化工原理下冊(cè)天津大學(xué)柴誠(chéng)敬25－26學(xué)時(shí)課件

第九章蒸餾9.5兩組分連續(xù)精餾的計(jì)算9.5.1計(jì)算的基本假定9.5.2物料衡算與操作線方程9.5.3理論板層數(shù)的計(jì)算

一、逐板計(jì)算法

二、梯級(jí)圖解法

3.適宜的進(jìn)料位置

進(jìn)料位置對(duì)應(yīng)于兩操作線交點(diǎn)d所在的梯級(jí)，這一位置即為適宜的進(jìn)料位置。適宜的進(jìn)料板位置二、梯級(jí)圖解法

4.進(jìn)料熱狀況對(duì)理論板層數(shù)的影響

進(jìn)料熱狀況參數(shù)q值不同，q線的斜率也就不同，q線與精餾段操作線的交點(diǎn)d隨之而變動(dòng)，從而影響提餾段操作線的位置，進(jìn)而影響所需的理論板層數(shù)。二、梯級(jí)圖解法

進(jìn)料熱狀況對(duì)理論板層數(shù)的影響q值越大，進(jìn)料溫度越低，平衡線與操作線距離越遠(yuǎn)，所需的理論板層數(shù)越少。第九章蒸餾9.5兩組分連續(xù)精餾的計(jì)算9.5.1計(jì)算的基本假定9.5.2物料衡算與操作線方程9.5.3理論板層數(shù)的計(jì)算

9.5.4回流比的影響及其選擇

1.全回流和最少理論板層數(shù)(1)全回流的概念

若上升至塔頂?shù)恼魵饨?jīng)全凝器冷凝后，冷凝液全部回流到塔內(nèi)，該回流方式稱為全回流。

全回流精餾的開(kāi)工階段全回流的應(yīng)用一、全回流和最小回流比

(2)最少理論板層數(shù)

回流比愈大，完成一定的分離任務(wù)所需的理論板層數(shù)愈少。當(dāng)回流比為無(wú)限大，兩操作線與對(duì)角線重合，此時(shí)，操作線距平衡線最遠(yuǎn)，氣液兩相間的傳質(zhì)推動(dòng)力最大，因此所需理論板層數(shù)最少，以Nmin表示。一、全回流和最小回流比

xDxWxF回流比與理論板層數(shù)的關(guān)系

R越大

NT越少

R1

R2

R3

Nmin用芬斯克(Fenske)方程式計(jì)算，芬斯克方程式通過(guò)逐板計(jì)算法推得。由汽液平衡方程得

操作線方程為

一、全回流和最小回流比

第2層理論板的氣液平衡關(guān)系為

則

重復(fù)上述的計(jì)算過(guò)程，直至塔釜（塔釜視作第N+1層理論板）為止，可得一、全回流和最小回流比

令

對(duì)于全回流操作，N=Nmin一、全回流和最小回流比

幾何平均對(duì)兩組分物系，略去下標(biāo)A、B注意

一、全回流和最小回流比

芬斯克方程式求得的最小理論板層數(shù)不含再沸器

為全塔平均相對(duì)揮發(fā)度xDxWxF

R1

R2夾緊區(qū)夾緊點(diǎn)最小回流比斜率xqyq

g(2)最小回流比的求法①作圖法一、全回流和最小回流比

最小回流比計(jì)算式非正常平衡曲線最小回流比的求法一、全回流和最小回流比

二、適宜回流比的選擇

分離任務(wù)一定R～～操作費(fèi)用設(shè)備費(fèi)用塔徑～能耗～R設(shè)備費(fèi)用塔高理論板數(shù)～～適宜回流比的選擇1－操作費(fèi)用2－設(shè)備費(fèi)用3－總費(fèi)用

選擇適宜的回流比需進(jìn)行經(jīng)濟(jì)權(quán)衡，根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，取

統(tǒng)計(jì)表明，實(shí)際生產(chǎn)中的操作回流比以下列范圍使用較多：二、適宜回流比的選擇

適宜回流比計(jì)算式一、吉利蘭(Gilliland)關(guān)聯(lián)圖

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)圖二、求理論板層數(shù)的步驟簡(jiǎn)捷法求理論板層數(shù)的步驟

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。一、直接蒸汽加熱

待分離的物系為水溶液1.直接蒸汽加熱應(yīng)用背景及意義直接蒸汽加熱的應(yīng)用背景直接蒸汽加熱的意義

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

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

一、直接蒸汽加熱

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)一、直接蒸汽加熱

提餾段操作線方程xDabxWcxFefd12345直接蒸汽加熱時(shí)理論板層數(shù)的圖解法練習(xí)題目思考題作業(yè)題:10