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11.5.4 理理论板数的求法板数的求法逐板逐板计算法算法图解法解法简捷法捷法21.逐板计算法逐板计算法 N=n+m 1 (包括塔釜)(对于泡点进料)3不同形式冷凝器的区不同形式冷凝器的区别全凝器全凝器泡点回流，回流液泡点回流，回流液L与与馏出液出液D的温度及的温度及组成都成都相等。相等。分凝器分凝器泡点回流，回流液泡点回流，回流液L与与馏出液出液D的的组成和温度都成和温度都不相等，分凝器相当于一不相等，分凝器相当于一块理理论板。板。冷凝冷却器冷凝冷却器冷液回流，回流液冷液回流，回流液L外外与与馏出液出液D的的组成相等，成相等，精精馏段的内的液流量段的内的液流量L大于大于L外。外。4为什么再沸器或分凝器相当于一什么再沸器或分凝器相当于一块理理论板？板？因因为离开分凝器（或再沸器）的气液两相离开分凝器（或再沸器）的气液两相的的组成不相等，分凝器（或再沸器）起了分离成不相等，分凝器（或再沸器）起了分离作用；离开分凝器（或再沸器）的气液两相是作用；离开分凝器（或再沸器）的气液两相是平衡的。平衡的。采用分凝器有什么作用？采用分凝器有什么作用？一是为了得到气相产品（在生产流程中常一是为了得到气相产品（在生产流程中常作为下一个设备的气相进料）；作为下一个设备的气相进料）；二是为了除去比塔顶产品沸点低的组分，二是为了除去比塔顶产品沸点低的组分，此时塔顶产品就应是经分凝器后的液相产品。此时塔顶产品就应是经分凝器后的液相产品。此外，采用分凝器还可合理利用热能。此外，采用分凝器还可合理利用热能。5二、梯级图解法 梯级图解法又称麦克布梯级图解法又称麦克布蒂利法，简称蒂利法，简称M MT T法。法。1）操作线的作法 2.2.图解法图解法v 精馏段操作线方程特点精馏段操作线方程特点直线：过点（直线：过点（xD,xD)、截踞截踞xD/(R+1)的直线的直线xD/(R+1)xDyxv 提馏段操作线方程特点提馏段操作线方程特点直线：过点（直线：过点（xW,xW)、截、截踞踞WxW/(L-W)xW8xDabxWcd精馏塔的操作线g9 提提馏馏段段操操作作线线的的截截距距数数值值很很小小，因因此此提提馏馏段段操操作作线线不不易易准准确确作作出出，且且这这种种作作图图法法不不能能直直接接反反映映进进料热状况的影响。料热状况的影响。二、梯级图解法 10q 线方程方程 精精馏段操作段操作线方程方程 V y=Lx+D xD (1)提提馏段操作段操作线方程方程 V y=L x-W xW (2)(2)-(1)(V-V)y=(L-L)x-(W xW+D xD)V=V+(q 1)F L=L+qF W xW +D xD F xF(q 1)Fy=q Fx-F xFq 线的意义线的意义精馏段操作线与提馏段精馏段操作线与提馏段操作线的交点轨迹操作线的交点轨迹q线方程线方程q线的作法的作法1、冷液进料、冷液进料 q12、泡点进料、泡点进料 q=1 3、气液进料、气液进料 1q0 4、露点进料、露点进料 q=05、过热蒸气、过热蒸气 q0当当xF不变，不变，q增大，则增大，则q线顺时针旋转。线顺时针旋转。提提馏段操作段操作线作作图 由由精精馏馏段段操操作作线线和和q q线线的的交交点点得得提提馏馏段段操作线上的另一点。操作线上的另一点。13操作线的作法xDabxWcxFe截距斜率fd步骤步骤:1.画相平衡线画相平衡线2.画画操作线；操作线；3.作作 阶梯。阶梯。2.2.图解法（图解法（M-TM-T法）法）161.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。一、全回流和最小回流比 全回流的应用1 1.5.5.5.5 回流比的影响及其选择回流比的影响及其选择17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 一、全回流和最小回流比 xDxWxF回流比与理论板层数的关系 R 越大 NT 越少 R1 R2 R319 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 全回流的理全回流的理论板数求法板数求法1）图解法）图解法在平衡线和对角线在平衡线和对角线之间作阶梯。之间作阶梯。2）芬斯克公式）芬斯克公式 芬斯克公式的使用范围芬斯克公式的使用范围:1.全回流全回流 2.全凝器全凝器 3.相对挥发度变化不大相对挥发度变化不大计算精馏段的最少理论塔板数及加料板位置计算精馏段的最少理论塔板数及加料板位置:芬斯克公式芬斯克公式 xDxWxF R1 R2夹紧区夹紧点斜率xqyq g232.最小回流比 一、全回流和最小回流比 24(1)最小回流比的概念 对于一定分离任务，减小操作回流比，两操作线向平衡线靠近，所需理论板层数增多。当回流比减小到某一数值，两操作线的交点d落到平衡线上时，若在平衡线与操作线之间绘阶梯，将需要无穷多阶梯才能到达点d，相应的回流比即为最小回流比，以Rmin表示。一、全回流和最小回流比（2）求最小回流比的方法）求最小回流比的方法:1）作图法作图法对于非理想物系，xq,yq的确定有所不同特殊平衡关系下的Rmin27非正常平衡曲线最小回流比的求法非正常平衡曲线最小回流比的求法一、全回流和最小回流比 2）解析法）解析法对于相对挥发度为常数的情况对于相对挥发度为常数的情况思考思考在在设计精精馏装置装置时，回流比的，回流比的选择在在哪些方面哪些方面对设备费和操作和操作费有什么影响？有什么影响？请具体分析。具体分析。3.适宜回流比适宜回流比回流比与理回流比与理论板数的关系板数的关系NNminRminR连续精精馏装置的装置的热量衡算量衡算v冷凝器（全凝）连续精精馏装置的装置的热量衡算量衡算v再沸器设计中回流比的中回流比的选择对设备费和操作和操作费的影响的影响前提：F、xF,q，xD,xW不变适宜回流比的选择适宜回流比的选择统计表明，实际生产中的操作回流比以下列范围使用较多：35思考题作业题:8、9、101.进料量对理论板层数有无影响，为什么？2.全回流操作的特点是什么，有何实际意义？3.回流比如何计算，对理论板层数有何影响？练 习 题 目
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