化工原理期末總復習 濃縮的精華.ppt

1、1,第四章 傳熱 第五章 蒸發(fā) 第六章 蒸餾 第七章 干燥 第八章 液液萃取 第九章 結晶和膜分離,期末總復習,2,第四章 傳熱,4.1 概述 4.2 熱傳導 4.3 對流傳熱 4.4 傳熱計算 4.5 輻射傳熱 4.6 換熱器,3,4.1.1 傳熱的三種基本方式 P205,一、熱傳導 物體中由于分子的振動，與相鄰分子發(fā)生碰撞而將熱量從高溫傳向低溫的傳遞方式。 特點：分子不發(fā)生宏觀運動，只發(fā)生在固體或靜止的流體中。在金屬中，則是由自由電子的運動。,4,三、熱輻射 有電磁波傳遞能量的形式,特點：中間不需介質，真空中可傳遞,二、對流 由于流體質點發(fā)生運動而傳遞熱量的形式。,自然對流：由于溫差而引起

2、密度差產生的對流。 強制對流：依靠機械施加外力使流體運動。,5,4.1.2 冷熱流體的接觸方式 P206,一、直接接觸式,傳熱效率高， 時間短， 但冷、熱介質必須直接混合。,6,二、蓄熱式,優(yōu)點： 結構較簡單 耐高溫 缺點： 設備體積大 有一定程度的混合,低溫流體,高溫流體,7,三、間壁式,8,熱通量q：又稱傳熱速度，是指單位時間內通過單位傳熱面積的熱量，單位 J/(s. m2)或W/m2。,4.1.4 傳熱速率和熱通量 P209,傳熱速率Q：又稱熱流量，是指單位時間內通過傳熱面的熱量，單位 J/s或W。,9,1. 對流傳熱速率方程 P220,4.3.1 對流傳熱速率方程和對流傳熱系數(shù),Q 對

3、流傳熱速率，W； 平均對流傳熱系數(shù)，W/(m2)； S 總傳熱面積，m2。 t 流體與壁面間溫度差的平均值 R 對流傳熱熱阻/W,10,層流內層 溫度梯度大， 熱傳導方式 湍流核心 溫度梯度極小， 對流方式 過渡區(qū)域 熱傳導和對流方式,4.3.2 對流傳熱機理簡介,1. 對流傳熱分析,11,化工中換熱器內的冷熱流體都為湍流流動。,所以 u層流內層厚度對流傳熱速率,由上分析可知： 對流傳熱是集熱對流和熱傳導于一體的綜合現(xiàn)象。對流傳熱的熱阻主要在層流內層，因此，減薄層流內層的厚度是強化對流傳熱的主要途徑。,12,無熱損失：,熱流體 W1, T1,cp1,H1,T2 H2,冷流體 W2, t1,cp

4、2,h1,t2 h2,4.4.1 熱量衡算,13,無相變時,熱量衡算：,Q 熱、冷流體放出或吸收的熱量，J/s； W1, W2 熱、冷流體的質量流量，kg/s； cp1, cp2 熱、冷流體的比熱容， J/(kg. ) ；,有相變時,冷凝液在飽和溫度下離開換熱器,r 熱流體的汽化潛熱，kJ/kg；,14,4.4.2 總傳熱速率微分方程和總傳熱系數(shù),一.總傳熱速率微分方程 P225,K 局部總傳熱系數(shù)，W/(m2. ） T 換熱器任一截面上熱流體的平均溫度， t 換熱器任一截面上冷流體的平均溫度，,15,Si、So、Sm- 分別為內表面面積、外表面面積 和平均面積； Ki、Ko、Km- 分別為基

5、于內表面積、外表面積 和平均面積的總傳熱系數(shù)；,K 和所選的傳熱面積相對應,16,2以管內表面為基準,3以管內外表面平均面積為基準,1以管外表面為基準,二.總傳熱系數(shù),17,5. 提高總傳熱系數(shù)的途徑,總熱阻總是由熱阻大的那一側的對流傳熱所控制。 當兩個對流傳熱系數(shù)相差較大時，要提高K值，關鍵在于提高對流傳熱系數(shù)小的一側的對流傳熱系數(shù)。 當兩個對流傳熱系數(shù)相差不大時，則必須同時提高兩側的對流傳熱系數(shù)。,18,K 平均總傳熱系數(shù)tm 平均溫度差,4.4.3 總傳熱速率方程和平均溫度差法,一.總傳熱速率方程,傳熱計算的出發(fā)點和核心：,19,1、恒溫傳熱 換熱器的間壁兩側流體均有相變化時，如一側是飽

