ch2_3化工传质与分离过程

化工传质与分离过程第一章蒸馏1.3～1.4小节回顾平衡蒸馏简单蒸馏精馏原理原理：多次部分汽化和冷凝，轻组分——塔顶重组分——塔底必要条件：气液两相回流基本流程：塔，再沸器，冷凝器一次平衡微分蒸馏塔板：提供传质传热场所几个概念：理论板、进料板、精馏段、提馏段第一章蒸馏1.5两组分连续精馏的计算主要内容：确定产品流量与组成确定精馏塔的类型（板式塔、填料塔），确定理论板数、填料高度确定塔径、塔高板式塔结构尺寸、流体力学验算填料类型与尺寸、流体流动阻力冷凝器与再沸器负荷、类型、尺寸第一章蒸馏1.5.1理论板概念与恒摩尔假定离开板的气液两相呈平衡板上液相均匀板上气液接触时间有限流动阻力等因素，板上液相组成分布不均理论板是一种理想板理论板概念“理论板”意义衡量实际板的分离效率的依据和标准由理论板和板效率，确定实际板数第一章蒸馏1.5.1理论板概念与恒摩尔假定恒摩尔假定恒摩尔汽流恒摩尔液流精馏段：V1＝V2＝….＝Vn提馏段：V1’=V2’=….=Vm’精馏段：L1＝L2＝….＝Ln提馏段：L1’=L2’=….=Lm恒摩尔假定成立条件板上情况是：1mol蒸气冷凝——1mol液体汽化各组分的摩尔汽化热相等交换的显热可忽略（接触的两相温度不同）忽略热损失“恒摩尔假定”意义简化计算有些系统基本满足条件第一章蒸馏1.5.2物料衡算与操作线方程全塔物料衡算FDWFFDWxDxWx总物料：＝易挥发组分：回收率D×100DFxFx塔挥发组分回顶收率＝易％WW1-×1001FxFx（）塔挥发组分回收率＝（）难底％例1-4，P18，利用回收率概念第一章蒸馏1.5.2精馏段操作线方程精馏段操作线方程推导R11R1R1yxxnnD精馏段操作线方程特点LRD回流比：＝定态操作下，直线方程，斜率R/（R+1）、截踞xD/(R+1)作图：过点（xD,xD)、截踞xD/(R+1)xD/(R+1)xD精馏段操作线意义相邻两板间物料组成关系：第n板下降的液相xn、下一层板n+1上升的气相yn+1第一章蒸馏1.5.2提馏段操作线方程提馏段操作线方程推导提馏段操作线方程特点提馏段操作线意义1''''mmWLWyxxLWLW定态操作下，直线方程L’与进料状态有关作图：过点（xW,xW)、截踞WxW/(L’-W)相邻两板间物料组成关系xW第一章蒸馏1.5.3进料热状况的影响五种热状况温度低于泡点的冷液体abcdetx(y)饱和液体气液混合液饱和蒸气过热蒸气''LLFVV'V=V'-LLF部分量部分蒸气冷凝蒸气冷凝量'FV=V'+FLL中的液体中的蒸气'V=V'+FLL'V=V'-LLF部分量部分液体汽化液体汽化量第一章蒸馏1.5.3进料热状况的影响进料热状况参数进料热状况参数q的计算'FVVLIIILLIFq=LILL’IL’VIVV’IV’FIF进料热状况参数q的意义1FVVLIIIkoIml将进料变为饱和蒸气所需热量q=原料液的kmol汽化潜热'LLFq=：气液共存进料时的液化率进料热状况参数q的应用''(1)LLqFVVqF，提馏段操作线方程表达1'mmWLqFWyxxLqFWLqFW例1-5，P22提馏段操作线方程的截踞很小作业P645，6第一章蒸馏1.5.2精馏段操作线方程推导1VLDVnnDyLxDx总物料：＝易挥发组分：1LDyxxnnDLDLDLRD（令＝回流比）R11R1R1yxxnnD第一章蒸馏1.5.2提馏段操作线方程推导mWm+1L'=V'+WL'x'=V'y'+Wx总物料：易挥发组分：1''''mmWLWyxxLWLW第一章蒸馏1.5.3进料热状况的影响进料热状况参数q计算LILL’IL’VIVV’IV’FIF进料板物料衡算''FVLVL进料板热量衡算''''LLVVFIIFIVLIVILVV'LL'IIII其中：，''LVFLVFIVLIIIVLI则：''VLFVVFILIIL则：（）（）'(')VVFLL'FVVLIIILLIF则：'VVFLIILLFII令q=