【正文】 萃取設(shè)備的選擇設(shè)備選擇應(yīng)考慮系統(tǒng)性質(zhì)和設(shè)計(jì)特性?xún)煞矫娴囊蛩亍?由多個(gè)進(jìn)料口和側(cè)線(xiàn)采出的精餾塔，用板式塔更合適。（3）塔的操作方式1） 填料塔操作彈性小，對(duì)液體負(fù)荷變化尤為敏感，板式塔往往具有較大彈性；3）（2）塔的操作條件1） 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） 對(duì)熱敏物質(zhì)或需真空下操作的物系宜選用填料塔；4） 被處理物料具有腐蝕性時(shí)，通常選用填料塔；2）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。每類(lèi)又分為有外加能量和無(wú)外加能量?jī)煞N。Oldershaw塔的偏于保守的試驗(yàn)步驟：1）測(cè)定泛點(diǎn)；2）在約60％泛點(diǎn)下操作（在40～60％范圍內(nèi)均可）；3）試驗(yàn)中通過(guò)調(diào)整塔板數(shù)和流率，達(dá)到預(yù)期分離程度；4）假設(shè)工業(yè)塔與Oldershaw塔在相同液氣比下操作需要相同的塔板數(shù)。塔板數(shù)任意。（1） 由實(shí)驗(yàn)裝置數(shù)據(jù)確定板效率當(dāng)無(wú)欲分離物系的氣液平衡數(shù)據(jù)，尤其對(duì)于高度非理想溶液或可能形成共沸物的情況，達(dá)到分離程度所需的塔板數(shù)最好通過(guò)實(shí)驗(yàn)室測(cè)定。2）Zuiderweg法適用于篩板塔的默弗里板效率的計(jì)算。（1） 半理論模型1）AIChE法基于雙膜理論提出的計(jì)算方法。 板式塔（1） 經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式1） 奧康奈爾法（法）也可由關(guān)聯(lián)圖求板效率。由完成一定分離要求的理論板數(shù)求實(shí)際板數(shù)需要板效率數(shù)據(jù)。噴射狀態(tài)：板式塔在較高氣速下操作，液相為分散相，氣相為連續(xù)相，液滴群表面為傳質(zhì)界面。因?yàn)檫@時(shí)液滴不穩(wěn)定，易斷裂破碎成更細(xì)的液滴，傳質(zhì)面積大，有利于效率提高。因?yàn)檫@時(shí)正系統(tǒng)泡沫穩(wěn)定性好，不易破裂而造成氣泡合并，傳質(zhì)面積大有利于效率提高。3）表面張力和表面張力梯度a) 表面張力 對(duì)效率的影響泡沫狀態(tài)時(shí)，對(duì)效率的影響很??；噴射狀態(tài)時(shí)，↓，效率有所提高。 由于精餾溫度一般較吸收溫度高，液體粘度小，故精餾塔效率高于吸收塔。此外，漏液和氣體被液體夾帶也會(huì)使板效率降低。Colburn（可爾本）1936年推導(dǎo)出下關(guān)系： （5－20）――有霧沫夾帶下的板效率?？傊翰痪鶆蛄鲃?dòng)，尤其是環(huán)流會(huì)對(duì)效率產(chǎn)生不利影響；橫向混合能消弱液相不均流動(dòng)的不利影響；塔徑加大，縱向不完全混合有利影響減弱，不均勻流動(dòng)則趨于加強(qiáng)。 3）液體部分混合縱向混合（與板上液流總方向平行方向上的液體混合）將使下降；橫向混合（與板上液流總方向垂直方向上的液體混合）將使上升。省略下標(biāo)i， （5－14）此時(shí)，塔板上摩弗里板效率等于點(diǎn)效率。這些混合將影響板效率。（2）流型和混合效應(yīng)液體流經(jīng)塔板時(shí)，與氣體產(chǎn)生密切接觸，混合情況十分復(fù)雜，板上任一點(diǎn)的液體會(huì)在三個(gè)垂直方向上發(fā)生混合。由雙膜理論： （59） L、V――分別為液氣相流率，ｍ為汽液平衡常數(shù)。則組分i的傳質(zhì)量為： （5－6）對(duì)（5－6）式沿液層高度積分： 則 （5－8）由（5－8）知：G一定。HETP＝Z/N （5－5）對(duì)于板式塔 （5）傳質(zhì)單元高度（HTU）（HTU）HTU表示填料塔的傳質(zhì)效率，定義為： 式中：――氣相總傳質(zhì)單元高度,m；V――氣相流率,mol/h；KG――組分的氣相總傳質(zhì)系數(shù)，mol/m2h；a――填料的有效比表面積m2/m3；A――塔的橫截面積m2。 ――與成平衡的氣相摩爾分率。 （5－4） ――i組分在該板j處的點(diǎn)效率。（3）點(diǎn)效率――與成平衡的液相摩爾分率。液相濃度表示的默弗里板效率――氣相濃度表示的默弗里板效率。ET的特點(diǎn)是容易測(cè)定和使用（2）默弗里（Murphree）板效率假定板間氣相完全混合，氣相以活塞流垂直通過(guò)液層，板上液體完全混合，氣組成等于離開(kāi)該板降液管的液體組成。 效率的表示方法（1）全塔效率ET（總板效率，塔效率）－－為完成給定分離任務(wù)所需要的理論塔板數(shù)（N）與實(shí)際塔板數(shù)（Nact）之比。