注化化工原理輔導(dǎo)ppt課件

1、化工原理復(fù)習(xí)化工原理復(fù)習(xí)本科本科5.4 加料熱形狀的選擇加料熱形狀的選擇不計(jì)熱損失不計(jì)熱損失R一定，一定， 進(jìn)料熱量多，塔底加熱少進(jìn)料熱量多，塔底加熱少DWCBfQQQQQ VQQqBf, N 一定，一定，進(jìn)料熱量多，塔頂冷凝多，進(jìn)料熱量多，塔頂冷凝多，R, N N減少，以添加能耗為代價(jià)減少，以添加能耗為代價(jià)結(jié)論：熱在塔釜，冷在塔頂結(jié)論：熱在塔釜，冷在塔頂V RQQqCf,5.5 雙組分精餾塔的其它類型雙組分精餾塔的其它類型直接蒸汽加熱直接蒸汽加熱 當(dāng)重組分是水時(shí)，可將加熱當(dāng)重組分是水時(shí)，可將加熱蒸汽直接通入塔釜蒸汽直接通入塔釜精餾段操作線精餾段操作線提餾段：物料衡算提餾段：物料衡算 恒摩爾流

2、恒摩爾流 ，操作線操作線當(dāng)當(dāng)xn=xW時(shí)，時(shí)，yn+1=0111 RxxRRyDnnWVSL VS WL WnWnnxSWxSWVWxxVLy 1直接蒸汽加熱的圖解方法直接蒸汽加熱的圖解方法多股加料多股加料分開進(jìn)料有利還是合并后進(jìn)料有利？分開進(jìn)料有利還是合并后進(jìn)料有利？Rmin如何確定？如何確定？側(cè)線出料側(cè)線出料加料處操作線總是凸的，抽料處總是凹的加料處操作線總是凸的，抽料處總是凹的RminRmin如何定？如何定？6.2 操作參數(shù)對(duì)操作結(jié)果的影響操作參數(shù)對(duì)操作結(jié)果的影響調(diào)理調(diào)理R, , q; xF變動(dòng)變動(dòng), 對(duì)對(duì)xD, xW的影響的影響R調(diào)理，調(diào)理， , q不變不變R, 操作線向?qū)蔷€靠攏操作

3、線向?qū)蔷€靠攏當(dāng)當(dāng)N一定時(shí)，一定時(shí)，xD, xW 調(diào)理調(diào)理 少而精，多而爛少而精，多而爛FDFDFD WDxx,6.3 塔頂、塔底極限濃度所受限制塔頂、塔底極限濃度所受限制分別才干分別才干(,N,R)物料衡算物料衡算(xD1, xW0 )先分析先分析N=時(shí)，時(shí)，xDmax=? xWmin=?當(dāng)當(dāng)R較小時(shí)，為較小時(shí)，為(b)情況；為分別才干限制；情況；為分別才干限制；當(dāng)當(dāng)R較大時(shí)出現(xiàn)較大時(shí)出現(xiàn)(a)或或(c)情況；為物料衡算限制。情況；為物料衡算限制。6.4 精餾塔的溫度分布和靈敏板精餾塔的溫度分布和靈敏板靈敏板靈敏板板上液體溫度對(duì)外界干擾要素的板上液體溫度對(duì)外界干擾要素的 反映最靈敏的塔板反映

4、最靈敏的塔板7 間歇精餾間歇精餾 操作方式靈敏，適用于小批量處置操作方式靈敏，適用于小批量處置 (假設(shè)搞延續(xù)，沒到達(dá)穩(wěn)定就要熄火假設(shè)搞延續(xù)，沒到達(dá)穩(wěn)定就要熄火)7.1過程特點(diǎn)過程特點(diǎn)非定態(tài)非定態(tài) R一定，一定，xD不斷下降，因釜中不斷下降，因釜中x不斷下降不斷下降 xD一定，一定，R不斷上升不斷上升全塔均為精餾段，能耗比延續(xù)全塔均為精餾段，能耗比延續(xù) 精餾高精餾高8 特殊精餾特殊精餾 沸點(diǎn)沸點(diǎn)A、B與原溶液有足夠的互溶度與原溶液有足夠的互溶度.流程特點(diǎn)：加吸收段流程特點(diǎn)：加吸收段萃取精餾與恒沸精餾比較萃取精餾與恒沸精餾比較共同點(diǎn)：均參與第三組分共同點(diǎn)：均參與第三組分S差別：差別：S可選范圍可選

