化工原理--精餾(ppt54頁(yè))-閱讀頁(yè)
2025-01-11 04:58本頁(yè)面
【正文】 n1)精餾段操作線方程 塔頂全凝 ： V=L+D=(R+1)D Dnn DxLxVy ???1回流比 ： R=L/D 4 雙組份連續(xù) 精餾的計(jì)算 精餾段操作線方程的物理意義 : 在一定的操作條件下 ， 精餾段內(nèi)自任意第 n層塔板下降的液相組成 xn與其相鄰的下一層塔板上升的蒸汽組成 yn+1之間的關(guān)系 。 進(jìn)料熱狀況不同 , 將直接影響其上 .下兩段上升蒸氣和下降液體的流量 . 2) 進(jìn)料熱狀況參數(shù) 設(shè)第 m 塊板為加料板 ， 對(duì)圖 614所示的虛線 范圍 , 進(jìn) .出該板各股的摩爾流率 、 組成與熱焓可由物料衡算與熱量衡算 , 得 : 進(jìn)料熱狀況的影響 4 雙組份連續(xù) 精餾的計(jì)算 VLVLF ??????總物料衡算 ： mmmmF VyxLyVLxFx ?????? ?? 11輕組分物料衡算 ： VLVLF VIILIVLIFI ?????? ??熱量衡算 ： LLVV IIII ?? ??LVFV II IIF LL ?????定義 — 加料熱狀態(tài)參數(shù) 進(jìn)料液的摩爾汽化熱 的熱進(jìn)料變成飽和蒸汽所需k m o l1????LVFV II IIqVLVLF ??????VLVLF VIILIVLIFI ?????? q的意義 :以 1kmol/h進(jìn)料為基準(zhǔn)時(shí) , 提餾段中的液體流量較精餾段增大的 kmol/h數(shù) . 4 雙組份連續(xù) 精餾的計(jì)算 . q(進(jìn)料 )線方程 在進(jìn)料板上 , 同時(shí)滿足精餾段和提餾段的物料衡算 , 故兩操作線的交點(diǎn)落在進(jìn)料板上 。 隨著進(jìn)料焓值的增加 ， q 線與精餾操作線的 交點(diǎn) 沿著精餾操作線朝 x. y 減小的方向移動(dòng) . 這意味著加料板位置下移 (塔從上往下 ,溫度逐步升高 ). 進(jìn)料熱狀況不同 , q值就不同 , 因此直接影響精餾塔內(nèi)兩段上升蒸汽和下降液體量之間的關(guān)系 , 如圖 615 所示 . ① 冷液體進(jìn)料 , q1。 ③ 氣液混合物進(jìn)料 ,q=0~1。 ⑤ 過(guò)熱蒸汽進(jìn)料 , q0. e a c b d q0 q=0 0q1 q=1 q1 0 xW x y xD zF 不同加料熱狀態(tài)下的 q 線 4 雙組份連續(xù) 精餾的計(jì)算 理論板層數(shù)的求法 逐板計(jì)算法 理論板數(shù)由操作線方程和相平衡關(guān)系確定 。 …… 第 m板 ： 11 1 ???? ? RxxRRy Dmm Fmmm xyyx ???? )1(?? 第 m板為進(jìn)料板 逐板計(jì)算法計(jì)算結(jié)果較準(zhǔn)確 ,且可求得每層板上的氣液相組成 . 但該法比較繁瑣 ,尤其當(dāng)理論板層數(shù)較多時(shí)更甚 . 現(xiàn)由計(jì)算程序處理 , 比較好 . . 圖解法 McCabeThiele, MT法 圖解法求理論板層數(shù)的基本原理與逐板計(jì)算法的完全相同 ,只不過(guò)是用平衡曲線和操作線分別代替平衡方程和操作線方程 ,用簡(jiǎn)便的圖解法代替繁雜的計(jì)算而已 ,圖解法中以直角梯級(jí)圖解法最為常用 .雖然圖解的準(zhǔn)確性較差 ,但因其簡(jiǎn)便 ,目前在兩組分精餾中仍被廣泛采用 。 作圖法與逐板計(jì)算法等價(jià)。 如果物料含有水 ， 精餾過(guò)程中允許水存在 ， 于是 ， 可將加熱蒸氣直接通入塔釜內(nèi) ， 直接加熱 。 該過(guò)程提高了傳熱效率， 可使用溫度相對(duì)低的加熱蒸氣 ， 同時(shí) ，又省一臺(tái)再沸器 。 