化工原理下1.4-理論板計算逐板、圖解

化工原理下1.4理論板計算(逐板、圖解第一頁，共35頁。1.逐板計算法

N=n+m–1(包括塔釜)(對于泡點進(jìn)料)2第二頁，共35頁。不同形式冷凝器的區(qū)別全凝器泡點回流，回流液L與餾出液D的溫度及組成都相等。分凝器泡點回流，回流液L與餾出液D的組成和溫度都不相等，分凝器相當(dāng)于一塊理論板。冷凝冷卻器冷液回流，回流液L外與餾出液D的組成相等，精餾段的內(nèi)的液流量L大于L外。3第三頁，共35頁。為什么再沸器或分凝器相當(dāng)于一塊理論板？因為離開分凝器（或再沸器）的氣液兩相的組成不相等，分凝器（或再沸器）起了分離作用；離開分凝器（或再沸器）的氣液兩相是平衡的。采用分凝器有什么作用？一是為了得到氣相產(chǎn)品（在生產(chǎn)流程中常作為下一個設(shè)備的氣相進(jìn)料）；二是為了除去比塔頂產(chǎn)品沸點低的組分，此時塔頂產(chǎn)品就應(yīng)是經(jīng)分凝器后的液相產(chǎn)品。此外，采用分凝器還可合理利用熱能。4第四頁，共35頁。二、梯級圖解法

梯級圖解法又稱麥克布—蒂利法，簡稱M—T法。1）操作線的作法2.圖解法5第五頁，共35頁。

精餾段操作線方程特點直線：過點（xD,xD)、截踞xD/(R+1)的直線xD/(R+1)xDyx第六頁，共35頁。

提餾段操作線方程特點直線：過點（xW,xW)、截踞WxW/(L’-W)xW第七頁，共35頁。xDabxWcd精餾塔的操作線g8第八頁，共35頁。

提餾段操作線的截距數(shù)值很小，因此提餾段操作線不易準(zhǔn)確作出，且這種作圖法不能直接反映進(jìn)料熱狀況的影響。二、梯級圖解法

9第九頁，共35頁。q

線方程

精餾段操作線方程Vy=Lx+DxD(1)

提餾段操作線方程V’y=L’x-WxW(2)

(2)-(1)(V’-V)y=(L’-L)x-(WxW+DxD)

V’=V+(q–1)FL’=L+qFWxW+DxD＝FxF(q–1)Fy=qFx-FxFq

線的意義精餾段操作線與提餾段操作線的交點軌跡q線方程10第十頁，共35頁。q線的作法1、冷液進(jìn)料q＞12、泡點進(jìn)料q=13、氣液進(jìn)料1＞q＞04、露點進(jìn)料q=05、過熱蒸氣q＜0當(dāng)xF不變，q增大，則q線順時針旋轉(zhuǎn)。第十一頁，共35頁。提餾段操作線作圖

由精餾段操作線和q線的交點得提餾段操作線上的另一點。第十二頁，共35頁。操作線的作法xDabxWcxFe截距斜率fd13第十三頁，共35頁。步驟:1.畫相平衡線2.畫操作線；3.作階梯。2.圖解法（M-T法）第十四頁，共35頁。第十五頁，共35頁。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)恼魵饨?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。

全回流精餾的開工階段。一、全回流和最小回流比全回流的應(yīng)用1.5.5回流比的影響及其選擇16第十六頁，共35頁。操作線的斜率和截距分別為

全回流操作時不向塔內(nèi)進(jìn)料，也不從塔內(nèi)取出產(chǎn)品，全塔無精餾段和提餾段之區(qū)分，兩段的操作線合二為一。操作線與對角線重合，操作線方程為一、全回流和最小回流比17第十七頁，共35頁。(2)最少理論板層數(shù)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

R1

R2

R3第十八頁，共35頁?；亓鞅扔?，完成一定的分離任務(wù)所需的理論板層數(shù)愈少。當(dāng)回流比為無限大，兩操作線與對角線重合，此時，操作線距平衡線最遠(yuǎn)，氣液兩相間的傳質(zhì)推動力最大，因此所需理論板層數(shù)最少，以Nmin表示。一、全回流和最小回流比19第十九頁，共35頁。全回流的理論板數(shù)求法

1）圖解法在平衡線和對角線之間作階梯。

2）芬斯克公式第二十頁，共35頁。第二十一頁，共35頁。

芬斯克公式的使用范圍:1.全回流

2.全凝器

3.相對揮發(fā)度變化不大計算精餾段的最少理論塔板數(shù)及加料板位置:芬斯克公式第二十二頁，共35頁。xDxWxF

R1

R2夾緊區(qū)夾緊點斜率xqyq

g2.最小回流比

一、全回流和最小回流比23第二十三頁，共35頁。(1)最小回流比的概念對于一定分離任務(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d落到平衡線上時，若在平衡線與操作線之間繪階梯，將需要無窮多階梯才能到達(dá)點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24第二十四頁，共35頁。（2）求最小回流比的方法:1）

作圖法對于非理想物系，xq,yq的確定有所不同第二十五頁，共35頁。特殊平衡關(guān)系下的Rmin第二十六頁，共35頁。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27第二十七頁，共35頁。2）解析法

對于相對揮發(fā)度為常數(shù)的情況第二十八頁，共35頁。思考在設(shè)計精餾裝置時，回流比的選擇在哪些方面對設(shè)備費和操作費有什么影響？請具體分析。3.適宜回流比第二十九頁，共35頁?；亓鞅扰c理論板數(shù)的關(guān)系NNminRminR第三十頁，共35頁。連續(xù)精餾裝置的熱量衡算冷凝器（全凝）第三十一頁，共35頁。連續(xù)精餾裝置的熱量衡算再沸器第三十二頁，共