進(jìn)料狀況的確定

進(jìn)料狀況的確定授課人：張佳佳進(jìn)料5種熱狀況在實(shí)際生產(chǎn)中，引入精餾塔內(nèi)的原料可能有五種不同狀況，即：①低于泡點(diǎn)的冷液體；②泡點(diǎn)下的飽和液體；③氣液混合物；④飽和蒸氣；⑤過熱蒸氣。

進(jìn)料熱狀況不同，將直接影響其上、下兩段上升蒸氣和下降液體的流量。一、進(jìn)料熱狀況的影響熱量衡算：FHm,F+LHm,L+V’Hm,V’=VHm,V+L’Hm,L’

對(duì)進(jìn)料板作物料衡算及熱量衡算，衡算范圍為圖中虛線區(qū)域（一）進(jìn)料熱狀況參數(shù)物料衡算：F+L+V’=V+L’（1）式中：Hm,F——進(jìn)料狀況下原料的摩爾焓，kJ/kmolHm,LHm,l’——

進(jìn)入和離開進(jìn)料板的飽和液體的摩爾焓，kJ/kmolHm,VHm,V’——離開和進(jìn)入進(jìn)料板的飽和蒸氣的摩爾焓，kJ/kmol一、進(jìn)料熱狀況的影響

忽略設(shè)備的熱損失及相鄰兩板間氣液的溫度和組成變化，則：

Hm,L≈Hm,l’

≈原料在飽和液體狀態(tài)下的摩爾焓

Hm,V≈Hm,V’

≈原料在飽和蒸氣狀態(tài)下的摩爾焓整理上式

FHm,F+LHm,L+V’Hm,V=VHm,V+L’Hm,L

（2）FHm,F+LHm,L+V’Hm,V’=VHm,V+L’Hm,L’

得：

一、進(jìn)料熱狀況的影響聯(lián)立（1）（2）得：F+L+V’=V+L’（1）FHm,F+LHm,L+V’Hm,V=VHm,V+L’Hm,L

（2）一、進(jìn)料熱狀況的影響∴L’=L+qFV’=V-（1-q）Fq值的大小反映了進(jìn)料的熱狀況，稱為進(jìn)料熱狀況參數(shù)。進(jìn)料的熱狀況不同，q值不同，對(duì)塔內(nèi)物料變化的影響不同。令：

q的意義：以1kmol/h進(jìn)料為基準(zhǔn)時(shí)，提餾段中的液體流量較精餾段增大的kmol/h數(shù)。一、進(jìn)料熱狀況的影響在實(shí)際生產(chǎn)中，加入精餾塔中的原料液有五種不同的熱狀況：（1）冷進(jìn)料：溫度低于泡點(diǎn)的過冷液體；（2）泡點(diǎn)進(jìn)料：溫度為泡點(diǎn)的飽和液體；（3）氣液混合進(jìn)料：溫度介于泡點(diǎn)和露點(diǎn)之間的氣液混合物；（4）露點(diǎn)進(jìn)料：溫度為露點(diǎn)的飽和蒸氣；（5）過熱蒸氣進(jìn)料：溫度高于露點(diǎn)的過熱蒸氣。（二）各種進(jìn)料熱狀況下的q值一、進(jìn)料熱狀況的影響1.冷進(jìn)料q＞1原料液溫度低于泡點(diǎn)溫度，Hm,F<Hm,L一、進(jìn)料熱狀況的影響提餾段內(nèi)下降液體量包括以下三部分：①精餾段下降的液體量；②原料液量；③自提餾段上升的蒸氣在加熱原料液的過程中，一部分被冷凝進(jìn)入提餾段下降液體。由于這部分蒸氣的冷凝，故上升到精餾段的蒸氣量比提餾段的要少，其差額即為冷凝的蒸氣量。L’>L+FV’>V1.冷進(jìn)料q＞1一、進(jìn)料熱狀況的影響2.泡點(diǎn)進(jìn)料q＝1進(jìn)入提餾段的液體量為精餾段下降的液體量與進(jìn)料量之和，兩段上升的蒸氣量相等。L’=L+FV’=V一、進(jìn)料熱狀況的影響3.氣液混合進(jìn)料0＜q＜1進(jìn)入提餾段的液體量是精餾段下降的液體量與進(jìn)料中液體量之和，進(jìn)入提餾段的蒸氣量是提餾段上升的蒸氣量與進(jìn)料中的蒸氣量之和。在氣液混合進(jìn)料狀態(tài)下：q為原料液中液相所占的分率，（1－q）則稱為進(jìn)料汽化率L<L’<L+FV’<VHm,v>Hm,F

>Hm,L一、進(jìn)料熱狀況的影響4.飽和蒸氣進(jìn)料q＝0整個(gè)進(jìn)料變?yōu)閂

的一部分，兩段的液體流量則相等L=L’V=V’+FHm,v=Hm,F

一、進(jìn)料熱狀況的影響5.過熱蒸氣進(jìn)料L’<LV>V’＋F精餾段上升蒸氣流量包括以下三部分：①提餾段上升的蒸氣量；②原料蒸氣量；③為將進(jìn)料溫度降到板上溫度，必然會(huì)有一部分來自精餾段的回流液體被氣化，氣化的蒸氣量也成為精餾段上升蒸氣的一部分。過熱蒸氣進(jìn)料，此種情況與冷液體進(jìn)料的恰好相反。Hm,v<Hm,Fq<0一、進(jìn)料熱狀況的影響將精餾段操作線方程和提餾段操作線方程聯(lián)立，便得到精餾段操作線與提餾段操作線交點(diǎn)的軌跡：將式L’=L+qF，V’=V-（1-q）F，F(xiàn)XF=DXD+WXW

帶入上式，整理得：二、q線方程

此式稱為q線方程，也稱作進(jìn)料方程。因q為一常數(shù)，故一定狀態(tài)進(jìn)料時(shí)q線為直線；它是一條過點(diǎn)e（xF，xF）、斜率為q/(q-1)的直線。不同的加料熱狀態(tài)對(duì)應(yīng)著不同的

q值，對(duì)應(yīng)著不同的q

線。二、q線方程eacbq<0q=00<q<1q=1q>101.0xWxFy1.0xDq線的圖形表示(1)在對(duì)角線上作e點(diǎn)(y=x=xF)；(2)過e

點(diǎn)作斜率為q/(q-1)

的直線二、q線方程eacbdq<0q=00<q<1q=1q>101.0xWxFy1.0xD進(jìn)料熱狀況不同，q

值不同，直接影響精餾塔內(nèi)兩段上升蒸氣和下降液體量之間的關(guān)系：①冷液體進(jìn)料，q>1②飽和液體進(jìn)料，q=1③氣液混合物進(jìn)料，q=0~1④飽和蒸汽進(jìn)料，q=0⑤過熱蒸汽進(jìn)料，q<0二、q線方程eacbdq<0q=00<q<1q=1q>101.0xWxFy1.0xD隨進(jìn)料焓值增加（溫度高），q

值減小，則q線與精餾操作線的交點(diǎn)沿著精餾操作線朝x、y

減小的方向移動(dòng)，這意味著加料板位置下移（塔從上往下，溫度逐步升高）二、q線方程結(jié)論：1、精餾段操作線、提餾段操作線及q線必相交于一點(diǎn)2、已知xD、xF、xW、R及q值，作出精餾段操作線與q線后，便可直接繪出提餾段操作線，使圖解求理論塔板數(shù)顯得更為簡(jiǎn)捷。eacbdq<0q=00<q<1q=1q>101.0xWxFy1.0xD二、q線方程eacbdq