化工原理下-簡(jiǎn)捷法、多側(cè)線、塔高塔徑

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。吉利蘭關(guān)聯(lián)圖1.5.6簡(jiǎn)捷法求理論板層數(shù)①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。

②計(jì)算全回流下的最少理論板層數(shù)Nmin。

③利用吉利蘭關(guān)聯(lián)圖，計(jì)算全塔理論板層數(shù)N。

④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。簡(jiǎn)捷法求理論板層數(shù)的步驟由芬斯克方程式

m1為精餾段平均相對(duì)揮發(fā)度①

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①省掉再沸器，減少設(shè)備費(fèi)。②水為難揮發(fā)組分。②提高加熱蒸汽利用率，節(jié)約能耗，減少操作費(fèi)。直接蒸汽加熱的應(yīng)用背景直接蒸汽加熱的意義1.5.7

幾種特殊情況下理論板層數(shù)的求法1.直接蒸汽加熱直接蒸汽加熱5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)提餾段操作線方程一、直接蒸汽加熱xDabxWcxFefd12345直接蒸汽加熱時(shí)理論板層數(shù)的圖解法8在工業(yè)生產(chǎn)中，時(shí)常會(huì)遇到所分離的原料液組成不同或所需的產(chǎn)品組成不同，此種情況需要采用多側(cè)線的精餾塔。多側(cè)線進(jìn)料多側(cè)線出料多側(cè)線的精餾塔2.多側(cè)線的精餾塔1)多側(cè)線進(jìn)料分離組分相同而濃度不同原料液，則應(yīng)在不同塔板位置上設(shè)置相應(yīng)進(jìn)料口——多側(cè)線進(jìn)料。

