化工原理--精餾(ppt54頁)(參考版)
2025-01-03 04:58本頁面
【正文】 由于液體橫向流經(jīng)塔板時將多次分散和凝聚 ， 表面不斷更新 ， 為傳質(zhì)創(chuàng)造了良好的條件 ， 是工業(yè)塔板上另一重要的氣 、 液接觸狀態(tài) 。 7 塔內(nèi)氣液兩相的流動 氣液兩相在塔板上接觸狀態(tài) B 噴射狀 當(dāng)液相流量較小而進一步提高氣速時 ， 則泡沫狀將逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閲娚錉?。 氣液兩相在塔板上接觸狀態(tài) A 泡沫態(tài) 由于孔口處鼓泡劇烈 ， 各種尺寸的氣泡連串迅速上升 ， 將液相拉成液膜展開在氣相內(nèi) ， 因泡沫劇烈運動 ， 使泡沫不斷破裂和生成 ， 以及產(chǎn)生液滴群 ， 泡沫為傳質(zhì)創(chuàng)造了良好條件 。 而高速液流剪切作用下使氣相形成小氣泡均勻分布在液體中 ， 形成均勻兩相流體 ， 即乳化態(tài)流體 ， 不利于兩相的分離 。 塔板上不正常的流動現(xiàn)象 7 塔內(nèi)氣液兩相的流動 塔板上氣 、 液流動狀態(tài) 從生產(chǎn)實踐發(fā)現(xiàn) ， 從嚴(yán)重漏液到液泛整個范圍內(nèi)存在有五種接觸狀態(tài) ，即：鼓泡狀態(tài) 、 蜂窩狀態(tài) 、 泡沫狀態(tài) 、 噴射狀態(tài)及乳化狀態(tài) 。 少量夾帶不可避免 ， 只有過量的夾帶才能引起嚴(yán)重后果 。 2） 霧沫夾帶 當(dāng)上升的氣體穿過塔板液層時 ， 將板上的液滴挾裹到上一層塔板引起濃度返混的現(xiàn)象稱為霧沫夾帶 。 7 塔內(nèi)氣液兩相的流動 1） 嚴(yán)重漏液 少量的漏液是不可避免的 。 而取溫度變化最大的那塊板稱為靈敏板 。 6） 靈敏板 在總壓一定的條件下 ， 精餾塔內(nèi)各塔板上的物料組成與溫度一一對應(yīng)。 4） 進料熱狀況 q的影響 5） 塔壓差 6 精餾塔的操作和調(diào)節(jié) 塔壓差是衡量塔內(nèi)氣體負(fù)荷大小的主要因素 ， 也是判斷精餾操作的進料 、 出料是否平衡的重要標(biāo)志之一 。 對于固定了提餾段塔板數(shù)的塔來說 ， 將造成提餾段的輕組分蒸出不完全 ， 釜液中輕組分的損失加大 。 進料板下移 ， 加大回流比 。 當(dāng)進料中重組分的濃度增加時 ， 精餾段的負(fù)荷增加 。 6 精餾塔的操作和調(diào)節(jié) 影響精餾操作的主要因素簡析 3） 進料組成的影響 當(dāng) 進料組成發(fā)生變化時 ， 應(yīng)適當(dāng)改變進料位置 。 增加回流比 ， 可提高分離效果 。 影響精餾操作的主要因素簡析 對于一定的原料量 F， 只要分離程度確定 xD,xW,則 D,W,R一定 ， 不能任意增減 。 該塔多用于輕 、 重組分的初步分離 ， 或主要考慮提濃重組分 ， 或回收稀溶液中易揮發(fā)組分 。 原料應(yīng)在泡點或接近泡點溫度進入塔頂 ， 無回流 。 兩進料將塔分為三段 ， 各段有相應(yīng)操作線方程 ， 各進料也有相應(yīng)的 q線方程 。 5 精餾的幾種操作方式 具有多股進料的精餾過程 當(dāng)兩股成分相同 ， 組成各異的原料在同一塔中分離 ，為避免混合 ， 增加分離的能耗 ， 則分別在適宜位置加入。 塔兩端分別同精餾段和提餾段操作線方程 ， 而塔下段 （ III） 操作線同提餾段操作線方程 。側(cè)線抽出的產(chǎn)品可為塔板上泡點液體或板上的飽和蒸氣 。 