真空操作設(shè)備的往往成為限制生產(chǎn)能力的主要原因，還影響降液管內(nèi)液位高度，↑，液位高度↑，以造成液泛?！　∮绊憵庖簜髻|(zhì)設(shè)備的處理能力的因素有：液泛 板式塔：，處理能力增加?！　。ǘ庖簜髻|(zhì)設(shè)備的效率及其影響因素（重點(diǎn)）理解：氣液傳質(zhì)設(shè)備效率的幾種表示方法及其影響板效率的主要因素?！? 第五章 分離設(shè)備的處理能力和效率一、學(xué)習(xí)目的與要求　　通過(guò)本章的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能簡(jiǎn)單分析并基本了解強(qiáng)化分離操作的途徑。所以 （3）固定設(shè)計(jì)變量選擇：原料氣流率、T、P和組成（2個(gè)）；各個(gè)理論級(jí)及全凝器（含分配器，認(rèn)為兩者為同一壓力）的壓力。 例附圖為熱耦合精餾塔系統(tǒng)，進(jìn)料為三組分混合物，采出三個(gè)產(chǎn)品。3） 吸收塔NA蒸出塔NB，尾氣中CO2濃度，離開(kāi)蒸出塔氣體中CO2濃度，進(jìn)吸收塔吸收劑的濃度。（4）可調(diào)設(shè)計(jì)變量選擇1） 吸收塔NA；蒸出塔NB；每個(gè)換熱器出口溫度。 解：（1）裝置的固定設(shè)計(jì)變量數(shù) 壓力等級(jí)數(shù)2，一股原料氣進(jìn)料c+2，水蒸氣進(jìn)料1+2=3， （2）可調(diào)設(shè)計(jì)變量數(shù) 串級(jí)單元數(shù)2，側(cè)線(xiàn)采出數(shù)0，分配器數(shù)0，傳熱單元數(shù)3。解：：進(jìn)料變量數(shù)c+2，壓力等級(jí)數(shù)1個(gè)（壓降忽略）， ：串級(jí)單元數(shù)3個(gè)（注意每增加一股側(cè)線(xiàn)采出或加料時(shí)串級(jí)數(shù)增加一個(gè)）； 分配器個(gè)數(shù)為1；側(cè)線(xiàn)采出單元數(shù)1個(gè)；傳熱單元數(shù)2個(gè)；所以 同樣方法求圖332的、例題：有一吸收裝置處理含CO2原料氣，假設(shè)進(jìn)料中有c個(gè)組分，其操作條件如圖所示，試確定裝置的、。.4確定、的方法確定方法及步驟為：（1） 按每一單相物流有c+2個(gè)變量，計(jì)算所有進(jìn)料的固定設(shè)計(jì)變量數(shù)；（1） 確定系統(tǒng)所具有的不同的壓力級(jí)數(shù)（當(dāng)忽略過(guò)程壓降時(shí)當(dāng)如何）；（2） 以上兩項(xiàng)之和即為系統(tǒng)的固定設(shè)計(jì)變量數(shù)；（3） 將系統(tǒng)的串級(jí)單元的數(shù)目、分配器數(shù)目、側(cè)線(xiàn)采出單元數(shù)目和傳熱單元數(shù)目加和即為系統(tǒng)可調(diào)設(shè)計(jì)變量數(shù)。而固定設(shè)計(jì)變量只與進(jìn)料物流和系統(tǒng)壓力等級(jí)數(shù)有關(guān)。 ，可為N或尾氣中關(guān)鍵組分低濃度，吸收液中關(guān)鍵組分的濃度……167。.2 簡(jiǎn)單吸收塔的設(shè)計(jì)變量 對(duì)于圖31所示的簡(jiǎn)單吸收過(guò)程（P57） （1） N個(gè)絕熱操作的簡(jiǎn)單平衡級(jí)（2） 串聯(lián)而成，每一級(jí)設(shè)計(jì)變量數(shù) （兩股進(jìn)料，再加一個(gè)壓力） （2）重復(fù)變量數(shù) （僅一種單元串聯(lián)使用） （3）串級(jí)單元間物流的約束關(guān)系數(shù) 所以其中可調(diào)設(shè)計(jì)變量： 其可為理論級(jí)數(shù)，也可為溶質(zhì)中關(guān)鍵組分被吸收的完全程度。 由于單元間是由物流相連的，在裝置中相互直接相連的單元之間必有一股或幾股物流，是從一單元進(jìn)入另一單元的，則在連接單元之間有了新的約束關(guān)系以表示，N為連接單元之間物流的數(shù)目。這一表示重復(fù)使用的變量數(shù)稱(chēng)為重復(fù)變量數(shù)，為同一種單元被串聯(lián)使用的次數(shù)。.1裝置設(shè)計(jì)變量 一個(gè)裝置的設(shè)計(jì)變量應(yīng)為組成裝置的若干單元的設(shè)計(jì)變量之和。167。.4有側(cè)線(xiàn)出料的單元平衡級(jí) 單元約束關(guān)系 相平衡關(guān)系式 c 個(gè) 物料衡算式 c個(gè)能量衡算式 1個(gè) 167。.3絕熱操作的單元平衡級(jí) 固定設(shè)計(jì)變量：= +5（進(jìn)料2（c+2）個(gè)，單元壓力1個(gè)） 可調(diào)設(shè)計(jì)變量