【正文】 朱汝瑾公式： ⑵ Van Winkle關系式 ⑶ HETP 亂堆 填料 HETP一般為 ~； 鮑爾環(huán) 25mm的 HETP為 ， 38mm的 HETP為 ， 50mm的 HETP為 ； 規(guī)整填料 如 金屬絲網波紋填料 CY型的 HETP為~、 BX型 的 HETP為~， 麥勒派 克填料的 HETP為。 ecgmv RSDE ? （略） 當無欲分離物系的氣液平衡數據時 ， 達到分離程度所需的塔板數最好通過實驗室測定 。 使用稱為 Oldershaw塔的玻璃或金屬篩板塔 ， 塔徑25～ 50毫米 ， 篩孔 1毫米 ， 開孔率 10％ 左右 。 塔板數任意 。 在 20～ 1140千帕操作壓力范圍內 ，Oldershaw塔的效率與塔徑在 ～ 中間試驗塔和工業(yè)塔的數據一致 。 AIChE（美國化學工程師學會）法 ,基于雙膜理論提出的計算方法。 Oldershaw塔的偏于保守的試驗步驟： 1） 測定泛點； 2） 在約 60％ 泛點下操作 （ 在 40～ 60％ 范圍內均可 ） ； 3） 試驗中通過調整塔板數和流率 ， 達到預期分離程度； 4） 假設工業(yè)塔與 Oldershaw塔 在相同液氣比下操作需要相同的塔板數 。 、板式塔和填料塔的選擇 項目 板式塔 填料塔 壓降 較大 小尺寸填料較大，大尺寸填料及規(guī)整填料較小 空塔氣速 較大 小尺寸填料較小，大尺寸填料及規(guī)整填料較大 持液量 較大 較小 液氣比 適應范圍較大 適應范圍較小 安裝檢修 較易 較難 材質 常用金屬材料 金屬及非金屬材料 造價 大直徑時較低 新型填料投資較大 塔效率 較穩(wěn)定，效率較高 傳統(tǒng)填料較低，新型填料較高 板式塔和填料塔的選擇要考慮以下因素： （ 1）物系的性質 ① 物料具有 腐蝕性 時 ， 通常選用 填料 塔； ② 易 發(fā)泡 物系 ， 宜選 填料 塔 ， 因其具有限制和破碎泡沫的作用； ③ 對 熱敏 物質或需 真空 下操作的物系宜選用 填料 塔； ⑤ 分離有 明顯熱效應 的物系宜選用 板式塔 （ 持液量大 ， 便于安裝換熱裝置 ） ； ⑥ 易 聚合 和含有 固體 懸浮物的物系 ， 不宜選用填料塔 。 ④ 對 高粘度 的物系的分離 ， 宜選用 填料塔 （ 粘度高 ， 板式塔效率低 ） ； （ 2）塔的操作條件 ① 板式塔的直徑一般 ≮ ， 填料塔設備費隨塔徑增加而迅速增加 ， 大塔 慎用 填料塔； ② 填料塔 操作彈性小 ， 對液體負荷變化尤為敏感 ， 板式塔往往具有較大彈性； ③ 采用 新型填料 的填料塔具有較大的生產能力和較小的 HETP。 （ 3）塔的操作方式 ① 間歇 操作 ， 填料塔持液量較小 ， 較合適； ② 由 多個 進料口和側線采出的精餾塔 ， 用板式塔更合適 。 、 填料的選擇 （ 1） 填料材質的選擇 瓷質 填料 耐腐蝕性好，使用溫度范圍較寬，價廉。但質脆、易碎。 金屬 填料 壁薄， ε 大，通量大、壓降小。適用于真空精餾。但價高，且應注意耐腐問題。 塑料 填料 耐腐蝕性好、質輕、耐沖擊、不易破碎，通量大、壓降小，但耐高溫性能差。 （ 3） 填料尺寸的選擇 填料尺寸小 ， 壓降大 ， 費用高；填料尺寸大易出現液體分布不均及嚴重壁流 ， 分離效率低 。為此要求： （ 2） 填料種類的選擇 （ 4） 填料 的單位分離能力 8 10~8 ??ppdDdD鮑爾環(huán)，矩鞍形填料拉西環(huán)填料 分離過程為什么要節(jié)能 ？ 分離過程的特征 ？ 多組分分離的多塔排列順序對能耗是否影響 ？ 當分離過程完全可逆時，分離消耗的功 完全可逆 ①體系內所有的變化過程必須是可逆的 ②體系只 與溫度 為 T0的環(huán)境進行可逆的熱交換 m in0WHSTW id ????? 熱力學第一定律 等溫可逆過程，進出系統(tǒng)的物流與環(huán)境的溫度均為 T,熱力學第二定律 ?? ???