用y、x表示易揮發(fā)組分，a≥1,

a

越大越利于用蒸餾方法分離；當(dāng)a=1,y

=

x

時(shí)，混合物不宜用一般蒸餾法分離一般情況下，a是溫度、壓強(qiáng)和濃度的函數(shù)，T

升高a

略減；當(dāng)壓強(qiáng)增加

a也略減

※食品工業(yè)中物料相對(duì)揮發(fā)度變化不是很大。7－6－3二、平衡蒸餾與簡(jiǎn)單蒸餾

將一定組分的液體加熱至泡點(diǎn)以上，再將蒸氣冷卻至其中難揮發(fā)組分的露點(diǎn)（使實(shí)際蒸氣壓強(qiáng)達(dá)到飽和蒸氣壓強(qiáng)時(shí)的溫度）以下，當(dāng)氣、液相平衡后進(jìn)行氣、液分離，則易揮發(fā)組分在氣相中富集，難揮發(fā)組分在液相中富集，從而實(shí)現(xiàn)分離，這一過(guò)程稱為平衡蒸餾，也稱閃蒸。

將料液加熱成蒸氣，引出蒸氣，冷凝，則其中易揮發(fā)組分的濃度大于料液。當(dāng)繼續(xù)加熱時(shí)，料液中易揮發(fā)組分不斷降低，蒸餾出的易揮發(fā)組分也不斷降低，因此這是一非穩(wěn)態(tài)的分離過(guò)程?！?/p>

三、兩組分連續(xù)精餾原理y2y3y1X3X2XFX1

yn-1yn

yn+1

xn-1

xn

xn+1塔內(nèi)氣液的流動(dòng)X

1y

3y2y1

精餾操作流程回流液餾出液進(jìn)料加熱蒸汽釜液冷凝水觀察罩全凝器貯槽間歇精餾操作流程冷凝水水蒸氣液體蒸汽塔頂產(chǎn)品冷卻水蒸汽塔底產(chǎn)品進(jìn)料進(jìn)料板再沸器連續(xù)精餾操作流程提餾段精餾段L為回流量，D為產(chǎn)品量，R＝L/D稱回流比上式稱精餾段操作線方程上式稱提餾段操作線方程加料板：當(dāng)某塊塔板上的濃度與原料的濃度相近或相等時(shí),料液由此加入，該板稱為加料板。精餾段：加料板以上的部分，它起著回收原料中易揮發(fā)組分增濃的作用。提餾段：加料板以下的部分（包括加料板），它起著回收原料中易揮發(fā)組分的作用。精餾操作的不正常現(xiàn)象：漏液、液沫夾帶液泛反混回流：升到塔頂?shù)钠鹘M成在冷凝器中冷凝后只放出一部份作為塔頂產(chǎn)品，另一部分返回塔頂作為液流，這部份液流稱為回流。再沸器：最下一級(jí)用來(lái)提供一定量上升蒸氣流的加熱裝置。算一塊理論板，在計(jì)算中扣除。

在任一塔板上易揮發(fā)組分由液相轉(zhuǎn)移到氣相而難揮發(fā)組分從氣相轉(zhuǎn)移到液相。理論塔板(Idealplate)：當(dāng)氣液兩相在某一層板上傳熱、傳質(zhì)達(dá)到平衡，且板上液相組成均勻時(shí)，即yn和xn滿足氣液平衡方程，則此層塔板稱為理論塔板。

理論板是指離開(kāi)該塔板的蒸汽和液體呈平衡狀態(tài)的塔板。理論板不存在的原因：氣液間接觸面積和接觸時(shí)間是有限的，難以達(dá)到平衡狀態(tài)。理論板可作為衡量實(shí)際板分離效率的依據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)。理論塔板的概念(Idealplateortray)理論板數(shù)的求法：

初始條件提餾段操作線方程精餾段操作線方程相平衡方程理論塔板數(shù)的確定

利用相平衡原理和操作線方程可確定理論塔板數(shù)，其方法有逐板計(jì)算法和圖解法