兩股進(jìn)料的精餾塔精餾段提餾段中間段總物料料衡算算易揮發(fā)發(fā)組分分衡算算操作線線方程程二、多多側(cè)線線的精精餾塔塔中間段段各段間間氣、、液負(fù)負(fù)荷的的關(guān)系系二、多多側(cè)線線的精精餾塔塔兩股進(jìn)進(jìn)料的的精餾餾塔最最小回回流比比的確確定由ab線斜率率求Rmin1由ck線斜率率求Rmin2選擇較較大者者作為為Rmin132)多側(cè)線線出料料為了獲獲得不不同規(guī)規(guī)格的的精餾餾產(chǎn)品品，則則可根根據(jù)所所要求求的產(chǎn)產(chǎn)品組組成在在塔的的不同同位置置上開(kāi)開(kāi)設(shè)側(cè)側(cè)線出出料口口——多側(cè)線線出料料。有側(cè)線線采出出的精精餾塔塔精餾段段提餾段段中間段段總物料料衡算算易揮發(fā)發(fā)組分分衡算算操作線線方程程中間段段有側(cè)線線采出出精餾餾塔的的操作作線161.板式塔塔有效效高度度的計(jì)計(jì)算（1））基本本計(jì)算算公式式板式塔塔有效效高度度是指指安裝裝塔板板部分分的高高度，，其計(jì)計(jì)算方方法是是，先先通過(guò)過(guò)板效效率將將理論論板層層數(shù)換換算為為實(shí)際際板層層數(shù)，，再選選擇合合適的的板間間距計(jì)計(jì)算板板式塔塔的有有效高高度。。實(shí)際塔塔板層數(shù)數(shù)塔板間距1.5.8塔高和和塔徑徑的計(jì)計(jì)算（2））塔板板效率率塔板效效率反反映了了實(shí)際際塔板板的氣氣液兩兩相傳傳質(zhì)的的完善善程度度。1）總板效效率總板效效率反反映塔塔中各各層塔塔板的的平均均效率率，因因此它它是理理論板板層數(shù)數(shù)的一一個(gè)校校正系系數(shù)，，其值值恒小小于1。全塔效率2）單板效效率單板板效效率率又又稱稱默默弗弗里里（Murphree））效率率，，它它是是以以混混合合物物經(jīng)經(jīng)過(guò)過(guò)實(shí)實(shí)際際板板的的組組成成變變化化與與經(jīng)經(jīng)過(guò)過(guò)理理論論板板的的組組成成變變化化之之比比來(lái)來(lái)表表示示的的。。單單板板效效率率既既可可用用氣氣相相組組成成表表示示，，也也可可用用液液相相組組成成表表示示，，分分別別稱稱為為氣氣相相單單板板效效率率和和液液相相單單板板效效率率。。氣相相單單板板效效率率液相相單單板板效效率率單板板效效率率分分析析3）點(diǎn)效效率率點(diǎn)效效率率是是指指塔塔板板上上各點(diǎn)點(diǎn)的的局局部部效效率率。。點(diǎn)效效率率分分析析(3)填料料塔塔有有效效高高度度的的計(jì)計(jì)算算基本本計(jì)計(jì)算算公公式式等板板高高度度獲獲取取途途徑徑：：①經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)公公式式計(jì)計(jì)算算；；②查有有關(guān)關(guān)填填料料手手冊(cè)冊(cè)；；③實(shí)驗(yàn)驗(yàn)測(cè)測(cè)定定。。（1））基基本本計(jì)計(jì)算算公公式式①精餾餾段段與與提提餾餾段段分分別別計(jì)計(jì)算算，，相相差差不不大大取取較較大大者者作作為為塔塔徑徑，，相相差差較較大大采采用用變變徑徑塔塔。。②計(jì)算算塔塔徑徑后后應(yīng)應(yīng)進(jìn)進(jìn)行行圓圓整整。精餾餾塔塔直直徑計(jì)計(jì)算算式式提示示2.塔徑徑（2））蒸蒸氣氣體體積積流流量量的的計(jì)算算①精餾餾段段體體積積流流量量的的計(jì)計(jì)算算操作作壓壓力力較較低低時(shí)時(shí)，，氣氣相相可可視視為為理理想想氣氣體體混混合合物物②提餾餾段段體體積積流流量量的的計(jì)計(jì)算算操作作壓壓力力較較低低時(shí)時(shí)，，氣氣相相可可視視為為理理想想氣氣體體混混合合物物冷凝凝器器的的熱量量衡衡算算kJ/h冷凝凝器器的的熱負(fù)負(fù)荷荷以單單位位時(shí)時(shí)間間為為基基準(zhǔn)準(zhǔn)，，對(duì)對(duì)冷冷凝凝器器熱熱量量衡衡算算（（忽忽略略熱熱損損失失））1.5.9連續(xù)續(xù)精精餾餾裝裝置置的的熱熱量量衡衡算算和和節(jié)節(jié)能能1.塔頂頂冷冷凝凝器器熱熱量量衡衡算算2.塔低低再再沸沸器器熱熱量量衡衡算算飽和和蒸蒸汽汽加加熱熱加熱熱蒸蒸汽汽的汽汽化化熱熱3.精餾餾過(guò)過(guò)程程的的節(jié)節(jié)能能途途徑徑1））減減小小操操作作回回流流比比R～L、、V～～能耗耗R～NTNP一定定，，需需提提高高ET①采用用高高性性能能新新型型塔塔板板代代替替原原有有塔塔板板，，提提高高效效率率。。②采用用高高效效塔塔填填料料代代替替原原有有塔塔板板，，提提高高效效率率。。示例例2））降降低低塔塔釜釜操操作作溫溫度度塔壓壓降降△P～釜溫溫tW～能耗耗采用用高高效效塔塔填填料料代代替替原原有有塔塔板板，，降降低低塔塔壓壓降降。。示例例3））熱熱泵泵精精餾餾將塔塔頂頂蒸蒸氣氣絕絕熱熱壓壓縮縮升升溫溫，，作作為為再再沸沸器器的的熱熱源源，，將將再再沸沸器器中中的的液液體體部部分分汽汽化化，，而而壓壓縮縮氣氣體體本本身身冷冷凝凝成成液液體體，，經(jīng)經(jīng)節(jié)節(jié)流流閥閥后后一一部部分分作作為為塔塔頂頂產(chǎn)產(chǎn)品品采采出出，，另另一一部部分分作作為為塔塔頂頂回回流流液液。。熱泵泵精精餾餾技技術(shù)術(shù)1－－精餾餾塔塔2－－壓縮縮機(jī)機(jī)3－－再沸沸器器4－－節(jié)流流閥閥4））多多效效精精餾餾將幾個(gè)精精餾塔串串聯(lián)，操操作壓力力依次降降低，前前一精餾餾塔的塔塔頂蒸氣氣作為后后一精餾餾塔的再再沸器的的加熱介介質(zhì)，故故除兩端端精餾塔塔外，中中間的精精餾塔不不需從外外界引入入加熱和和冷卻介介質(zhì)。多效精餾餾技術(shù)P1>P2>P3t1>t2>t35）原料料預(yù)熱將原料預(yù)預(yù)熱可回回收精餾餾過(guò)程的的熱能，，減少精精餾過(guò)程程的能耗耗。原料料預(yù)熱有有兩種流流程：①用塔頂蒸蒸氣預(yù)熱熱原料；；②用塔釜采采出液預(yù)預(yù)熱原料料。原料預(yù)熱熱回收精精餾過(guò)程程的熱能能33原料預(yù)熱熱回收精精餾過(guò)程程的熱能能341.5.10精餾塔的的操作和和調(diào)節(jié)（（自學(xué)））①物料料平衡對(duì)對(duì)精餾操操作的影影響和制制約。②塔頂頂回流對(duì)對(duì)精餾操操作的影影響和制制約。③進(jìn)料組成成和熱狀狀況對(duì)精精餾操作作的影響響和制約約。④精餾產(chǎn)品品的質(zhì)量量控制和和調(diào)節(jié)。。自學(xué)提綱綱35思考題作業(yè)題:12、13、151.多側(cè)線的的精餾塔塔與無(wú)側(cè)側(cè)線的精精餾塔在在計(jì)算上上有何何不不同？2.計(jì)