雙組份連續(xù)精餾的計算—本章的核心內(nèi)容(編輯修改稿)
2025-08-14 14:32 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 VHHHHq??? ? ? ? ?LVFLLVHHHHHH?????LVFLHHHH???? 1 ?? ?qFLL ??? 1 0 02 2 3 4 ??? hk m o l /257?? ?FqVV 1???? ? ? ???? hk m o l /?飽和蒸汽進(jìn)料時 0????LVFVHHHHqhk m o lLL /??? FVV ??? 1 0 7 9 ?? hk m o l /?新鄉(xiāng)學(xué)院化工原理精品課程 若將精餾段與提餾段操作線聯(lián)立： 11 ?????? RxxRRxVDxVLy DDWW xWLWxWLLxVWxVLy????????????? ???????????qFLLFqVV 1? 且 ?????????)()(提餾段物料衡算精餾段物料衡算WDWxxLyVDxLxVy? ???????????WDWxq F xLxFyqVyDxLxVy1? ? q F xWxDxFyq WD ????1 ? ? Fxqxyq ????111 ???? qxxqqy F（ 756） 三、 q線方程 新鄉(xiāng)學(xué)院化工原理精品課程 11 ???? qxxqqy F （ 756） 該方程是精餾段與提餾段操作線聯(lián)立得到的 ， 是精餾段與提餾段操作線交點(diǎn)的軌跡方程 ， 同時又反映了進(jìn)料中汽液組成 x、 y的物料衡算關(guān)系 ， 稱為 q線方程 （ 進(jìn)料方程 ） 。 0 1 Dx1 Wx Fxe d 點(diǎn) （ xd， yd） 為 q線 、 精餾段操作線 、 提餾段操作線的交點(diǎn)；點(diǎn)(xe， ye)為相平衡線與 q線的交點(diǎn) ， xe， ye為汽液混合進(jìn)料中汽液相的組成 。 新鄉(xiāng)學(xué)院化工原理精品課程 討論： ① 飽和液體，泡點(diǎn)進(jìn)料 Fde,1 xxxq ???q線變?yōu)? x = xF ② 飽和蒸汽 ， 露點(diǎn)進(jìn)料 Fde,0 xyyq ???q線變?yōu)? y = yF ③ 汽液混合進(jìn)料 10 ?? qFe xyy ?? Fe xxx ??0 1 Dx1 Fxy0?q1?q1?q10 ?? q0?q圖 1020 進(jìn)料狀況 e 新鄉(xiāng)學(xué)院化工原理精品課程 四 、 提餾段操作線方程的其他求解方法 a、 物料衡算方法： WxVWxVLy?????? ? ? ? ? ? ? ? WxFqDRDFxFqDRqFRD??????????1111? ? ? ? ? ? ? ? WxqFDRFDxqFDRqFDR??????????11111? ? ? ? WxFqVWxFqVqFL???????11新鄉(xiāng)學(xué)院化工原理精品課程 b、 兩點(diǎn)求直線法： 0 1 Dx1 Wx Fxdy圖 1019 提餾段操作線 ???????????????1111qxxqqyRxxRRyFD（ xd， yd） WdWdWWxxxyxxxy?????新鄉(xiāng)學(xué)院化工原理精品課程 ⑤ 進(jìn)料狀態(tài)（ q 值）對分離過程的影響 0 1 Dx1 Wx Fxdy q↓ ，進(jìn)料帶入的熱量增大， xF、 xD 、 xW 、 R不變，塔底的供熱量必減少才能保證塔頂冷凝量不變，則塔釜上升的蒸汽量 V’ 相應(yīng)減小， L’ /V’↑ ,提餾段操作線遠(yuǎn)離對角線，達(dá)到同樣的分離要求，所需理論塔板數(shù)增大。 