化工原理下1.4-理论板计算逐板、图解

化工原理下1.4理论板计算(逐板、图解第一页，共35页。1.逐板计算法

N=n+m–1(包括塔釜)(对于泡点进料)2第二页，共35页。不同形式冷凝器的区别全凝器泡点回流，回流液L与馏出液D的温度及组成都相等。分凝器泡点回流，回流液L与馏出液D的组成和温度都不相等，分凝器相当于一块理论板。冷凝冷却器冷液回流，回流液L外与馏出液D的组成相等，精馏段的内的液流量L大于L外。3第三页，共35页。为什么再沸器或分凝器相当于一块理论板？因为离开分凝器（或再沸器）的气液两相的组成不相等，分凝器（或再沸器）起了分离作用；离开分凝器（或再沸器）的气液两相是平衡的。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，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。4第四页，共35页。二、梯级图解法

梯级图解法又称麦克布—蒂利法，简称M—T法。1）操作线的作法2.图解法5第五页，共35页。

精馏段操作线方程特点直线：过点（xD,xD)、截踞xD/(R+1)的直线xD/(R+1)xDyx第六页，共35页。

提馏段操作线方程特点直线：过点（xW,xW)、截踞WxW/(L’-W)xW第七页，共35页。xDabxWcd精馏塔的操作线g8第八页，共35页。

提馏段操作线的截距数值很小，因此提馏段操作线不易准确作出，且这种作图法不能直接反映进料热状况的影响。二、梯级图解法

9第九页，共35页。q

线方程

精馏段操作线方程Vy=Lx+DxD(1)

提馏段操作线方程V’y=L’x-WxW(2)

(2)-(1)(V’-V)y=(L’-L)x-(WxW+DxD)

V’=V+(q–1)FL’=L+qFWxW+DxD＝FxF(q–1)Fy=qFx-FxFq

线的意义精馏段操作线与提馏段操作线的交点轨迹q线方程10第十页，共35页。q线的作法1、冷液进料q＞12、泡点进料q=13、气液进料1＞q＞04、露点进料q=05、过热蒸气q＜0当xF不变，q增大，则q线顺时针旋转。第十一页，共35页。提馏段操作线作图

由精馏段操作线和q线的交点得提馏段操作线上的另一点。第十二页，共35页。操作线的作法xDabxWcxFe截距斜率fd13第十三页，共35页。步骤:1.画相平衡线2.画操作线；3.作阶梯。2.图解法（M-T法）第十四页，共35页。第十五页，共35页。1.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1.5.5回流比的影响及其选择16第十六页，共35页。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。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17第十七页，共35页。(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

R3第十八页，共35页。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19第十九页，共35页。全回流的理论板数求法

1）图解法在平衡线和对角线之间作阶梯。

2）芬斯克公式第二十页，共35页。第二十一页，共35页。

芬斯克公式的使用范围:1.全回流

2.全凝器

3.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:芬斯克公式第二十二页，共35页。xDxWxF

R1

R2夹紧区夹紧点斜率xqyq

g2.最小回流比

一、全回流和最小回流比23第二十三页，共35页。(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24第二十四页，共35页。（2）求最小回流比的方法:1）

作图法对于非理想物系，xq,yq的确定有所不同第二十五页，共35页。特殊平衡关系下的Rmin第二十六页，共35页。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27第二十七页，共35页。2）解析法

对于相对挥发度为常数的情况第二十八页，共35页。思考在设计精馏装置时，回流比的选择在哪些方面对设备费和操作费有什么影响？请具体分析。3.适宜回流比第二十九页，共35页。回流比与理论板数的关系NNminRminR第三十页，共35页。连续精馏装置的热量衡算冷凝器（全凝）第三十一页，共35页。连续精馏装置的热量衡算再沸器第三十二页，共