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精品課程:精餾塔理論板計算

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目標:確定滿足工藝條件的理論塔板數N

 

  對于雙組分精餾系統比較簡單,采用逐板計算法即可方便求解。這里結合雙組分精餾進一步說明逐板計算方法。

 

  (1) 逐板計算法

  當給出精餾的原料F,,進料的溫度,壓力,分離要求、,回流比R,以及操作壓力條件下,即可進行精餾塔設計,由物料衡算方法確定采出量D、W以及q。已知體系操作范圍內地平均相對揮發度,于是則有

  體系相平衡關系 

  精餾操作方程  

  提餾段操作線方程

      

  a. 精餾段

  當塔頂蒸氣全部被冷凝時,則有:

由于冷凝器全凝,無分離能力,不計為理論板,則以塔頂計第一塊理論板。因由工藝所規定,故為已知。

 

由平衡關系計算與呈相平衡的液相組成。通過  采用精餾段操作線方程計算來自第二板蒸氣的組成。與此類推,交替使相平衡與物料平衡關系,計算精餾兩相的組成。

  b. 進料板

  當精餾段逐板計算到液相組成即x≤xq時,物料衡算關系應換為提餾段操作方程。將此更換物料衡算關系式的理論板,作為進料板為宜,即最佳進料位置 。

  c. 提餾段

  同上,交替使用相平衡及物料平衡關系,逐級計算提餾段的組成分布,當計算的液相組成x略低于或等于時,即可結束計算。計算中采用平衡關系的次數即塔滿足分離要求所需的理論板數N。由于再沸器存在部分氣化,具有分離能力,相當一塊理論板。

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