6、和蒸汽冷凝，一側是液體沸騰，則兩者間溫度差處處相等。,2、變溫傳熱,二. 傳熱平均溫度差,逆流或并流,20,逆流,對數(shù)平均值,21,并流,22,傳熱涉及的計算：,熱流體消耗量 冷流體的消耗量 總傳熱系數(shù) 傳熱面積,求,23,求：管束的根數(shù),求：單根管束的長度,S管束外側的表面積 A單根管束的截面積 Vs管內流體的體積流量,24,若傳熱面積S為58.38m2,選用38mm*3mm,長為3m 的無縫管為加熱管,熱流體走管內，體積流量為100m3/h，流速為0.5m/s，選用26mm*3mm的無縫管為加熱管，求管子的根數(shù)。,25,【例】 有一碳鋼制造的套管換熱器，內管為89mm3.5mm，流量為20

7、00kg/h的苯在內管中從80冷卻到50。冷卻水在環(huán)隙從15升到35。苯的對流傳熱系數(shù)h=230W/（m2K），水的對流傳熱系數(shù)c=290W/（m2K）。忽略污垢熱阻。 試求：冷卻水消耗量； 并流和逆流操作時所需傳熱面積；,26,解： 冷卻水消耗量,水的平均溫度,苯的平均溫度,苯比熱容cph= 1.86103J/（kgK） 苯的流量Wh=2000kg/h，,水比熱容cpc= 4.178103J/（kgK）。 熱量衡算式為,（忽略熱損失）,27,熱負荷,冷卻水消耗量,28,以內表面積Si為基準的總傳熱系數(shù)為Ki，碳鋼的導熱系數(shù)=45W/（mK）,本題管壁熱阻與其它傳熱阻力相比很小，可忽略不計。,

8、并流和逆流操作時所需傳熱面積,29,并流操作,8050 1535 65 15,傳熱面積,逆流操作,8050 3515 45 35,傳熱面積,因,30,三、流向的選擇,1當兩側冷熱流體進、出口溫度一定時,tm逆 tm并,由Q=KS tm,當Q、K相同時，S m逆 S m并，采用逆流可節(jié)省設備費,當K、S相同時，Q 逆 Q 并，采用逆流生產能力大,31,2由圖可看出：逆流，可t2 T2；并流 t2 T2,當目的是為了加熱，Q=Wccpc(t2-t1)固定 由Q=Whcph(T1-T2) 如T1固定，采用逆流T2可更低，可節(jié)約熱流體Wh,32,當目的是為了冷卻，Q=Whcph(T1-T2)固定 由Q

9、=Wccpc(t2-t1) 如t1固定，采用逆流t2可更高，可節(jié)約冷流體Wc,所以，換熱器盡可能采用逆流操作。,33,3對并流，冷、熱流體的出口溫度都受到對應流體出口溫度的限制，因此，并流適合于熱敏物料的加熱或冷卻。,34,4. 當換熱器一側流體發(fā)生相變，可能其溫度保持不變，此時就無所謂逆并流，不論何種流動形式，只要進出口溫度相同，則tm均相等。,并流,TT t1t2,逆流,TT t2t1,35,總傳熱速率方程,總傳熱系數(shù), 傳熱平均溫度差,本章重要公式,36,選用換熱器中的有關問題：,(1) 流體流經管程或殼程的選擇 P279,原則：傳熱效果好，結構簡單，清洗方便,不潔凈和易結垢的流體走管內