5、范圍:能否要求生成恒沸物能否要求生成恒沸物 經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性:恒沸物從塔頂蒸出，潛熱耗費(fèi)大恒沸物從塔頂蒸出，潛熱耗費(fèi)大9 多組分精餾根底多組分精餾根底9.1 流程方案的選擇流程方案的選擇 n個(gè)組分精餾分別個(gè)組分精餾分別, 為獲為獲n個(gè)高純度產(chǎn)品，個(gè)高純度產(chǎn)品， 需求需求(n-1)個(gè)塔個(gè)塔, 塔多方案多塔多方案多如，如，A、B、C三組分三組分(其揮發(fā)度依次降低其揮發(fā)度依次降低)分別分別兩種流程兩種流程4組分組分3塔塔5流程流程5組分組分4塔塔14流程流程關(guān)鍵組分關(guān)鍵組分對(duì)多組分精餾分別起控制造用的對(duì)多組分精餾分別起控制造用的 兩個(gè)組分兩個(gè)組分揮發(fā)度大的揮發(fā)度大的 輕關(guān)鍵組分輕關(guān)鍵組分(l)揮發(fā)度小的

6、揮發(fā)度小的 重關(guān)鍵組分重關(guān)鍵組分(h)關(guān)鍵組分與分別方案有關(guān)關(guān)鍵組分與分別方案有關(guān)第十章第十章 汽液傳質(zhì)設(shè)備汽液傳質(zhì)設(shè)備根本上分為兩大類：根本上分為兩大類： 逐級(jí)接觸式逐級(jí)接觸式(如板式塔如板式塔) 微分接觸式微分接觸式(如填料塔如填料塔)主要評(píng)價(jià)規(guī)范：主要評(píng)價(jià)規(guī)范：經(jīng)過才干經(jīng)過才干消費(fèi)才干消費(fèi)才干傳質(zhì)效率傳質(zhì)效率板效率，等板高度板效率，等板高度HETP壓降壓降板壓降，每板壓降，每m填料壓降填料壓降操作彈性操作彈性汽液通量上、下限汽液通量上、下限構(gòu)造簡(jiǎn)單本錢低構(gòu)造簡(jiǎn)單本錢低1 板式塔板式塔1.1 概述概述設(shè)計(jì)意圖設(shè)計(jì)意圖使汽液兩相在塔板上充分接觸，減少傳質(zhì)阻力使汽液兩相在塔板上充分接觸，減少傳

7、質(zhì)阻力在總體上使兩相堅(jiān)持逆流流動(dòng)，在塔板上使兩在總體上使兩相堅(jiān)持逆流流動(dòng)，在塔板上使兩 相呈均勻的錯(cuò)流接觸，以獲得最大傳質(zhì)推進(jìn)力相呈均勻的錯(cuò)流接觸，以獲得最大傳質(zhì)推進(jìn)力1.2 篩板上的汽液接觸形狀篩板上的汽液接觸形狀鼓泡接觸形狀鼓泡接觸形狀泡沫接觸形狀泡沫接觸形狀氣體為分散相氣體為分散相放射接觸形狀放射接觸形狀液體為分散相液體為分散相 轉(zhuǎn)相點(diǎn)轉(zhuǎn)相點(diǎn)正系統(tǒng)：當(dāng)輕組分從液正系統(tǒng)：當(dāng)輕組分從液氣時(shí)氣時(shí)選泡沫接觸形狀有利選泡沫接觸形狀有利1.5 效率的各種表示方法效率的各種表示方法濕板效率濕板效率 思索板間思索板間eV 正常操作漏液可忽略正常操作漏液可忽略VDxxVLxxeyYDnnnVnn )(11

8、111* nnnnaYyYYE全塔效率全塔效率塔效率塔效率板效率板效率1.6 塔板的負(fù)荷性能圖塔板的負(fù)荷性能圖過量液沫夾帶線過量液沫夾帶線eV=0.1kg液液/kg干氣干氣漏液線漏液線溢流液泛線溢流液泛線液量下限線液量下限線液量上限線液量上限線實(shí)實(shí)NNETT 2 填料塔填料塔載點(diǎn)和泛點(diǎn)載點(diǎn)和泛點(diǎn) L一定一定, lgplgV氣關(guān)系氣關(guān)系載點(diǎn)載點(diǎn)-氣液兩相流動(dòng)的交互影響開場(chǎng)變得顯著氣液兩相流動(dòng)的交互影響開場(chǎng)變得顯著泛點(diǎn)泛點(diǎn)-氣量微小添加而呵斥持液量大大添加，氣量微小添加而呵斥持液量大大添加， p直線上升直線上升傳質(zhì)傳質(zhì)填料層的等板高度填料層的等板高度HETP 分別效果相當(dāng)于一塊實(shí)際板的填料層高度分