進出WQHnHn jjkk ?????? ?? ? ?出 進jjkk SnSnTQ STHSnSnTHnHnW jjkkjjkk ????????????????? ? ??? 0min出 進進出 TSHG ?? ? ??? iiii ZGZG ? )?ln?(l n 00 iiii ffRT ??? ?? constT ? ?????? ????? ? ? ? ?出 進)?ln()?ln( ,m in jijijkikik fZnfZnRTGnW物質分離的難易程度，取決于待分離混合物和 分離所得產物的組成（ xi， yi） 、溫度和壓力 （ 1）分離理想氣體的混合物 理想氣體混合物 ii yz ? pyf ii ???????? ???? ? ? ? ?出 進)ln()ln( ,m in, jijijkikikT yynyynRTW由混合物分離成純組分 ?? 1, kiy 0ln , ?kiy ???? FiFiFT yyRTnW lnm in, ? ?FBFBFAFAFT yyyyRTnW,m in, lnln ???? 等溫等壓分離理想氣體耗功有以下規(guī)律： 1） 將 等分子 氣體混合物分離成兩個 純組分 時所需最小功要比分離其它混合物所需最小功要大 。 此時得無因次最小功為 。 2） 同一進料組成 yA， F， 分離成兩個 純組分 比分離成兩個 非純組分 所需最小功要 大 ， 產品純度越高 ， 最小功越大 。 3)理想氣體的分離最小功與 P和被分離組分間的 相對揮發(fā)度 無關 。 4)環(huán)境溫度 較高 ， 所 需最小 功 較大 例 61 設空氣中含氧 21％（體積），若在 25℃ 常壓下將空氣可逆分離成 95％ O2的氣氧和 99％ N2的氣氮，計算分離 1kmol空氣的最小功。 解：設產品氣氧為 1，氣氮為 2，氧為 A，氮為 B， （ 1）計算分離產物 1， 2為非純產品需最小功 設產品氣氧的量為 xkmol，對分離前后的氧氣作物料衡算： 1 =+(1— x) 得： x= 所以產品氣氮的量為 ，產品 1， 2的氧、氮摩爾出料如圖。 ? ?? ?? ?kmolkJyynyynRTWijijijikikikT 9lnln,min,??????????????????????????????????????? ? ? ??出 進 ⑵計算分離空氣為純 N2，純 O2所需最小功 可見，分離成非純產品時所需最小功小于分離成純組分產品時所需的最小功。 ? ?? ?kmolkJyyyyRTnW FBFBFAFAFTlnln ,min,????????? （ 2）分離低壓的 液體混合物 iiiixpf ?0? ?ii xz ? ??????????? ? ? ? ?出 進)ln()ln( ,,m in jijijijkikikik xxnxxnRTW ??分離成純組分時所需最小功 ????? FiFiFiFT xxnRTW ?lnm in, ??????????? ? ? ? ?出 進)ln()ln( ,m in, jijijkikikT xxnxxnRT 討論： 1）若溶液為 正偏差 （即 ），等溫分離最小功將比分離理想溶液時 小 ； 2)若溶液為 負偏差 （即 ），等溫分離最小功將比分離理想溶液時 大 ，原因是負偏差系統(tǒng)，不同組分間的分子力大于同一組分分子間的力，所以更難分離； 3)對于 完全不互溶 體系（即 ） 最小功等于 零 。 1,1 ?? BA ?? 1,1 ?? BA ?? 1,1, ?? FBBFAA xx ?? 例 62證明等溫分離二元理想氣體混合物為純組分，其最小功函數的極大值出現在等摩爾組成進料的情況。 證明：由計算此情況下最小功公式 6－ 10 ? ?BFBFAFAFFT yyyyRTnW lnlnm in, ????對二元物系有： yBF=1yAF,將之代入