10、（管程） 腐蝕性或有毒的流體走管內 壓強高的流體走管內 飽和蒸汽走管間（殼程） 被冷卻的液體走管間 黏度大或流量小的流體宜走管間,37,蒸發(fā)概述 5.1 蒸發(fā)設備 5.2 單效蒸發(fā) 5.3 多效蒸發(fā),第五章 蒸發(fā),38,蒸發(fā)操作的特點,由于溶液含有不揮發(fā)性溶質，因此，在相同溫度下，溶液的蒸氣壓比純溶劑的小，也就是說，在相同壓力下，溶液的沸點比純溶劑的高，溶液濃度越高，這種影響越顯著。,2、溶液沸點升高,一側蒸汽冷卻 一側液體沸騰,1、為兩側恒溫的傳熱過程,39,1. 中央循環(huán)管式（或標準式）蒸發(fā)器 P298,一. 循環(huán)型蒸發(fā)器,5.1 蒸發(fā)設備,自然循環(huán),2. 懸筐式蒸發(fā)器,3.外加熱式蒸發(fā)器

11、,二. 膜式蒸發(fā)器 P298,1. 升膜蒸發(fā)器,2. 降膜蒸發(fā)器,適于處理熱敏性物料,40,1. 溶液的沸點,溶液中由于有溶質存在，因此其蒸氣壓比純水的低，所以一定壓強下水溶液的沸點比純水高。,例如：20的NaOH溶液常壓下其沸點為108.5,各種溶液的沸點由實驗確定，也可由手冊或本書附錄查取。,5.2.1 溶液的沸點和溫度差損失,41,2. 溫度差損失 P303,沸點升高又稱為溫度差損失,42,5.2.2 單效蒸發(fā)的計算,確定水的蒸發(fā)量W； 加熱蒸汽消耗量D； 蒸發(fā)器所需傳熱面積S。,43,1. 蒸發(fā)水量W的計算,水分蒸發(fā)量,完成液的濃度,物料衡算 溶質在蒸發(fā)過程中不揮發(fā)，且蒸發(fā)過程是個定態(tài)

12、過程，單位時間進入和離開蒸發(fā)器的量相等，即,44,2. 加熱蒸汽消耗量D的計算,熱量衡算,原料升溫,蒸發(fā)水熱,熱損失,若溶液為沸點進料 (tl=t0 ) ，忽略蒸發(fā)器熱損失,45,3. 傳熱面積的計算,46,例: 有一傳熱面積為30m2的單效蒸發(fā)器，將35，濃度為20%（質量）的NaOH溶液濃縮至50%（質量）。 已知：蒸發(fā)室內壓力為19.6 kN/m2（絕壓）； 加熱飽和水蒸氣的壓力為294kN/m2（絕壓）； 加熱蒸氣的冷凝水在飽和溫度下排出； 溶液的沸點為100； 蒸發(fā)器的總傳熱系數(shù)為1000W/m2k； 熱損失可取為傳熱量的3%。 試計算：加熱蒸氣消耗量D和料液處理量F。,47,(1)

13、 加熱蒸氣消耗量D,解:,294 kN/m2（絕壓）時， T=132.9 19.6 kN/m2（絕壓）時，T=59.7,48,cp0=4.187(1-0.2)+2.010.2=3.75kJ/kgk,F = 0.586kg/s,溶質的比熱 cpB=2.01kJ/kgk,稀釋熱可忽略,49,5.2.3 蒸發(fā)器的生產能力和生產強度 P313,1. 蒸發(fā)器的生產能力,可用單位時間內蒸發(fā)的水分量來表示。,Kg水/h,若為沸點進料且忽略熱損失,50,2. 蒸發(fā)器的生產強度,指單位時間單位傳熱面積上所蒸發(fā)的水量。,Kg水/(m2.h),設備費用越省,若為沸點進料且忽略熱損失,欲提高蒸發(fā)器的生產強度，必須設法

14、提高蒸發(fā)器的總傳熱系數(shù)和傳熱溫度差。,51,(1) 提高蒸發(fā)器的傳熱溫度差,(2) 提高總傳熱系數(shù),是提高蒸發(fā)器生產強度的主要途徑。,總傳熱系數(shù)主要取決于對流傳熱系數(shù)和污垢熱阻。,52,目的: 為了減少加熱蒸汽的用量。 具體方法: 將前一效的二次蒸汽作為后一效的加熱蒸汽，以節(jié)省生蒸汽用量。,5.3 多效蒸發(fā),53,作業(yè)：P290 3、7、10 P322 1、2、3,例題：P310 例5-3,54,第六章 蒸餾 （ Distillation）,6.1 概述,6.2 兩組分理想物系的氣液平衡,6.4 兩組分連續(xù)精餾的計算,6.3 平衡蒸餾、簡單蒸餾、精餾原理與特點,55,易揮發(fā)組分A 難揮發(fā)組分B

