化工第四章 精馏.pptVIP

将许多不同精馏塔的回流比R、最小回流比Rmin、理论板数N、最小理论板数Nmin四个参数进行定量的关联，称为吉利兰图（Gillilad）图， 3.2.6 理论塔板数的捷算法 该法简便，但仅适用于泡点进料的理想体系。 （1） 计算最小回流比Rmin , 确定回流比R （3）查吉利兰图，计算理论塔板数N（含再沸器） （2） 计算全回流下最小理论塔板数Nmin 塔板型式 （1）错流塔板：有降液管，应用最广 （2）逆流塔板：穿流塔板 错流式塔板 3.8 板式塔 在总体上，两相呈逆流流动，而在每一块塔板上，两相呈错流接触。 在重力作用下，液体自上而下横向流过各层塔板，由塔底排出； 在压差推动下，气体由下而上穿过塔板开孔、通过板上液层，两相进行接触传质，最后由塔顶排出。 结构简单，板面利用率也高，但需要较高气速才能维持板上液层，操作范围较小，分离效率也低，工业上应用较少。 穿流式塔板 不设降液管，气液同时由板上孔道逆向穿流而过。 1） 筛孔塔板 1832年开始用于工业生产。塔板上开有许多均匀的小孔，孔径一般为3～8mm。通过筛孔上升的气流，应能阻止液体经筛孔向下泄漏。 结构简单、造价低，气体压降低，生产能力大，传质效率高。筛孔易堵塞，不宜处理易结焦、粘度大的物料。 应用日趋广泛。 错流式塔板 2） 泡罩塔板 1813年Cellier提出，工业应用最早，由升气管及泡罩构成。泡罩下部周边开有很多齿缝。上升气体通过齿缝进入液层，被分散成细小的气泡或流股，在板上形成鼓泡层。 操作弹性较大，塔板不易堵塞；结构复杂、造价高，板上液层厚，塔板压降大，板效率较低，逐渐被筛板、浮阀塔板所取代。 3） 浮阀塔板 塔板阀孔装有可浮动的阀片，阀片连有阀腿，插入阀孔后将阀腿底脚拨转90°，以限制阀片升起的最大高度，并防止阀片被气体吹走。 阀片周边冲出几个略向下弯的定距片，气速很低时，阀片与塔板呈点接触，防止阀片与板面的粘结。 气流经阀片与塔板间隙沿水平方向进入液层，增加了气液接触时间。 低气量时，浮阀开度小，气体仍能以足够的气速通过缝隙，避免过多漏液； 高气量时，阀片浮起，开度增大，使气速不致过大。 结构简单，生产能力大，操作弹性大，塔板效率较高。处理易结焦、高粘度的物料时，阀片易与塔板粘结。 泡罩、浮阀、筛板塔板，气体垂直向上穿过液层时，使分散形成的液滴具有向上的初速度。 气速过高时，会造成雾沫夹带，使塔板效率下降。 斜向进气，液滴具有倾斜的初速度，垂直分量较小，雾沫夹带量有所下降。 4） 喷射型塔板 固定式喷射塔：网孔塔板 浮动式喷射塔：舌形塔板 网孔塔板 薄板上冲有倾斜开孔，装有倾斜的挡沫板，避免液体被直接吹过塔板。 舌型塔板 舌片可上下浮动，具有处理能力大、压降低、操作弹性大等优点。 操作弹性 气速过大，造成雾沫夹带；气速过低，造成液体泄露，均使塔效率降低。 使塔效率降低15%时物料最大负荷与最小负荷之比。浮阀塔可达7～9；泡罩塔略次，为4～6；筛板塔最小，约为3。 塔板效率 理论板实际上不存在：要使板上气液达到平衡，两相接触时间须很长，实际很难达到。但理论板可衡量实际板分离效果。 先求出理论板数，然后用塔板效率校正，得实际塔板数。 气相默弗里板效率 n n-1 n+1 yn xn yn+1 xn-1 Em,v,n:第n块实际板的气相默弗里板效率； yn，yn+1:离开第n、n+1块实际板的气相组成，由实验测定； yn*: 与第n块实际板液相平衡的气相组成，计算（图解或逐板法）求得。 全塔效率：全塔塔板效率的平均值。影响因素有：塔板上浓度分布，气液接触面积和时间，雾沫夹带，塔板漏液 精馏塔中，上层塔板流下的液体Ln-1与下层塔板上升的蒸气Vn+1在第n块板接触，两者组成接近，蒸气露点高于溶液泡点，将引起蒸气部分冷凝和溶液部分气化。 传热传质的结果，两者温度趋于一致，新生蒸气Vn比下层上升蒸气Vn+1富含轻组分，新生溶液Ln比上层流下液体Ln-1富含重组分。 n n-1 n+1 Vn yn Vn+1 yn+1 Ln xn Ln-1 xn-1 ynyn+1 , xn