【正文】 2023年 3月 上午 3時 26分 :26March 14, 2023 1業(yè)余生活要有意義，不要越軌。 03:26:4303:26:4303:26Tuesday, March 14, 2023 1知人者智，自知者明。 上午 3時 26分 43秒 上午 3時 26分 03:26: 楊柳散和風(fēng)，青山澹吾慮。 2023年 3月 14日星期二 上午 3時 26分 43秒 03:26: 1楚塞三湘接，荊門九派通。 03:26:4303:26:4303:263/14/2023 3:26:43 AM 1成功就是日復(fù)一日那一點點小小努力的積累。 2023年 3月 上午 3時 26分 :26March 14, 2023 1行動出成果，工作出財富。 03:26:4303:26:4303:26Tuesday, March 14, 2023 1乍見翻疑夢，相悲各問年。 第六章 分離過程及設(shè)備的效率與節(jié)能綜合 ６ .1氣液傳質(zhì)設(shè)備的效率 （ 1）分離理想氣體的混合物 （ 2）分離低壓 的液體混合物 靜夜四無鄰，荒居舊業(yè)貧。 調(diào)優(yōu)法每一次僅 在 現(xiàn)有方案周圍的某個空間范圍內(nèi)搜 索 ， 使系統(tǒng)不斷得到 改進 。 用 嚴(yán)格的數(shù)值計算 法排除大量可能方案 ， 搜索空間縮小 。 復(fù)雜塔的分離順序 （ 略 ） 過程合成的基本方法： （ 1） 探試法 應(yīng)用 探試規(guī)則 作出判斷，從眾多的可行結(jié)構(gòu)中選出 少量最有希望 的結(jié)構(gòu)方案，然后對這幾個方案進行深入分析，從中 找出最優(yōu) 的方案。 當(dāng)精餾需要減壓操作時 ，應(yīng)考慮采用萃取操作；當(dāng)需要冷凍劑時 ， 應(yīng)考慮吸收操作 。 分離收率很高的組分應(yīng)最后分出 此塔 N多塔高放于最后減小塔徑，減小設(shè)備費用 。 所以 ， 上順序優(yōu) 。 這七條規(guī)則的重要性按下列次序排列： M1＞ M2＞ D＞ S1＞ S2＞ C1＞ C2 類別 經(jīng)驗規(guī)則 Ｍ Ｍ １ 優(yōu)先使用能量分離劑的方法 Ｍ ２ 盡可能避免采用真空精餾及冷凍操作 Ｄ Ｄ 選擇能產(chǎn)生最少產(chǎn)品集合的分離順序 Ｓ Ｓ １ 首先移除腐蝕性和危險性的組分 Ｓ ２ 將最困難的分離放在分離順序的最后 Ｃ Ｃ １ 先分離出含量最多的組分 Ｃ ２ 優(yōu)先采用等摩爾分割或 Ｃ ＥＳ 數(shù)值最大的分割 例 63將下列混合物分離成較純的單組分物流，進料組成如下表，其中組分 E具有毒性，試用有序試探法選出一種最佳簡單分離順序。 S2規(guī)則 ：最后處理難分離和分離要求高的組分。 四大類： 分離方法（ M） 試探規(guī)則，主要是對某一特定的分離任務(wù)，確定最好采用哪一類分離方法； 設(shè)計（ D） 試探規(guī)則，主要決定最好采用的某個特定性質(zhì)的分離順序； 組分（Ｓ） 試探規(guī)則，根據(jù)被分離組分性質(zhì)上的差異而提出的規(guī)則； 組成（ C） 規(guī)則，表示進料組成及產(chǎn)品組成對分離費用的影響。 關(guān)鍵組分的相對揮發(fā)度 ，普通精餾在經(jīng)濟上不合算 盡量不用 真空 蒸餾和 冷凍 操作 (2)設(shè)計方面的經(jīng)驗規(guī)則 傾向于采用產(chǎn)品數(shù)目最少的分離序列 由分離塔直接得產(chǎn)品是最好的，要避免分離得到的產(chǎn)物混合調(diào)配而得產(chǎn)品。 其優(yōu)點是使用簡便 ， 不需進行十分繁雜的計算即可從大量可能的序列中篩選出接近最優(yōu)的序列 。 存在問題 T頂 T釜 ， 熱量不能自動由低溫傳向高溫 提出設(shè)想 將塔頂移出熱量拿到塔釜供熱 精餾操作共同特點 塔頂溫度 低于 塔底溫度 塔 頂 需供冷 移熱 ，塔 釜 須 供熱 (1)采用外部致冷劑的熱泵 （ 閉式熱泵 ） D W F 精 餾 塔 (2)采用壓縮塔頂蒸汽的熱泵 （開式 A型熱泵） F D W 精 餾 塔 (3)采塔底液體閃蒸的熱泵 （開式 B型熱泵） 低溫精餾采用熱泵可提高熱力學(xué)效率。 