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文檔簡介
1、返回1.5 雙組分連續(xù)精餾的計(jì)算雙組分連續(xù)精餾的計(jì)算1.5.1理論板的概念和恒摩爾流假設(shè)理論板的概念和恒摩爾流假設(shè)1.5.2物料衡算和操作線方程物料衡算和操作線方程1.5.3進(jìn)料熱狀況的影響進(jìn)料熱狀況的影響返回1.5.1 理論板的概念和恒摩爾流的假設(shè)理論板的概念和恒摩爾流的假設(shè)理論板:離開塔板的蒸汽和液體呈平衡的塔板。理論板:離開塔板的蒸汽和液體呈平衡的塔板。 假設(shè)假設(shè)(1) 兩組分的摩爾汽化潛熱相等;兩組分的摩爾汽化潛熱相等;(2)兩相接觸因兩相溫度不同而交換的顯熱可忽略)兩相接觸因兩相溫度不同而交換的顯熱可忽略 不計(jì);不計(jì);(3)塔設(shè)備保溫良好,熱損失可以忽略不計(jì)。)塔設(shè)備保溫良好,熱損失
2、可以忽略不計(jì)。 2. 恒摩爾流的假設(shè)恒摩爾流的假設(shè)1. 理論板的概念理論板的概念返回精餾段,每層塔板上升的蒸汽摩爾流量都相等,提餾精餾段,每層塔板上升的蒸汽摩爾流量都相等,提餾段也一樣。段也一樣。即:即: V1=V2= V=常數(shù)常數(shù) V1=V2= V=常數(shù)常數(shù)式中:式中:V 精餾段上升蒸汽的摩爾流量,精餾段上升蒸汽的摩爾流量,kmol/h; V提餾段上升蒸汽的摩爾流量,提餾段上升蒸汽的摩爾流量,kmol/h。 (下標(biāo)(下標(biāo)1、2表示自上而下的塔板序號。)表示自上而下的塔板序號。)(1)恒摩爾汽化)恒摩爾汽化返回精餾段內(nèi),每層塔板下降的液體摩爾流量都相等,精餾段內(nèi),每層塔板下降的液體摩爾流量都相
3、等,提餾段也一樣。提餾段也一樣。即:即: L1=L2= L=常數(shù)常數(shù) L1=L2= L=常數(shù)常數(shù)式中式中L 精餾段下降液體的摩爾流量,精餾段下降液體的摩爾流量,kmol/h;L提餾段下降液體的摩爾流量,提餾段下降液體的摩爾流量,kmol/h。(下標(biāo)(下標(biāo)1、2表示自上而下的塔板序號。)表示自上而下的塔板序號。) (2)恒摩爾溢流)恒摩爾溢流 返回1 1)根據(jù)分離任務(wù),確定產(chǎn)品流量)根據(jù)分離任務(wù),確定產(chǎn)品流量D D,W W;2 2)選擇操作條件)選擇操作條件R R、進(jìn)料狀態(tài);、進(jìn)料狀態(tài);3 3)確定塔板數(shù)及加料位置;)確定塔板數(shù)及加料位置;4 4)選擇塔型,確定塔徑,塔內(nèi)結(jié)構(gòu)尺寸,)選擇塔型,確
4、定塔徑,塔內(nèi)結(jié)構(gòu)尺寸, 流體力學(xué)驗(yàn)算;流體力學(xué)驗(yàn)算;5 5)冷凝器及再沸器熱負(fù)荷及設(shè)計(jì)計(jì)算。)冷凝器及再沸器熱負(fù)荷及設(shè)計(jì)計(jì)算。 設(shè)計(jì)目標(biāo)設(shè)計(jì)目標(biāo): : 1.5.2物料衡算和操作線方程物料衡算和操作線方程1 全塔物料衡算全塔物料衡算返回 WDFWxDxFxWDF塔頂采出率塔頂采出率WDWFxxxxFD 塔底采出率塔底采出率FDFW 1F, xFD, xDW, xW全塔物料衡算全塔物料衡算F、D、Wkmol/hxF、xD、xW摩爾分率摩爾分率返回%100FDA FxDx 塔頂易揮發(fā)組分回收率塔頂易揮發(fā)組分回收率塔底難揮發(fā)組分回收率塔底難揮發(fā)組分回收率%100)1 ()1 (FWB xFxW 返回例
5、例6-1 將將5000kg/h含乙醇含乙醇0.4(摩爾分?jǐn)?shù),下同)(摩爾分?jǐn)?shù),下同)和水和水0.6的混合液在常壓連續(xù)精餾塔中分離。要的混合液在常壓連續(xù)精餾塔中分離。要求餾出液含乙醇求餾出液含乙醇0.85,釜液含乙醇不高于,釜液含乙醇不高于0.02,求餾出液,釜液的流量及塔頂易揮發(fā)組分的回求餾出液,釜液的流量及塔頂易揮發(fā)組分的回收率和采出率。收率和采出率。返回求:餾出液流量求:餾出液流量D,釜液的流量,釜液的流量W及塔頂易揮發(fā)組分的回收及塔頂易揮發(fā)組分的回收率率 和采出率和采出率D/F 解:解: xF 0.4 , xD 0.85,xW 0.02 F=5000/(0.4 78+18 0.6) =1
6、19.05kmol/h W=F-D=119.05-54.5=65kmol/h AFWDW0.40.020.4580.850.020.458 119.0554.51/xxDFxxDkmol hDAF54.05 0.85100%96.5%119.05 0.4DxFx返回2 精餾段操作線方程精餾段操作線方程 Dn1nDxLxVyDLVDnDn1nxDLDxDLLxVDxVLy 11Dn1n RxxRRy令令 回流比回流比 DLR 精餾段操作線方程精餾段操作線方程返回精餾段操作線精餾段操作線:當(dāng)當(dāng)R, D, xD為一定值時(shí)為一定值時(shí),該操作線為一直線該操作線為一直線.斜率斜率:VLRR1截距截距:1D
7、 Rxyx1D RxxD操作線為過點(diǎn)(操作線為過點(diǎn)(xD, xD )畫操作線過程如下畫操作線過程如下:返回3 提餾段操作線方程提餾段操作線方程 W1mmWxyVxLWVLwmwm1mxWLWxWLLxVWxVLy 提餾段操作線方程提餾段操作線方程返回xW 意義:提餾段意義:提餾段 ym1f(xm) 提餾段操作線為提餾段操作線為 過點(diǎn)(過點(diǎn)(xW, xW )VL 斜率:斜率:截距截距:VWxW-yxxD1D RxxFabq返回例例6-2 將含將含0.24(摩爾分?jǐn)?shù),下同)易揮發(fā)組分的某(摩爾分?jǐn)?shù),下同)易揮發(fā)組分的某液體混合物送入一連續(xù)精餾塔中。要求餾出液含液體混合物送入一連續(xù)精餾塔中。要求餾出液含0.95易揮發(fā)組分,釜液含易揮發(fā)組分,釜液含0.03易揮發(fā)組分。送入冷易揮發(fā)組分。送入冷凝器的蒸汽量為凝器的蒸汽量為850kmol/h,流入精餾塔的回流液,流入精餾塔的回流液為為670kmol/h,試求:,試求:1每小時(shí)能獲得多少每小時(shí)能獲得多少kmol/h的餾出液?多少的餾出液?多少kmol/h 的釜液?的釜液?2. 回流比回流比R為多少?為多少?3. 寫出精餾段操作線方程。寫出精餾段操作線方程。返回已知:已知:xF 0.24 , xD 0.95,xW 0.03 V=850kmol/h ,
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