5 精餾的幾種操作方式 具有側(cè)線采出的精餾過程 當(dāng)需要獲取濃度不同的兩種或多種產(chǎn)品 ， 或某組分在塔某幾板上存在富集現(xiàn)象。 這樣加熱蒸氣將熱量 、 質(zhì)量均帶入塔內(nèi) ， 同時參與塔的熱量 、 質(zhì)量的傳遞 。 5 精餾的幾種操作方式 直接蒸汽加熱 一般精餾是間接加熱 ， 主要是為避免對物料污染 。 4 雙組份連續(xù) 精餾的計算 1) 操作線的作法 首先根據(jù)相平衡數(shù)據(jù) , 在直角坐標(biāo)上繪出待分離混合物的 xy 平衡曲線 , 并作出對角線 . 如圖 616所示 . 在 x=xD 處作鉛垂線 , 與對角線交于點 a, 再由精餾段操作線的截距 xD /(R+1) 值 , 在 y 軸上定出點 b, 聯(lián) ab. ab為精餾段操作線 . 在 x=xF 處作鉛垂線 , 與對角線交于點 e, 從點 e作斜率為 q /(q1)的q線 ef, 該線與 ab交于點 d. 在 x=xW 處作鉛垂線 , 與對角線交于點 c, 聯(lián) cd. cd為提留段操作線 . 4 雙組份連續(xù) 精餾的計算 2) 求 N 的步驟 自對角線上 a點始 , 在平衡線與精餾段操作線間繪出水平線及鉛垂線組成的梯級 . 如圖 617所示 . 當(dāng)梯級跨過兩操作線交點 d 時 , 則改在平衡線與提餾操作線間作梯級 , 直至某梯級的垂直線達到或小于 xW為止 . 每一個梯級代表一層理論板 . 梯級總數(shù)即為所需理論板數(shù) . 梯級含義： 如第一梯級 由 a點作水平線與平衡線交于點 1(y1, x1), 相當(dāng)于用平衡關(guān)系由 y1求得 x1；再自點 1作垂線與精餾段操作線相交 , 交點坐標(biāo)為 (y2, x1), 即相當(dāng)于用操作線關(guān)系由 x1求得 y2。 提餾段操作線方程 ： WqFLWxxWqFL qFLy Wnn ??????? ?? 11相平衡方程式 ： nnn xxy )1(1 ??? ??第一板 ： 第二板 ： 11 12 ???? RxxRRy D222 )1( yyx ??? ??第三板 ： 11 23 ???? RxxRRy D333 )1( yyx ??? ??111 ????? RxxRRy Dnn精餾段操作線方程 ： 111 )1( yyx ??? ??Dxy?1…… 條件：塔頂全凝，泡點回流 4 雙組份連續(xù) 精餾的計算 第 m+1板： WqFL WxxWqFL qFLy Wmm ????????1111 )1(??? ???mmm yyx ??第 N板： WqFL WxxWqFL qFLy WNN ??????? ?1 WNNN xyyx ???? )1(?? 在計算過程中 , 每使用一次平衡關(guān)系 , 表示需要一層理論板 . 由于一般再沸器相當(dāng)于一層理論板 . 結(jié)果 : 塔內(nèi)共有理論板 N塊 , 第 N板為再沸器 , 其中精餾段 m1塊 , 提餾段 Nm+1塊 (包括再沸器 ), 第 m板為進料板。 ④ 飽和蒸汽進料 , q=0。 ② 飽和液體進料 , q=1。 因 q為一常數(shù) , 故一定狀態(tài)進料時 q線為直線 . 不同的加料熱狀態(tài)對應(yīng)著不同的 q 值 , 也就對應(yīng)著不同的 q 線 . 11 ???? qxxqqy F4 雙組份連續(xù) 精餾的計算 . q 線的圖形
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