9、別效果相當(dāng)于一塊實(shí)際板的填料層高度傳質(zhì)效果與操作氣速關(guān)系傳質(zhì)效果與操作氣速關(guān)系最小噴淋密度最小噴淋密度水溶液：水溶液： 7.3 m3/m2h第十一章第十一章 液液萃取液液萃取1.1目的目的-液液混合物的分別液液混合物的分別1.2根本根據(jù)根本根據(jù)溶解度的差別溶解度的差別(選擇性的溶解度選擇性的溶解度)溶劑溶劑S的必要條件的必要條件 與與B相不完全互溶相不完全互溶 對(duì)對(duì)A有選擇性的溶解度有選擇性的溶解度2.1 物料衡算物料衡算三組分，用平面表示三組分，用平面表示兩股料液混合時(shí)兩股料液混合時(shí)杠桿定律杠桿定律ERM SSSEyRxMz AAAEyRxMz SSSSAAAAxyxzxyxzRE 2.4

10、分配曲線與分配系數(shù)分配曲線與分配系數(shù)分配系數(shù)：分配系數(shù)：A的：的： 萃取相萃取相 萃余相萃余相B的：的：AAAxyk BBBxyk 2.5 選擇性系數(shù)選擇性系數(shù)定義定義 思索：思索： kA=1能否可以進(jìn)展萃取分別？能否可以進(jìn)展萃取分別？ =1呢？呢？BABAxxyy/ 0000/BABABAxxyykk 000)1(1AAAxxy 3 萃取過程計(jì)算萃取過程計(jì)算3.1級(jí)式接觸過程數(shù)學(xué)描畫級(jí)式接觸過程數(shù)學(xué)描畫單級(jí)：實(shí)際級(jí)單級(jí)：實(shí)際級(jí)物料衡算物料衡算相平衡相平衡6個(gè)方程，解個(gè)方程，解6個(gè)未知數(shù)個(gè)未知數(shù)ERSF AAAFAEyRxSzFx SSSEyRxSz 0)(AAxfy )(ASyy )(ASx

11、x 計(jì)算方法計(jì)算方法6個(gè)方程聯(lián)立個(gè)方程聯(lián)立 圖解法圖解法(常用，簡(jiǎn)捷，計(jì)算精度不高常用，簡(jiǎn)捷，計(jì)算精度不高)SFM FSFMMS ERMRME 第十三章第十三章 熱質(zhì)同時(shí)傳送的過程熱質(zhì)同時(shí)傳送的過程2 濕空氣形狀的描畫濕空氣形狀的描畫水汽分壓水汽分壓p水汽或露點(diǎn)溫度水汽或露點(diǎn)溫度td濕度濕度 H kg水汽水汽/kg干氣干氣水汽水汽水汽水汽水汽水汽水汽水汽氣氣水水ppppppMMH 622. 0相對(duì)濕度相對(duì)濕度 (當(dāng)當(dāng)pSp) pS為為t溫度下的飽和蒸汽壓溫度下的飽和蒸汽壓 (當(dāng)當(dāng)pSp)濕空氣的焓濕空氣的焓 I kJ/kg干氣干氣濕空氣的比容濕空氣的比容 vH m3/kg干氣干氣 常壓下，常壓

12、下，Spp水水汽汽 pp水水汽汽 HrtHccIpVpg0)( HtHI2500)88. 101. 1( 273273)4 .224 .22( tHMMvH水水氣氣極限溫度極限溫度濕球溫度濕球溫度tW 傳熱速率傳熱速率 汽化潛熱汽化潛熱WWHWrHHAkttA)()( WWHWrHHktt)( 空氣空氣-水系統(tǒng)，流動(dòng)時(shí)水系統(tǒng)，流動(dòng)時(shí) kJ/kgK絕熱飽和溫度絕熱飽和溫度氣體在絕熱條件下，氣體在絕熱條件下，增濕至飽和增濕至飽和(等焓過程等焓過程) 氣溫下降放熱氣溫下降放熱 氣體增濕帶熱氣體增濕帶熱路易斯規(guī)那么：空氣路易斯規(guī)那么：空氣-水系統(tǒng)：水系統(tǒng)： , tastW濕球溫度的物理含義是什么？濕球