若在中間冷凝器和中間再沸器之間加一熱泵， 效率更高 。其主要表現(xiàn)于以下幾方面： （ 1） 流體流動時有 （ 通過一定壓力梯度的動量傳遞 ） ； （ 2） 傳熱時有一定 溫差 （ 通過一定溫度梯度的熱量傳遞或不同溫度的物流直接混合 ） ； （ 3） 傳質(zhì)過程有 濃度差 （ 通過一定濃度梯度的質(zhì)量傳遞或不同化學(xué)位的物流 直接混合 ） ； （ 4） 還可能存在不可逆化學(xué)反應(yīng) 。 計算⑴再沸器負(fù)荷 (冷凝器負(fù)荷 QC=32401526kJ/h給定 )；⑵有效能變化；⑶當(dāng)再沸器加熱劑溫度TR=，冷凝器冷卻劑溫度 TC=功消耗；⑷熱力學(xué)效率。若進料為泡點進料，進料量 F=,HF=，SF=(kmol 當(dāng) yAF， ,0m in, ?????????? ?RTnWFT ,0m in, ?????????? ?RTnWFT當(dāng) yAF， RTnWFTmin,?所以 yAF= ， 有極大值 。 ? ?? ?? ?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(chǎn)品時所需最小功小于分離成純組分產(chǎn)品時所需的最小功。 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(chǎn)品純度越高 ， 最小功越大 。 塑料 填料 耐腐蝕性好、質(zhì)輕、耐沖擊、不易破碎，通量大、壓降小，但耐高溫性能差。但質(zhì)脆、易碎。 、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(yīng)范圍較大 適應(yīng)范圍較小 安裝檢修 較易 較難 材質(zhì) 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(zhì) 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(zhì)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(yīng) 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 。 塔板數(shù)任意 。獲取方法有三種： A、 由工業(yè)塔數(shù)據(jù)歸納出的經(jīng)驗關(guān)聯(lián)式求算； B、 依賴傳質(zhì)速率的半理論模型求得； C、 從實驗裝置或中間工廠直接得到數(shù)據(jù) 。 （ 4） 物性的影響 ① 液體粘度 ② 密度梯度 當(dāng)易揮發(fā)組分的 大于難揮發(fā)組分的 時，能形成混合旋流，可提高液相傳質(zhì)系數(shù)。 Colburn（可爾本） 1936年推導(dǎo)出下關(guān)系： ? ?? ?eeEEEMVMVa ??? 11aE―― 有霧沫夾帶下的板效率 。 0 EOG／ λ EMV／ EOG 完全不混合 完全混合 ③液體部分混合 縱向混合將使 下降；橫向混合將使 上升 。 GaZKOGyeE ??? 1ANNN LGOG111 ??KVLA ?NG、 NL可由經(jīng)驗式求得。 OGiE, MViE,?jiy,―― 與 成平衡的氣相摩爾分率 。 ⑵板式塔 ①默弗里（ Murphree）板效率 1,1,??????jijijijiMVi yyyyE默弗里板效率 ―― 實際板上濃度變化與平衡時應(yīng)達(dá)到的濃度變化之比 。 P? P? 精餾中液體在降液管內(nèi)停留時間一般 ≮ 3～ 5秒 。規(guī)整填料處理能力大于亂堆填料 。 （ 2）了解精餾過程的熱力學(xué)不可逆分析方法，掌握精餾過程的節(jié)能技術(shù)。 （ 3）掌握簡單分離和復(fù)雜塔的分離順序的合成的原則。 ?????? fL