化工原理下复习总结-PPT.ppt
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1、化工原理下复习总结相图表示的气液平衡关系相图表示的气液平衡关系(t-x-y,x-y)线和区的意义,汽液两相组成变化的关系。t/Cx(y)01.0露点线泡点线露点泡点xAyAxf气相区液相区两相区xy101Dy1x1N2二、蒸馏二、蒸馏了解简单蒸馏、平衡蒸馏(操作及特征)了解简单蒸馏、平衡蒸馏(操作及特征)三、精馏三、精馏1、精馏原理和流程、精馏原理和流程t-x-y相图表示的精馏过程相图表示的精馏过程x-y相图表示的精馏过程相图表示的精馏过程x(y)xFy1x1y2y3123x2x3x2x1xFy3y2y13精馏是将挥发度不同组分的混和液,在精馏精馏是将挥发度不同组分的混和液,在精馏塔中同时多次
2、进行部分汽化和部分冷凝,使塔中同时多次进行部分汽化和部分冷凝,使其分离成。其分离成。回流和上升的蒸汽是保证精馏过程连续稳定回流和上升的蒸汽是保证精馏过程连续稳定操作两个必不可少的条件操作两个必不可少的条件。(回流比)(回流比)如果离开塔板的汽液两相达到平衡状态,我如果离开塔板的汽液两相达到平衡状态,我们称这种板为理论板们称这种板为理论板x(y)yn+1nn+1n-1tntn+1tn1ynxn-1xnyn-1xn-1tn1,xn-1tn,xntn1,yn+1yn4四、两组分连续精馏的计算(理论板数计算)四、两组分连续精馏的计算(理论板数计算)1、恒摩尔流假定、恒摩尔流假定2、物料衡算和操作线方程
3、、物料衡算和操作线方程 F=D+W FxF=DxD+WxW 回收率回收率=A、精馏段的操作线方程(意义,形式,特征)、精馏段的操作线方程(意义,形式,特征)5B、提馏段的操作线方程(意义,形式,特征)、提馏段的操作线方程(意义,形式,特征)L=L+qF V=V(q1)FxWxFxD54y13263、理论板数计算理论板数计算A、作图法xWxFxDyxxWxF4321yx7B、逐板计算法逐板计算法从 y1=xD 开始,交替使用平衡方程平衡方程和操作线方程操作线方程,直到计算至 xxW 为止。五、回流比对精馏过程的影响与选择五、回流比对精馏过程的影响与选择从理论上讲,从理论上讲,R值越大,塔所需的理
4、论塔板数越少,值越大,塔所需的理论塔板数越少,设备投资越低。但回流比越大,则操作费用增大。设备投资越低。但回流比越大,则操作费用增大。减少回流比,操作费用降低减少回流比,操作费用降低,但塔的投资增大。所但塔的投资增大。所以,对于一定的分离任务(以,对于一定的分离任务(F、xF、xw、xP一定)一定)而言,应选择适当的回流比,使而言,应选择适当的回流比,使操作费用和设备操作费用和设备费用最低费用最低。8大家应该也有点累了,稍作休息大家有疑问的,可以询问和交流大家有疑问的,可以询问和交流大家有疑问的,可以询问和交流大家有疑问的,可以询问和交流91、全回流和最少理论板数、全回流和最少理论板数操作线和
5、平衡线的距离为最远。因此,达操作线和平衡线的距离为最远。因此,达到给定分离程度所需的理论板层数为最少。到给定分离程度所需的理论板层数为最少。2、最小回流比、最小回流比当回流从全回流逐渐减小时,精馏段操作线当回流从全回流逐渐减小时,精馏段操作线的截距随之逐渐增大,两操作线的位置将的截距随之逐渐增大,两操作线的位置将向平衡线靠近,达到相同分离任务所需的向平衡线靠近,达到相同分离任务所需的理论塔板数逐渐增加。当回流比减小到使理论塔板数逐渐增加。当回流比减小到使两操作线正好落在平衡线时,所需的理论两操作线正好落在平衡线时,所需的理论板层数便要无限多(推动力为板层数便要无限多(推动力为0)10六、进料状
