传质与分离工程

传质与分离工程1第1页，共23页，2023年，2月20日，星期日Fig.21.332第2页，共23页，2023年，2月20日，星期日Triangleacdrepresentstheidealplateandtriangleabetheactualplate.Theactualplate,insteadofenrichingthevaporfromyn+1toy*n,accomplishedalesserenrichmentyn-yn+1.3第3页，共23页，2023年，2月20日，星期日ToapplyaknownMurphreeefficiencytoanentirecolumn,itisnecessaryonlytoreplacethetrueequilibriumcurveyeversusxebyaneffectiveequilibriumcurvey’eversusxe,whoseordinatesarecalculatedfromtheequation(21.70).4第4页，共23页，2023年，2月20日，星期日Howtoplottheeffectiveequilibriumcurve?Givingxn,findy*nfromequilibriumcurveandyn+1fromoperatingline,calculateynfromequation(21.70),thenplotpoint(xn,yn)…Howtodeterminethenumberofactualplates?Thereboilerisnotsubjecttoadiscountforplateefficiency,andthetrueequilibriumcurveisusedforthelaststepinthestrippingsection.5第5页，共23页，2023年，2月20日，星期日Howmanyactualplatesareneededintheleftconstruction?6第6页，共23页，2023年，2月20日，星期日Howmanyactualplatesareneededintheleftconstruction?Nofractionalactualplate,then7第7页，共23页，2023年，2月20日，星期日Murphreeefficiencycanbedifferentfromindividualplates,andthisismoreaccuratetocalculatethenumberofactualplatesthanbyoverallefficiencyofacolumn全塔效率.8第8页，共23页，2023年，2月20日，星期日3.BATCHDISTILLATION（间歇精馏

）

[pp.700-703]1)SimpleDistillation简单蒸馏(自学)(1)Flowdiagram(RefertoFig.21.37)BatchFeed间歇进料CondenserCoolingwaterProductreceiverStill9第9页，共23页，2023年，2月20日，星期日Therearemanycaseswherebatchdistillation间歇精馏

ispreferred,particularlyinthefoodandpharmaceuticalindustries.Batchdistillationisusedwhensmallamountsofproductaremadeinapilotplanttoprovidesamplesforproductsamplingortesting.Features:1)Unsteadystate;2)Withoutreflux;3)One-stagepartialvaporizationprocess.Thevaporleavingthestillatanytimeisinequilibriumwiththeliquidinthestill.[yisinequilibriumwithx.]10第10页，共23页，2023年，2月20日，星期日BatchFeedCondenserCoolingwaterProductreceiver11第11页，共23页，2023年，2月20日，星期日(2)Rayleighequation（瑞利方程）HeaterEq.(21.83)isknownastheRayleighequation.dx/(y-x)canbeintegratedgraphicallyornumericallyusingequilibriumdata(y~xequilibriumrelationship).12第12页，共23页，2023年，2月20日，星期日(3)Foranidealmixture,Thatis,Becauseor13第13页，共23页，2023年，2月20日，星期日Afterintegrationbetweenlimits14第14页，共23页，2023年，2月20日，星期日Numberofmolesofproduct:DEXAMPLE21.9.Averageconcentrationofproduct:15第15页，共23页，2023年，2月20日，星期日Advantages.Theadvantagesofbatchdistillationarethatseveralproductscanbemadefromasingleunit,andcaneffectivelyhandlesludgesandsolids.Disadvantages.Foragivenproductrate,theequipmentislarger.Itrequiresmoreoperatorattention,usesmoreenergy,andbecauseitisadynamicprocess,ishardertocontrolandmodel.16第16页，共23页，2023年，2月20日，星期日2)BatchDistillationwithreflux间歇精馏/有回流的间歇蒸馏

[pp.702-703]Inmanycases,arectifyingcolumnwithrefluxisusedtoimprovetheperformanceofthebatchstill.Flowdiagram.Features:

Unsteadystate;Onlyrectifyingsectioninthecolumn.Productconcentrationdiffersfromdifferentoperations.17第17页，共23页，2023年，2月20日，星期日Twobasicoperationmethods:(a).Keepthetopcomposition(xD)constantbyincreasingtherefluxratioasthecompositionoftheliquidinthereboilerchanges.(b).Fixtherefluxratioandlettheoverheadproductpurityvarywithtime,stoppingthedistillationwhentheamountofproductortheaverageconcentrationinthetotalproductreachesacertain(某个)value.18第18页，共23页，2023年，2月20日，星期日Calculationandanalysisfortheoperationofadistillationcolumn.Theplatecolumnhasbeenestablished,andthefollowingdataaregiven:Equilibriumrelationship;xF;q;NandM

(Nactual).InordertoobtainoverheadandbottomproductswithrequiredmolefractionsofxDandxB,therefluxratioRDandthefeedplatepositionmustbedetermined.Calculationmethod:Trialanderror（反复试验）.19第19页，共23页，2023年，2月20日，星期日AttentionsofOperationanalysisofdistillationcolumn:(a)Suitablefeedplateposition;(b)Keepmaterialbalance:IfDandBchanged,xDandxBwillbechangedtoo.(c)Refluxratioisthekeymeasureofcontrollingproductquality.[Forexample,ifNisgiven,RDxD,xB.](d)IfxFchanged,feedplatepositionshouldbechangedtoo.20第20页，共23页，2023年，2月20日，星期日4.AZEOTROPICANDEXTRACTIVEDISTILLATION[pp.131]（恒沸精馏和萃取精馏）Whenrelativevolatility（相对挥发度）

nearorequaltounity,theseparationofcomponentsisdifficultbyconventionaldistillation,orimpossiblebecauseofazeotrope恒沸混合物

formation.Basicprinciplesofazeotropicandextractivedistillation:Addingathirdcomponent(solvent)toincreasetherelativevolatilityoftheoriginalcomponents,sothatthemixtureswithrelativevolatilitynearorequaltounitycanbeseparatedbyconventionaldistillation.21第21页，共23页，2023年，2月20日，星期日(1)

Azeotropicdistillation恒沸精馏Materialscalledentrainers(夹带剂)(thirdcomponent)areaddedtotheoriginalmixture,andusuallyanewazeotropewithlowest-boilingpoints有最低恒沸点的恒沸物

isformed.Thenewazeotropewillofcoursecontainoneormoreofthefeedcomponents,andleavingbehindcomponent(s)whichmayberecoveredinthepurestate.Example:Recover