15、 液相 x 1-x 氣相 y 1-y,56,1）溫度-組成（ t-x-y)圖,兩條線:,飽和液體線 飽和蒸氣線,三個區(qū)域:,泡點溫度 露點溫度,杠桿規(guī)則,兩組分理想溶液的氣液平衡相圖 P6,苯-甲苯混合液的t-x-y圖,t - x,t - y,y,x,57,2） 氣液平衡（ x-y）圖,對大多數(shù)溶液，兩相達平衡時，y總是大于x，故平衡線位于對角線上； 越大，平衡線偏離對角線愈遠，表示溶液愈易分離。,58,精餾過程原理 P13,同時進行 多次部分汽化 和 多次部分冷凝,氣相-多次部分冷凝-接近純的易揮發(fā)組分,液相-多次部分汽化-接近純的難揮發(fā)組分,59,x*n+1 表示與yn+1 成相平衡,溫度

16、差：tn+1tn-1 濃度差：xn-1x*n+1,n,在第n板 P14,液相組成： xn-1 氣相組成： yn+1,氣相進行部分冷凝，使其中部分難揮發(fā)組分轉入液相；而氣相冷凝釋放出的潛熱傳給液相，使液相部分氣化，其中部分易揮發(fā)組分轉入氣相。,60,61,精餾連續(xù)穩(wěn)定進行的條件,塔頂引入下降液流-冷凝器,塔底引入上升蒸汽流-再沸器,62,(3) 提餾段： 加料板以下的塔段（包括加料板）, 濃縮難揮發(fā)組分。,精餾塔,(1) 加料板：,(2) 精餾段：加料板以上的塔段, 濃縮易揮發(fā)組分。,63,離開該板的氣液兩相組成互相平衡。,6.4.1 理論板與恒摩爾流假定,1. 理論板,64,2.恒摩爾流假定,

17、(1) 恒摩爾氣流,(2) 恒摩爾液流,65,6.4.2 全塔的物料衡算,W, xw,總物料,易揮發(fā)組分,66,則：,1. 精餾段操作線方程,總物料,易揮發(fā)組分,回流比, 精餾段操作 線方程,n,6.4.3 操作線方程,n+1,，,67,對角線上點 a (xD，xD),y軸上點b (0，xD/(R+1),ab即為精餾段操作線,斜率 截距,68,2 .提餾段操作線方程,m,總物料,易揮發(fā)組分,提餾段操作線方程,m+1,69,70,冷液體進料 q1 飽和液體進料 q=1 氣液混合物進料 0q1 飽和蒸汽進料 q=0 過熱蒸汽進料 q0,1. 進料熱狀況（五種）,6.4.4 進料熱狀況及q線方程,7

18、1,即精餾段操作線與提餾段操作線交點的軌跡方程,2. q 線方程 (進料方程),過對角線上的點 e (xF，xF ),斜率,72,3.進料熱狀況對q 線的影響,第一相線, q 1, 冷液體進料； 垂直線, q = 1, 泡點進料； 第二相線, 0 q 1, 氣液混合物進料； 水平線, q = 0, 飽和蒸氣進料； 第三相線, q 0, 過熱蒸汽進料。,73,精餾段操作線方程,q 線方程(進料方程),回流比,過對角線上的點 e (xF，xF ),對角線上點 a (xD，xD),y軸上點b (0，xD/(R+1),74,圖解法,（1） 作平衡線和對角線,對角線上點 a（xD，xD）,y軸上點b（0

