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第九章 蒸 馏 9.5 两组分连续精馏的计算 9.5.1 计算的基本假定 9.5.2 物料衡算与操作线方程 9.5.3 理论板层数的计算 9.5.4 回流比的影响及其选择 9.5.5 简捷法求理论板层数 一、吉利兰(Gilliland)关联图 精馏塔理论板层数除了可用前述的逐板计算法和图解法求算外，还可用简捷法计算。通常采用的简捷法为吉利兰关联图。 吉利兰关联图 二、求理论板层数的步骤 简捷法求理论板层数的步骤 先按设计条件求出最小回流比Rmin，并选择操  作回流比R。 计算全回流下的最少理论板层数Nmin。 利用吉利兰关联图，计算全塔理论板层数N。 用精馏段的最小理论板层数Nmin1代替全塔的  Nmin ，确定适宜的进料板位置。 由芬斯克方程式 αm1为精馏段平均相对挥发度 二、求理论板层数的步骤 第九章 蒸 馏 9.5 两组分连续精馏的计算 9.5.1 计算的基本假定 9.5.2 物料衡算与操作线方程 9.5.3 理论板层数的计算 9.5.4 回流比的影响及其选择 9.5.5 简捷法求理论板层数 9.5.6 几种特殊情况理论板层数的计算 一、直接蒸汽加热 待分离的物系为水溶液 1.直接蒸汽加热应用背景及意义 直接蒸汽加热的应用背景 直接蒸汽加热的意义 省掉再沸器，减少设备费 水为难挥发组分 提高加热蒸汽利用率，节约能耗，减少操作费 直接蒸汽加热 直接蒸汽加热精馏塔的精馏段操作线和 q 线与常规塔相同，但提馏段操作线方程应予修正。 2.直接蒸汽加热理论板层数的计算 总物料衡算 易挥发组分衡算 一、直接蒸汽加热 对于塔内恒摩尔流动 当 则 提馏段操作线与横轴的交点坐标为 g (xW , 0) 一、直接蒸汽加热 提馏段操 作线方程 xD a b xW c xF e f d 1 2 3 4 5 直接蒸汽加热时理论板层数的图解法 练 习 题 目 思考题 作业题: 10、11 1.全回流操作的特点是什么，有何实际意义？ 2.回流比对理论板层数有何影响？ 3.简捷法求理论板层数的原理是什么？ 4.直接蒸汽加热有何应用背景，其理论板层数如何 用图解法求解？ 第九章 蒸 馏 9.5 两组分连续精馏的计算 9.5.1 计算的基本假定 9.5.2 物料衡算与操作线方程 9.5.3 理论板层数的计算 一、逐板计算法 二、梯级图解法 3.适宜的进料位置 进料位置对应于两操作线交点d所在的梯级，这一位置即为适宜的进料位置。 适宜的进料板位置 二、梯级图解法 4.进料热状况对理论板层数的影响 进料热状况参数 q 值不同，q 线的斜率也就不同，q 线与精馏段操作线的交点 d 随之而变动，从而影响提馏段操作线的位置，进而影响所需的理论板层数。 二、梯级图解法 进料热状况对q线的影响 进料热状况 q 值 q/（q-1） q线的形状 冷液进料 泡点进料 气液混合 物进料 露点进料 过热蒸气进料 二、梯级图解法 进料热状况对理论板层数的影响 q 值越大，进料温度越低，平衡线与操作线距离越远，所需的理论板层数越少。 第九章 蒸 馏 9.5 两组分连续精馏的计算 9.5.1 计算的基本假定 9.5.2 物料衡算与操作线方程 9.5.3 理论板层数的计算 9.5.4 回流比的影响及其选择 1.全回流和最少理论板层数 (1)全回流的概念 若上升至塔顶的蒸气经全凝器冷凝后，冷凝液全部回流到塔内，该回流方式称为全回流。 全回流 精馏的开工阶段 全回流的应用 一、全回流和最小回流比 操作线的斜率和截距分别为 全回流操作时不向塔内进料，也不从塔内取出产品，全塔无精馏段和提馏段之区分，两段的操作线合二为一 。 操作线与对角线重合，操作线方程为 一、全回流和最小回流比 (2)最少理论板层数 回流比愈大，完成一定的分离任务所需的理论板层数愈少。当回流比为无限大，两操作线与对角线重合，此时，操作线距平衡线最远，气液两相间的传质推动力最大，因此所需理论板层数最少，以Nmin表示。 一、全回流和最小回流比 xD xW xF 回流比与理论板层数的关系 R 越大 NT 越少 R1 R2 R3 Nmin用芬斯克(Fenske)方程式计算，芬斯克方程式通过逐板计算法推得。 由汽液平衡方程得 操作线方程为 一、全回流和最小回流比 对于塔顶全凝器 第1层理论板的汽 液平衡关系为