若塔釜供熱量 （ V’） 不變 ， 進(jìn)料帶入熱量增加 ， q↓ ， 則 V↑ ， R↑ ， 精餾段操作線斜率 L/V↑ ， 靠近對角線 ，遠(yuǎn)離平衡線 ， 所需理論塔板數(shù)減小 。 在熱量不變的情況下，熱量應(yīng)盡可能在塔底輸入，使所產(chǎn)生的汽相回流能在全塔中發(fā)揮作用；而冷量應(yīng)盡可能施加于塔頂，使所產(chǎn)生的液體回流能經(jīng)過全塔而發(fā)揮最大的效能。 新鄉(xiāng)學(xué)院化工原理精品課程 回流比的確定及其意義 設(shè)計時 ， 分離要求 xD、 xW、 分離任務(wù)如 xF、 F、 q等確定 ， 若 R↑， R /(R+1)↑， xD /(R+1)↓ ， L’/V’↓ ， 操作線均遠(yuǎn)離平衡線 ， 完成一定分離要求所需的理論塔板數(shù) N↓ ， 設(shè)備投資 ↓ ；但 R↑， V=(R+1)D↑， V’=V(1q)F↑， 操作費(fèi)用 ↑。 0 1 Dx1 Wx Fx回流比增大（ 設(shè)計時 ） minR optR R費(fèi)用 年總費(fèi)用 設(shè)備費(fèi) 操作費(fèi) 若 R↓ ， 則設(shè)備投資 ↑， 操作費(fèi)用↓ ， 故必然存在一適宜 （ 最佳 ） 回流比Ropt使得設(shè)備費(fèi)與操作費(fèi)總和最小 ， 在經(jīng)濟(jì)上最合理 ， 故在設(shè)計中回流比的選擇應(yīng)慎重 ， 它是重要的設(shè)計參數(shù) 。 新鄉(xiāng)學(xué)院化工原理精品課程 操作時 ， 進(jìn)料量 F、 進(jìn)料狀況 q、 xF等不變 ， 精餾塔的總板數(shù) 、 精餾段的塔板數(shù) 、 提餾段塔板數(shù)不變 ， 若 R↑，R /(R+1)↑， xD /(R+1)↓ ， 提餾段操作線斜率 L’/V’↓ ， 但塔板數(shù)不變只能是xD↑， xW↓ ， 即 精餾段操作線斜率增大有利于分離 ， 分離能力提高；而提餾段操作線斜率減小有利于分離 ， 分離能力提高；此時分離能力提高的代價是采出率減?。? 0 1 Dx1 Wx Fx回流比增大（ 操作時 ） 1???????WDDFWDWFxxxxxxxxFD ↓ ? ? ? ? ? ? FqDRFqVV ???????? 111 ↑ 新鄉(xiāng)學(xué)院化工原理精品課程 （ 1）最大回流比（全回流） 當(dāng)回流比 R增大，在一定的分離要求下，所需的理論塔板數(shù)減少；當(dāng) R →∞時， 11 ??? R RVL 01 ??Rx D 0?D即塔頂沒有出料，為保持穩(wěn)定，不能有進(jìn)料，塔底也沒有出料， F=0， W=0 ? ? 11 ????????VLFqVqFLVL精餾段與提餾段操作線斜率均為 1， 操作線與 （ 對角線 y=x）重合 。 故 R→∞時 ， 所需理論塔板數(shù)最少 N→Nmin， 稱為 全回流 。 新鄉(xiāng)學(xué)院化工原理精品課程 0 1 Dx1 Wx 在全回流條件下，所需的理論塔板數(shù)可作圖求解，對理想溶液也可采用解析法求解。 相平衡方程： ? ?xxy11 ??? ??BABAxxyy ??? ?? ?xyxy???11?操作線方程： xy? ? ? ? ?nAnA xy ?? 1? ? ? ? nAnA xy ??? ? 11 1nBAnBAxxyy?????????????????? 1新鄉(xiāng)學(xué)院化工原理精品課程 若塔頂為全凝器 DBABAxxyy?????????????????1∵ 111?????????????????BABAxxyy ?222?????????????????BABAxxyy ?DBABAxxyy?????????????????1…… ∴
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