13、溫度的物理含義是什么？絕熱飽和溫度的物理含義是什么？絕熱飽和溫度的物理含義是什么？09. 1 Hk asasaspHrHHVttVc)()( )(HHcrttaspHasas pHHck 第十四章第十四章 固體枯燥固體枯燥對(duì)流枯燥的經(jīng)濟(jì)性對(duì)流枯燥的經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性取決于加熱和熱效率經(jīng)濟(jì)性取決于加熱和熱效率 廢氣溫度越低效率越高，但受返潮限制廢氣溫度越低效率越高，但受返潮限制2 2 枯燥靜力學(xué)枯燥靜力學(xué)2.12.1水分在氣固兩相間的平衡水分在氣固兩相間的平衡結(jié)合水與非結(jié)合水結(jié)合水與非結(jié)合水兩者區(qū)別：平衡蒸汽壓不同兩者區(qū)別：平衡蒸汽壓不同 結(jié)合水的結(jié)合水的 非結(jié)合水的非結(jié)合水的濕物料含水量的表示濕物料

14、含水量的表示 干基干基Xt kgXt kg水水/kg/kg絕對(duì)干料絕對(duì)干料 濕基濕基w kgw kg水水/kg/kg濕物料濕物料絕對(duì)干料量絕對(duì)干料量 GC=G(1-w) GC=G(1-w)0純水純水ppe 0純純水水ppe wwXt 1ttXXw 1平衡蒸汽壓曲線平衡蒸汽壓曲線平衡含水和自在含水平衡含水和自在含水平衡水分平衡水分指定空氣條件下的被枯燥極限，與指定空氣條件下的被枯燥極限，與 空氣形狀有關(guān)空氣形狀有關(guān)假設(shè)實(shí)踐含水假設(shè)實(shí)踐含水XX*，出現(xiàn)返潮景象，出現(xiàn)返潮景象3 枯燥速率與枯燥過程計(jì)算枯燥速率與枯燥過程計(jì)算枯燥速率曲線枯燥速率曲線實(shí)驗(yàn)條件：大量空氣實(shí)驗(yàn)條件：大量空氣,小塊物料，流速小

15、塊物料，流速u一定，一定，視空氣條件視空氣條件t, 不變不變定義枯燥速率定義枯燥速率主要階段：主要階段：預(yù)熱段預(yù)熱段AB恒速枯燥階段恒速枯燥階段BC， 物料外表為濕球溫度物料外表為濕球溫度降速枯燥階段降速枯燥階段CD,DE恒速段除去的是什么水？恒速段除去的是什么水？ AddXGNCA 臨界自在含水量臨界自在含水量 -恒速段終了，降速段開場(chǎng)時(shí)的自在含水量恒速段終了，降速段開場(chǎng)時(shí)的自在含水量影響要素：影響要素：物料本身：物料本身： 構(gòu)造、分散程度構(gòu)造、分散程度枯燥介質(zhì)及操作：枯燥介質(zhì)及操作： t, H, u實(shí)驗(yàn)闡明：實(shí)驗(yàn)闡明：恒速段速率越大恒速段速率越大,越早進(jìn)入降速段越早進(jìn)入降速段, XC越大越

16、大問題：?jiǎn)栴}：t XC? H XC? u XC?3.2 間歇枯燥過程計(jì)算間歇枯燥過程計(jì)算 實(shí)驗(yàn)時(shí)的物料分散程度與消費(fèi)時(shí)一樣實(shí)驗(yàn)時(shí)的物料分散程度與消費(fèi)時(shí)一樣枯燥時(shí)間枯燥時(shí)間恒速段：恒速段：降速段：降速段：近似處置近似處置 NA=KXX (直線擬合直線擬合)得得ACCANXXG)(11 )()(WWWHAttrHHkN 22lnXXAKGCXC 3.3 延續(xù)枯燥過程延續(xù)枯燥過程特點(diǎn)：特點(diǎn)：預(yù)熱段：物料從進(jìn)料溫度預(yù)熱段：物料從進(jìn)料溫度1升至升至tW外表汽化階段：物料溫度為外表汽化階段：物料溫度為tW， 當(dāng)無當(dāng)無Q損失和損失和Q補(bǔ)時(shí)，為等焓過程補(bǔ)時(shí)，為等焓過程升溫階段：物料從升溫階段：物料從tW升至出口溫度升至出口溫度2沒有恒速枯燥階段沒有恒速枯燥階段物料衡算和熱量衡算物料衡算和熱量衡算物料衡算式物料衡算式 W=GC(X1-X2)=V(H2-H1)熱量衡算式熱量衡算式預(yù)熱器：預(yù)熱器： Q=V(I1-I0)=VCpH1(t1-t0)熱效率熱效率定義定義當(dāng)當(dāng)Q損損=0, Q補(bǔ)補(bǔ)=0時(shí)，時(shí)， 損損補(bǔ)補(bǔ)QQQQQQ 321補(bǔ)補(bǔ)QQQQ 21 0121tttt 提高提高的措施的措施提高提高t1(物料要耐溫物料要耐溫)降低廢氣出口溫度降低廢氣出口溫度t2中間加熱中間