化工单元操作技术汤春妮57课件.pptVIP

汤春妮理论板数的求取方法相平衡方程：精馏段操作线方程：提馏段操作线方程：1、逐板计算法逐板计算法图解法捷算法理论塔板数N的计算化工单元操作技术1、逐板计算法理论塔板数N的计算化工单元操作技术提馏段操作线方程：相平衡方程式：或第一板：第二板：第三板：精馏段操作线方程：……条件：塔顶全凝，泡点回流1、逐板计算法理论塔板数N的计算化工单元操作技术第m+1板：第N板：在计算过程中,每使用一次平衡关系,表示需要一层理论板。由于一般再沸器相当于一层理论板。结果:塔内共有理论板N块,第N板为再沸器,其中精馏段m-1块,提馏段N-m+1块(包括再沸器),第m板为进料板。逐板计算法是求理论塔板数的基本方法，计算结果较准确,且可求得每层板上的气液相组成。但该法比较繁琐，尤其当理论板层数较多时更甚.现由计算程序处理,比较好。……第m板：第m板为进料板泡点进料理论塔板数N的计算化工单元操作技术2、图解法图解法求理论板层数的基本原理与逐板计算法的完全相同，只不过是用平衡曲线和操作线分别代替平衡方程和操作线方程，用简便的图解法代替繁杂的计算而已,图解法中以直角梯级图解法最为常用.虽然图解的准确性较差，但因其简便，目前在两组分精馏中仍被广泛采用。1)操作线的作法首先根据相平衡数据,在直角坐标上绘出待分离混合物的x-y平衡曲线,并作出对角线.如图所示.在x=xD处作铅垂线,与对角线交于点a,再由精馏段操作线的截距xD/(R+1)值,在y轴上定出点b,连ab.ab为精馏段操作线.在x=xF处作铅垂线,与对角线交于点e,从点e作斜率为q/(q-1)的q线ef,该线与ab交于点d.在x=xW处作铅垂线,与对角线交于点c,联cd.cd为提留段操作线.理论塔板数N的计算化工单元操作技术2)求N的步骤自对角线上a点始,在平衡线与精馏段操作线间绘出水平线及铅垂线组成的梯级.如图图所示.当梯级跨过两操作线交点d时,则改在平衡线与提馏操作线间作梯级,直至某梯级的垂直线达到或小于xW为止.每一个梯级代表一层理论板.梯级总数即为所需理论板数.梯级含义：如第一梯级由a点作水平线与平衡线交于点1(y1,x1),相当于用平衡关系由y1求得x1；再自点1作垂线与精馏段操作线相交,交点坐标为(y2,x1),即相当于用操作线关系由x1求得y2。作图法与逐板计算法等价。有时塔顶出来的蒸气先在分凝器中部分冷凝,冷凝液回流,未冷凝的蒸气经全凝器后,凝液作为塔顶产品.因为离开分凝器的气液两相相互呈平衡,相当于1层理论板.故此时精馏段层数应少1.理论塔板数N的计算化工单元操作技术yxxDxWxFy1x1y2x2123456789图理论塔板数图解法理论板8.8块(包括再沸器)，其中精馏段3.8块，提馏段板数=8.8-3.8=5块，加料板在第4块。理论塔板数N的计算化工单元操作技术(1)作出精/提馏段操作线、q线；(2)从点a开始在平衡线和精馏段操作线之间画阶梯，当梯级跨过点d时，就改在平衡线和提馏段操作线之间画阶梯，直至梯级跨过点b为止；(3)所画的总阶梯数就是全塔所需的理论塔板数(包含再沸器)，跨过点d的那块板就是加料板，其上的阶梯数为精馏段的理论塔板数。图解法步骤：理论塔板数N的计算化工单元操作技术思考：为什么一个梯级代表一个理论板？后精馏段操作线与平衡线的距离较提馏段操作线与平衡线之间的距离来得近,故所需理论板层数较多.反之，如还没有跨过交点,而过早的更换操作线,也同样会使理论板层数增加.由此可见,当梯级跨过两操作线交点后便更换操作线作图,所定出的加料板位置为适宜的位置.如前所述，图解过程中当某梯级跨过两操作线交点时，应更换操作线。跨过交点的梯级即代表适宜的加料板(逐板计算时也相同),这是因为对一定的分离任务而言,如此作图所需的理论板层数为最少.如图所示.若梯级已跨过两操作线的交点e,而仍在精馏段操作线和平衡线之间绘梯级,由于交点d以3、适宜的进料位置理论塔板数N的计算化工单元操作技术D,xDW,xWF,xF最佳位置进料理论塔板数N的计算化工单元操作技术D,xDW,xWF,xF非最佳位置进料与最佳进料的比较：进料口下