19、，xD/(R+1)）;,ab即為精餾段操作線,（2） 作精餾段操作線ab,6.4.5 理論板數(shù)的求法,75,（3） 作進料線ef,對角線上的點 e (xF，xF ),斜率,垂直線, q = 1, 泡點進料； 水平線, q = 0, 飽和蒸氣進料；,76,q 線與精餾段操作線相交于一點d，連接cd cd即為提餾段操作線,對角線上點 c (xW，xW),（4） 作提餾段操作線cd,77,(5) 作直角梯級,從a點開始在平衡線和操作線之間畫梯級，直至梯級跨過c,78,畫坐標圖； 作平衡線和對角線 ； 作精餾線（ab線）； 作q線（ef線）； 作提餾線（cd線）； 作梯級 。,圖解過程,79,跨過交點

20、的階梯即代表適宜的加料板的位置。 因為如此作圖所需的理論塔板數(shù)最少（c）。,適宜的進料板位置,加料板7 4 5,80,若塔頂上升的蒸汽冷凝后全部回流至塔內稱為全回流 。,D=0，F(xiàn)=0，W=0，無精餾段和提餾段之分。 回流比R=L/D 。 精餾操作線為yn+1=xn 操作線在對角線上,全回流與最少理論塔板數(shù),所需理論塔板數(shù)最少，以Nmin表示。,81,第七章 干燥,7.1 濕空氣的性質與濕焓圖,7.2 干燥過程的物料衡算與熱量衡算,7.3 干燥速率與干燥時間,7.4 干燥器,82,1. 濕度（濕含量）H,7.1.1 濕空氣的性質,2. 相對濕度, 越小，濕空氣偏離飽和程度越遠， 干燥能力越大。

21、,當 =1時： pv = ps，濕空氣達飽和， 不可作為干燥介質；,83,4. 濕空氣的比熱容（濕熱）,CH kJ/kg干氣,5.焓（熱含量）I kJ/(1kg干氣+Hkg水汽),規(guī)定：0時絕干空氣與液態(tài)水的焓值均為零。,84,A點：不飽和空氣：t tw= tas td B點：飽和空氣： t = tw =tas = td,干球溫度t 濕球溫度 tw 絕熱飽和溫度 tas 露點td,85,7.2.1 濕物料中含水量的表示方法,1. 濕基含水量 w kg水/kg濕物料,2. 干基含水量 X kg水/kg干物料,86,7.2.2 干燥過程的物料衡算,干 燥 流 程 圖,87,空氣預熱后，干燥能力提高

22、,預熱過程=等濕升溫,88,干燥過程的物料衡算,水分蒸發(fā)量W 空氣消耗量L、L 干燥產品的流量G2,89,例 在一連續(xù)干燥器中鹽類結晶，每小時處理濕物料為1000 kg，經干燥后物料的含水量由40%減少至5%（均為濕基），以熱空氣為干燥介質，初始濕度H1為0.009 kg水/kg絕干氣，離開干燥器時濕度H2為0.039 kg水/kg絕干氣，假定干燥過程中無物料損失，試求： （1）水分蒸發(fā)量W（kg水/h）； （2）空氣消耗量L（kg絕干氣/h），原濕空氣消耗量L（kg原空氣/h）; （3）干燥產品量。,90,解：水分蒸發(fā)量W（kg水/h）；,91,（2）空氣消耗量L（kg絕干氣/h），原濕空氣

23、消耗量L（kg原空氣/h）;,（3）干燥產品量,92,7.2.3 干燥系統(tǒng)的熱量衡算,外加總熱量 QQPQD,93,預熱器消耗的熱量 QP,單位：kJ/h,熱量衡算,94,例：空氣進預熱器時t 020， H00.01kg 水汽/kg絕干氣；出預熱器時t 1120；絕干空氣的質量流量為250kg/h。 求：預熱器的傳熱量QP（KJ/h）。,解：,95,7.3.1 物料中所含水分,平衡水分一定是結合水分。,平衡水分（X*）,不能用干燥方法除去的水分。,自由水分（XX*）,可用干燥方法除去的水分。,96,7.3.2 干燥時間的計算,D,97,CDE段： tW 熱量一部分汽化水分，一部分預熱物料 。,

