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《傳質(zhì)與分離過(guò)程學(xué)時(shí)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、1.全回流和最少理論板層數(shù)(1)全回流的概念若上升至塔頂?shù)恼羝?jīng)全凝器冷凝后，冷凝液全部回流到塔內(nèi)，該回流方式稱為全回流。全回流精餾的開(kāi)工階段全回流的應(yīng)用一、全回流和最小回流比操作線的斜率和截距分別為全回流操作時(shí)不向塔內(nèi)進(jìn)料，也不從塔內(nèi)取出產(chǎn)品，全塔無(wú)精餾段和提餾段之區(qū)分，兩段的操作線合二為一。操作線與對(duì)角線重合，操作線方程為一、全回流和最小回流比(2)最少理論板層數(shù)回流比愈大，完成一定的分離任務(wù)所需的理論板層數(shù)愈少。當(dāng)回流比為無(wú)限大，兩操作線與對(duì)角線重合，此時(shí)，操作線距平衡線最遠(yuǎn)，汽液兩相間的傳質(zhì)推動(dòng)力最大，因此所需理論
2、板層數(shù)最少，以Nmin表示。一、全回流和最小回流比xDxWxF回流比與理論板層數(shù)的關(guān)系R越大NT越少R1R2R3Nmin用芬斯克(Fenske)方程式計(jì)算，芬斯克方程式通過(guò)逐板計(jì)算法推得。由汽液平衡方程得操作線方程為一、全回流和最小回流比對(duì)于塔頂全凝器第1層理論板的汽液平衡關(guān)系為第1層和第2層理論板之間操作關(guān)系為所以一、全回流和最小回流比第2層理論板的汽液平衡關(guān)系為則重復(fù)上述的計(jì)算過(guò)程，直至塔釜（塔釜視作第N+1層理論板）為止，可得一、全回流和最小回流比令對(duì)于全回流操作，N=Nmin一、全回流和最小回流比幾何平均對(duì)兩組分物
3、系，略去下標(biāo)A、B注意一、全回流和最小回流比芬斯克方程式求得的最小理論板層數(shù)不含再沸器為全塔平均相對(duì)揮發(fā)度2.最小回流比(1)最小回流比的概念對(duì)于一定分離任務(wù)，減小操作回流比，兩操作線向平衡線靠近，所需理論板層數(shù)增多。當(dāng)回流比減小到某一數(shù)值，兩操作線的交點(diǎn)d落到平衡線上，此時(shí)，若在平衡線與操作線之間繪階梯，將需要無(wú)窮多階梯才能到達(dá)點(diǎn)d，相應(yīng)的回流比即為最小回流比，以Rmin表示。一、全回流和最小回流比xDxWxFR1R2夾緊區(qū)夾緊點(diǎn)最小回流比斜率xqyqg(2)最小回流比的求法①作圖法一、全回流和最小回流比最小回流比計(jì)算式
4、非正常平衡曲線最小回流比的求法一、全回流和最小回流比②解析法泡點(diǎn)進(jìn)料露點(diǎn)進(jìn)料一、全回流和最小回流比二、適宜回流比的選擇分離任務(wù)一定R～～操作費(fèi)用設(shè)備費(fèi)用塔徑～能耗L、V～R設(shè)備費(fèi)用塔高理論板數(shù)～～適宜回流比的選擇1－操作費(fèi)用2－設(shè)備費(fèi)用3－總費(fèi)用選擇適宜的回流比需進(jìn)行經(jīng)濟(jì)權(quán)衡，根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，取統(tǒng)計(jì)表明，實(shí)際生產(chǎn)中的操作回流比以下列范圍使用較多：二、適宜回流比的選擇適宜回流比計(jì)算式一、吉利蘭(Gilliland)關(guān)聯(lián)圖精餾塔理論板層數(shù)除了可用前述的逐板計(jì)算法和圖解法求算外，還可用簡(jiǎn)捷法計(jì)算。通常采用的簡(jiǎn)捷法為吉利蘭關(guān)聯(lián)圖
5、。吉利蘭關(guān)聯(lián)圖二、求理論板層數(shù)的步驟簡(jiǎn)捷法求理論板層數(shù)的步驟先按設(shè)計(jì)條件求出最小回流比Rmin，并選擇操 作回流比R。計(jì)算全回流下的最少理論板層數(shù)Nmin。利用吉利蘭關(guān)聯(lián)圖，計(jì)算全塔理論板層數(shù)N。用精餾段的最小理論板層數(shù)Nmin1代替全塔的Nmin，確定適宜的進(jìn)料板位置。由芬斯克方程式αm1為精餾段平均相對(duì)揮發(fā)度二、求理論板層數(shù)的步驟一、直接蒸汽加熱待分離的物系為水溶液1.直接蒸汽加熱應(yīng)用背景及意義直接蒸汽加熱的應(yīng)用背景直接蒸汽加熱的意義省掉再沸器，減少設(shè)備費(fèi)水為難揮發(fā)組分提高加熱蒸汽利用率，節(jié)約能耗，減少操作費(fèi)直接蒸汽加
6、熱直接蒸汽加熱精餾塔的精餾段操作線和q線與常規(guī)塔相同，但提餾段操作線方程應(yīng)予修正。2.直接蒸汽加熱理論板層數(shù)的計(jì)算總物料衡算易揮發(fā)組分衡算一、直接蒸汽加熱對(duì)于塔內(nèi)恒摩爾流動(dòng)當(dāng)則提餾段操作線與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為g(xW,0)一、直接蒸汽加熱提餾段操作線方程xDabxWcxFefd12345直接蒸汽加熱時(shí)理論板層數(shù)的圖解法物系在低濃度下的相對(duì)揮發(fā)度較大，無(wú)精餾 段也可達(dá)到希望的餾出液組成1.提餾塔的特點(diǎn)及應(yīng)用背景提餾塔的應(yīng)用背景塔頂進(jìn)料，塔頂餾出物全部采出，無(wú)回流提餾塔的特點(diǎn)只有提餾段，而沒(méi)有精餾段回收稀溶液中的輕組分二、提餾塔
7、提餾塔裝置示意圖正丁醇－水物系分離的雙塔流程示意圖2.提餾塔的理論板層數(shù)的計(jì)算提餾塔的操作線方程與一般精餾塔的提餾段操作線方程相同。泡點(diǎn)進(jìn)料操作線方程二、提餾塔xDabxWcxFefd1234提餾塔理論板層數(shù)的圖解法三、塔頂采用分凝器精餾塔的上升蒸汽先進(jìn)入分凝器，在分凝器中蒸汽部分冷凝，冷凝液作為回流返回塔內(nèi)，未被冷凝的蒸汽進(jìn)入全凝器，在全凝器中被全部冷凝，冷凝液作為產(chǎn)品采出。通過(guò)調(diào)整分凝器中冷卻介質(zhì)的流量或進(jìn)口溫度，即可調(diào)整精餾塔的回流比。塔頂采用分凝器的精餾裝置1－精餾塔2－分凝器3－全凝器y1≠xD（yL=xD）yL
8、與xL平衡關(guān)系y1與xL操作關(guān)系操作線方程y1=L/VxL+D/VxD練習(xí)題目思考題作業(yè)題:11、131.全回流操作的特點(diǎn)是什么，有何實(shí)際意義？2.回流比如何計(jì)算，對(duì)理論板層數(shù)有何影響？3.簡(jiǎn)捷法求理論板層數(shù)的原理是什么？4.直接蒸汽加熱、提餾塔、塔頂分凝器有何應(yīng)用背 景，其理論板層數(shù)如何用圖解法求解？