6、态对精馏过程的影响六、进料状态对精馏过程的影响对于一定的分离任务(1)冷液进料 q1(2)饱和液体进料 q=1(3)气液混合进料 0q1(4)饱和蒸气进料 q=0(5)过热蒸气进料 q011一、基本概念一、基本概念1、原理、原理利用各组分在同一溶剂中溶解度不同而分利用各组分在同一溶剂中溶解度不同而分离气体混合物的操作称为吸收。离气体混合物的操作称为吸收。由于吸收过程是利用混合气体中各组分在由于吸收过程是利用混合气体中各组分在同一溶剂中有不同溶解度的特点,因而通同一溶剂中有不同溶解度的特点,因而通过选择适宜的吸收剂对混合气中的组分进过选择适宜的吸收剂对混合气中的组分进行选择性的吸收,就可以达到从
7、混合气体行选择性的吸收,就可以达到从混合气体中分离出纯组分或使气体净制的目的。中分离出纯组分或使气体净制的目的。吸收在生产中的目的吸收在生产中的目的:回收气体回收气体;净化气体净化气体;制备气体的溶液制备气体的溶液;废气治理废气治理.第第2章吸收章吸收122、分类、分类 物理吸收,化学吸收物理吸收,化学吸收3、一般流程,方向和程度、一般流程,方向和程度4、溶剂的选择原则、溶剂的选择原则(溶解度,选择性,挥发性,粘度(溶解度,选择性,挥发性,粘度)二、气液平衡关系二、气液平衡关系亨利定律亨利定律p*=Ex p*=c/H X,Y YmX13三、吸收机理与吸收速率三、吸收机理与吸收速率1 1、分子扩
8、散,费克定律、分子扩散,费克定律 稳态时:稳态时:2 2、吸收机理:双膜理论、吸收机理:双膜理论(基点,三个假设或要点)(基点,三个假设或要点)3、吸收速率方程、吸收速率方程A、膜吸收速率方程、膜吸收速率方程14B、总吸收速率方程、总吸收速率方程气膜控制液膜控制:XAX*YXY*15四、吸收塔计算四、吸收塔计算掌握吸收操作线方程和其与平衡线之间的关系是描掌握吸收操作线方程和其与平衡线之间的关系是描述吸收过程、物料衡算、推动力、液气比等条件的述吸收过程、物料衡算、推动力、液气比等条件的形象分析和吸收计算的基础。掌握由最小液气比的形象分析和吸收计算的基础。掌握由最小液气比的计算求得操作液气比,最终
9、求得操作液量。计算求得操作液气比,最终求得操作液量。1 1、物料衡算(操作线方程)、物料衡算(操作线方程)V(Y1-Y2)=L(X1-X2)Y2=Y1(1-A)通过物料衡算式可求通过物料衡算式可求L,X1Y1Y2VLX1X21216图表示的吸收过程图表示的吸收过程吸收剂用量的确定,最小吸收剂用量吸收剂用量的确定,最小吸收剂用量YBTX2Y2Y1X1X1*Y*=f(X)172、填料层高度计算、填料层高度计算掌握对低浓度气体吸收的计算(填料层高度的计算)掌握对低浓度气体吸收的计算(填料层高度的计算),传质单元高度,传质单元数的概念,重点是以平,传质单元高度,传质单元数的概念,重点是以平均推动力法和
10、吸收因数法为主计算传质单元高度,均推动力法和吸收因数法为主计算传质单元高度,并引入吸收的操作型问题的解法。了解吸收的塔板并引入吸收的操作型问题的解法。了解吸收的塔板数及解吸操作。数及解吸操作。基本公式:基本公式:V,Y2L,X2dZV,Y1L,X1ZL,XV,YX+dX LY+dY V体积吸收系数体积吸收系数18传质单元传质单元当当吸吸收收塔塔中中两两截截面面间间吸吸收收质质的的浓浓度度变变化化等等于于这这个个范范围围内内吸吸收收的的平平均均推推动动力力时时,这这样样的的区区域域就就称称为为一一个个传传质质单单元元。那那么么这这段段填填料料层层高高度度就就是是一个传质单元高度(如图以气相为例)
11、。一个传质单元高度(如图以气相为例)。Y1Y2(Y*-Y)mYY1Y2X2X1XY=(Y*-Y)mHOG19HOG=HOG=Z=HOLNOLZ=HOGNOG传质单元高度的大小是由过程条件使决定的。传质单元高度的大小是由过程条件使决定的。如果如果dY越大(要求的气相浓度变化越大)或过越大(要求的气相浓度变化越大)或过程的推动力越小,(程的推动力越小,(Y-Y*)越小)越小,NOG越大,越大,说明达到同样的吸收程度所需的传质单元数越说明达到同样的吸收程度所需的传质单元数越多。也就是说吸收的难度越大。所以它反映了多。也就是说吸收的难度越大。所以它反映了吸收过程的难易程度。吸收过程的难易程度。20传质
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