24、AB段：預熱階段，X， 熱量用于一部分汽化水分，一部分預熱物料；,BC 段：=tW ，熱量全部用于汽化水分,直到物料中所含水分降至平衡含水量X*為止，干燥過程即終止。,98,AB：預熱階段 BC：恒速干燥階段 CDE：降速干燥階段,C點：臨界點 XC：臨界含水量 E點：平衡點 X*：平衡含水量,99,(1) 恒速干燥特點：,2) 物料表面溫度,1),(2) 降速干燥階段特點,1),2) 物料表面溫度,100,第八章 液液萃取,8.1 概述,8.2 三元體系的液-液相平衡,8.3 萃取過程的計算,8.4 其他萃取分離技術,8.5 液-液萃取設備,101,一、 液-液萃取的基本原理,在液體混合物中

25、加入與其不完全混溶的液體溶劑（萃取劑），形成液-液兩相，利用液體混合物中各組分在兩液相中溶解度的差異而達到分離的目的。也稱溶劑萃取，簡稱萃取。,溶質：混合液中被分離出的物質，以A表示； 稀釋劑（原溶劑）：混合液中的其余部分，以B表示； 萃取劑：萃取過程中加入的溶劑，以S表示。 萃取劑S對溶質A應有較大的溶解能力， 對于稀釋劑B則不互溶或僅部分互溶。,8.1 概述,102,二、萃取操作的基本流程,1、單級萃取,103,原料液依次通過各級，新鮮溶劑則分別加入各級的混合槽中，萃取相和最后一級的萃余相分別進入溶劑回收設備。 特點：萃取率比較高，但萃取劑用量較大，溶劑回 收處理量大，能耗較大。,2、多級

26、錯流萃取,萃取劑 Solvent,料液 Feed,萃取相 Extract,萃余相 Raffinate,1,2,3,N,104,3、多級逆流萃取,萃取劑 Solvent,原料液和萃取劑依次按反方向通過各級，最終萃取相從加料一端排出，并引入溶劑回收設備中，最終萃余相從加入萃取劑的一端排出，引入溶劑回收設備中。 特點：可用較少的萃取劑獲得比較高的萃取率，工業(yè)上廣泛采用。,料液 Feed,萃取相 Extract,萃余相 Raffinate,1,2,3,N,105,8.2.1 組成在三角形相圖上的表示方法 8.2.2 液液相平衡關系 8.2.3 杠桿規(guī)則 8.2.4 萃取劑的選擇,8.2 三元體系的液-

27、液相平衡,106,混合液分類 （1）I類物系 A、B及A、S完全互溶，B、S部分互溶或完全不互溶 （2）II類物系 A、S與B、S 形成兩對部分互溶物系 本章主要討論I類物系,8.2.1 組成在三角形相圖上的表示方法,107,A,B,S,0.8,0.6,0.4,0.2,0.8,0.6,0.4,0.2,0.2,0.4,0.6,0.8,E,M,E 點： xA =0.4， xB =0.6,M 點： xA =0.4，,xS =0.3,xB =0.3，,三個頂點 左下角代表稀釋劑B，左上角代表溶質A， 右下角代表溶劑S 三個頂點代表三個純組分 三個邊 代表二元混合物 三角形內部 代表三元混合物,三角形相

28、圖,108,1、 溶解度曲線和聯(lián)結線 實驗測定 查閱各種物性參數(shù)手冊 混溶點或分層點 共軛相 聯(lián)結線：,8.2.2 液液相平衡關系,109,1）雙結點溶解度曲線,R,E,M,單相區(qū),兩相區(qū),組成落在單相區(qū)的三元混合物形成一個均勻的液相；,共軛相：組成落在雙相區(qū)的三元混合物所形成的兩互成平衡的液相，其組成分別由 R 和 E 點表示；,聯(lián)結線 ：聯(lián)結E、R兩點的直線。,110,3）混溶點,對任何B、S的兩相混合物，當加入A的量使混合液恰好變?yōu)榫嗟狞c稱為混溶點，也稱分層點。,d1,d2,E,R,d3,d4,溶解度曲線上所有的點都是混溶點， 既可能代表E相，也可能代表R相。,111,2、輔助曲線和臨