為獲得該組分產(chǎn)品或消出該組分對(duì)塔兩端產(chǎn)品的影響 ， 應(yīng)采取側(cè)線出料的方法 ，在適宜塔板上將其及時(shí)采出 ， 如圖所示 。 5 精餾的幾種操作方式 具有側(cè)線采出的精餾過(guò)程 如果在精餾段設(shè)一側(cè)線采出 ， 則塔被分為三段 。 而中段則由物料衡算獲得其操作線方程 。 如圖所示 。 5 精餾的幾種操作方式 塔頂進(jìn)料蒸餾塔 原料從塔頂加入 ， 則塔只有提餾段沒有精餾段 ， 該塔稱之為回收塔或蒸出塔 、氣體塔 ， 如圖所示 。 而熱量則以間接或直接蒸氣加熱塔底 。 6 精餾塔的操作和調(diào)節(jié) 1） 物料平衡的影響和制約 通常 ， 對(duì)特定的精餾塔和物系 ， 保持精餾穩(wěn)定操作的條件：塔壓穩(wěn)定；進(jìn)出塔的物料量平衡和穩(wěn)定；進(jìn)料組成和熱狀況穩(wěn)定；回流比恒定；再沸器和冷凝器的傳熱條件穩(wěn)定；塔系統(tǒng)與環(huán)境間散熱穩(wěn)定等 。 2） 回流比的影響 當(dāng)回流比增大時(shí) ， 精餾段操作斜率變大 ， 該段內(nèi)的傳質(zhì)推動(dòng)力增大 ，xD增大；提餾段操作線斜率變小 ， 該段內(nèi)的傳質(zhì)推動(dòng)力增大 ， xW增大 。 但是分離效果的提高時(shí)有限制的 ， 當(dāng)采出率 D/F一定時(shí) ， xD≤Fx F/D。 一般精餾塔常設(shè)幾個(gè)進(jìn)料位置 ， 以適應(yīng)生產(chǎn)中進(jìn)料狀況的變化 ， 保證精餾塔在適宜位置下進(jìn)料 。 對(duì)于固定了精餾段板數(shù)的塔來(lái)說(shuō) ， 將造成重組分帶到塔頂 ， 使塔頂產(chǎn)品質(zhì)量不合格 。 若進(jìn)料中的輕組分的濃度增加時(shí) ， 提餾段的負(fù)荷增加 。 進(jìn)料板上移 ， 減小回流比 。 在進(jìn)出料保持平衡 ， 回流比不變的情況下 ， 塔壓差基本上是不變的 。 當(dāng)板上的物料組成發(fā)生變化 ， 其溫度也就隨之變化 。 當(dāng)生產(chǎn)中由于物料不平衡或塔的分離效果差造成產(chǎn)品不合格時(shí) ， 可及時(shí)通過(guò)靈敏板溫度的變化情況得到預(yù)測(cè) ， 從而可最大限度克服控制的延時(shí)性 ， 防止生產(chǎn)產(chǎn)生大的波動(dòng) 。 當(dāng)上升的氣體速度很低時(shí) ， 氣體通過(guò)塔板升氣孔的動(dòng)壓不足以阻止塔板上液層的重力 ， 液體將從塔板的開孔處大量往下漏而出現(xiàn)漏液現(xiàn)象 。 霧沫夾帶造成返混 ， 降低塔板效率 。 3） 液泛 當(dāng)塔板上液體量很大或上升氣體速度很高 ， 塔板壓降很大時(shí) ， 液體不能順利地從降液管流下 ， 于是液體在塔板上不斷積累 ， 液層不斷上升 ， 使塔內(nèi)整個(gè)塔板間都充滿積液的現(xiàn)象稱為液泛 。 由于低氣速下產(chǎn)生的不連續(xù)鼓泡群傳質(zhì)面積小 ， 比較平靜 ， 而靠近塔壁穩(wěn)定的蜂窩狀 ， 其泡沫層湍動(dòng)較差 ， 不利于傳質(zhì) 。 故這三種不是傳質(zhì)的適宜狀態(tài) ， 工業(yè)生產(chǎn)中一般希望呈現(xiàn) 泡沫態(tài) 和 噴射態(tài) 兩種狀態(tài) 。 是工業(yè)上重要的接觸狀態(tài)之一 。 從篩孔或閥孔中吹出的高速氣流將液相分散成高度湍動(dòng)的液滴群 ，液相由連續(xù)相轉(zhuǎn)變?yōu)榉稚⑾?， 兩相間傳質(zhì)面為液滴群表面 。 謝謝觀看 /歡迎下載 BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH
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