29、界混溶點 借助輔助曲線求取平衡相的組成。 臨界混溶點P：輔助曲線與溶解度曲線的交點。,R1,E1,P,R2,E2,E3,E4,R3,R4,已知共軛相中任一相的組成，可利用輔助線得出另一相的組成。,112,P點將溶解度曲線分為萃取相區(qū)域與萃余相區(qū)域。 一般臨界混溶點并不是溶解度曲線的最高點，其準確位置的實驗測定也很困難。,臨界混溶點 P,R1,E1,M1,E,R,d,兩個共軛相組成相同時的混溶點。,P,113,R1,E1,M1,E,R,d,液液相平衡關系,溶解度曲線（實驗測定） 混溶點或分層點 共軛相R、E 聯(lián)結線RE 輔助曲線 臨界混溶點 P,R1,E1,P,R2,E2,E3,E4,R3,R4

30、,114,3、分配系數(shù)和分配曲線 1）分配系數(shù) kA越大萃取分離效果越好！,yA、yB -分別為組分A、B在萃取相E中的質量分數(shù)； x A、xB -分別為組分A、B在萃余相R中的質量分數(shù)。,Y -萃取相E中溶質A的質量比組成； X -萃余相R中溶質A的質量比組成； K -以質量比表示相組成的分配系數(shù)。,是溫度、組成的函數(shù),S與B不互溶物系,一般 kA 不為常數(shù)，而隨溫度、溶質 A 的濃度變化。 在 A 濃度變化不大和恒溫條件下，kA 可視為常數(shù)，其值由實驗測得。,115,8.2.4 萃取劑的選擇,1、萃取劑的選擇性和選擇性系數(shù),要求：, 表示 S 對 A、B 組分溶解能力差別，即 A、B 的分

31、離程度。, =1，無分離能力； 組分B、S完全不互溶時，yB=0， 趨于無窮大。,與相對揮發(fā)度類似,116,8.3.1 單級萃取的計算 8.3.2 多級錯流接觸萃取的流程和計算 8.3.3 多級逆流接觸萃取的流程和計算 8.3.4 微分接觸逆流萃取,8.3 萃取過程的計算,117,8.3.1 單級萃取的計算,M點的位置由 杠桿規(guī)則確定 由M點的位置可以確定M點的組成 ME、MR點確定適宜萃取劑用量范圍 M的量,1、萃取過程在三角形相圖上的表示 （1）混合,118,P,R,E,F,M,（2）分層,未給出任一相組成，借助輔助曲線試差確定,119,若已知任一相組成，直接連線確定 組成由圖讀出 量由杠

32、桿規(guī)則確定,（2）分層,120,SE、SR線與AB邊的交點 組成由圖讀出 量由杠桿規(guī)則確定,（3） E、R點的確定,121,2 單級萃取的計算 已知原料液流量F、組成XF 規(guī)定萃余相組成xR或溶劑用量S 計算溶劑用量S或萃余相組成xR、萃取相組成yE、萃取相E和萃余相R的量.,122,根據(jù)平衡數(shù)據(jù)作出溶解度曲線及輔助線。,已知 xF, 在 AB 邊上定出 F 點，由萃取劑組成確定 S0 點。聯(lián)結 FS0，代表原料液與萃取劑的混合液 M 點必在 FS0 線上。,R,E,E,R,F,由 xR（或 xR）定出 R 點（若知 R 點，連 SR 線與溶解度曲線的交點即為 R 點）。再由 R 點利用輔助曲

33、線求出 E 點，則 RE 與 F S0 線的交點即為混合液的組成點 M。,M,單級萃取圖解法,S0,（1）部分互溶物系計算方法（圖解法）,123,根據(jù)杠桿法則,yE、xM、xR 、xR、yE可由相圖讀出。,總物料衡算,124,問題提出 已知原料液流量F、組成xF 規(guī)定萃取劑用量S或萃余相組成xR 確定理論級數(shù)n、萃余相組成xR或萃取劑用量S 計算方法 三角形相圖或x-y相圖的圖解法 適用于B與S部分互溶物系 X-Y直角坐標圖解法 適用于B與S不互溶物系 解析法 適用于B與S不互溶及部分互溶物系,8.3.3 多級逆流接觸萃取的流程和計算,125,物料衡算,萃取劑 S, yS,料液 F, xF,萃取相,萃余相,M1,M2,M3,Mn,E1,R1,E2,E3,En,R2,R3,Rn-1,