化工原理_34精餾過程的節(jié)能途徑

1、第九章 蒸 餾3.5 兩組分連續(xù)精餾的計(jì)算3.5.7 連續(xù)精餾裝置的熱量衡算與節(jié)能 一、連續(xù)精餾裝置的熱量衡算二、精餾過程的節(jié)能途徑 1.減小操作回流比 R能耗RNTNP一定，需提高ET示例v 采用高性能新型塔板代替原有塔板，提高效率v 采用高效塔填料代替原有塔板，提高效率VnLnVnLnqqqq,、2.降低塔釜操作溫度 塔壓降P釜溫tW能耗v 采用高效塔填料代替原有塔板，降低塔壓降示例二、精餾過程的節(jié)能途徑 3.熱泵精餾 將塔頂蒸汽絕熱壓縮升溫，作為再沸器的熱源，將再沸器中的液體部分汽化，而壓縮氣體本身冷凝成液體，經(jīng)節(jié)流閥后一部分作為塔頂產(chǎn)品采出，另一部分作為塔頂回流液。 二、精餾過程的節(jié)能

2、途徑 熱泵精餾技術(shù)1.精餾塔；2.壓縮機(jī)3.再沸器；4.節(jié)流閥二、精餾過程的節(jié)能途徑 4.多效精餾 將幾個(gè)精餾塔串聯(lián)，操作壓力依次降低，前一精餾塔的塔頂蒸汽作為后一精餾塔的再沸器的加熱介質(zhì)，故除兩端精餾塔外，中間的精餾塔不需從外界引入加熱和冷卻介質(zhì)。 二、精餾過程的節(jié)能途徑 多效精餾技術(shù) p1 p2 p3 t1 t2 t3二、精餾過程的節(jié)能途徑 Fnq,Dnq,Fnq,Fnq,Dnq,Dnq,Wnq,Wnq,Wnq,5.原料預(yù)熱 將原料預(yù)熱可回收精餾過程的熱能，減少精餾過程的能耗。原料預(yù)熱有兩種流程： v 用塔頂蒸氣預(yù)熱原料v 用塔釜采出液預(yù)熱原料二、精餾過程的節(jié)能途徑 二、精餾過程的節(jié)能途徑

3、 原料預(yù)熱回收精餾過程的熱能二、精餾過程的節(jié)能途徑 原料預(yù)熱回收精餾過程的熱能第九章 蒸 餾9.5 兩組分連續(xù)精餾的計(jì)算9.5.7 連續(xù)精餾裝置的熱量衡算與節(jié)能 9.5.8 精餾過程的操作型計(jì)算與調(diào)節(jié) 精餾過程的操作型計(jì)算與調(diào)節(jié)(自學(xué)) 自學(xué)提綱 了解影響精餾操作的主要因素。 了解操作型計(jì)算與設(shè)計(jì)型計(jì)算的區(qū)別。 了解精餾過程的控制與調(diào)節(jié)。第九章 蒸 餾9.5 兩組分連續(xù)精餾的計(jì)算9.6.1 間歇精餾概述 9.6 間歇精餾一、間歇精餾的特點(diǎn)與操作方式 1.間歇精餾的特點(diǎn) 間歇精餾特點(diǎn)v 非穩(wěn)態(tài)操作過程v 只有精餾段v 操作靈活、適應(yīng)性強(qiáng)xDxWtDtW一、間歇精餾的特點(diǎn)與操作方式 2.間歇精餾的

4、操作方式間歇精餾操作方式v 餾出液組成恒定v 回流比恒定xD恒定RR 恒定xD間歇精餾適用場(chǎng)合v 所分離的原料是分批獲得的v 分離的原料多變v 多組分混合物的分離二、間歇精餾的應(yīng)用場(chǎng)合 原料種類多變 原料組成多變間歇精餾曲線形式三、間歇精餾曲線 v 餾出液組成 精餾時(shí)間v 塔頂溫度 精餾時(shí)間間歇精餾曲線作用v 指導(dǎo)試車和生產(chǎn)v 對(duì)精餾過程進(jìn)行分析比較項(xiàng)目 間歇精餾 連續(xù)精餾 塔數(shù) 1 n-1 塔徑 大 小 流程 短 長(zhǎng) 能耗 高 低勞動(dòng)強(qiáng)度 大 小 多組分（ n 個(gè)組分）混合物分離四、間歇精餾與連續(xù)精餾的比較 第九章 蒸 餾9.5 兩組分連續(xù)精餾的計(jì)算9.6.1 間歇精餾概述 9.6 間歇精餾

5、9.6.2 間歇精餾計(jì)算 一、恒 R 下間歇精餾的計(jì)算 1.確定理論塔板層數(shù)計(jì)算基準(zhǔn)：初態(tài)餾出液組成 xD1 釜液組成 xW1 (xF) 最小回流比)(1minFqqqqDxxxyyxR操作回流比min)21 . 1 (RR 恒 R 下間歇精餾時(shí)理論板層數(shù)的確定2.確定xD xW 的關(guān)系 因操作過程中回流比不變，各個(gè)瞬間的操作線斜率都相同，各操作線為彼此平行的直線。恒R下間歇精餾時(shí)xD和xW的關(guān)系一、恒 R 下間歇精餾的計(jì)算 3.物料衡算 恒回流比間歇精餾的物料衡算關(guān)系與簡(jiǎn)單蒸餾的物料衡算關(guān)系類似。 FWxxWFxydxnnlnFWeexxWDWWFxxdxnnln一、恒 R 下間歇精餾的計(jì)算

6、 簡(jiǎn)單蒸餾過程物料衡算關(guān)系恒 R 下間歇蒸餾過程物料衡算關(guān)系4.餾出液平均組成 xDm計(jì)算WFDnnnWFWWFFDmnnxnxnxWWFFDxnxnxnDm聯(lián)立得一、恒 R 下間歇精餾的計(jì)算 由餾出液的平均組成5.每批精餾所需的時(shí)間每批操作的汽化量 DVnRn) 1(每批操作所需的時(shí)間VnVqn,一、恒 R 下間歇精餾的計(jì)算 每批操作的餾出量kmol汽化速率 kmol/h1.確定理論塔板層數(shù)計(jì)算基準(zhǔn)：終態(tài)餾出液組成 xD釜液組成 xWe最小回流比)(minWeqqqqDxxxyyxR操作回流比min)21 . 1 (RR 二、恒 xD 下間歇精餾的計(jì)算 恒 xD 下間歇精餾時(shí)理論板層數(shù)的確定

7、2.確定xW和 R 的關(guān)系 若已知精餾過程某一時(shí)刻下釜液組成xW1，對(duì)應(yīng)的 R 可采用試差作圖的方法求得。 恒 xD下間歇精餾時(shí)R和xW的關(guān)系二、恒 xD 下間歇精餾的計(jì)算 3.物料衡算瞬間的回流比為 RdDVdnRdn) 1(則二、恒 xD 下間歇精餾的計(jì)算 設(shè)時(shí)間內(nèi)溶液的汽化量為 d nV kmol餾出液量為 d nD kmolWDWFFDxxxxnn每批操作中任一瞬間前餾出液量 微分得WWDDFFDdxxxxxndn2)()(二、恒 xD 下間歇精餾的計(jì)算 對(duì)應(yīng)釜液組成xW的汽化總量 WnxxWDFDFVVdxxxRxxndnnVFWe02)() 1()(代入得W2WDFDFVdx)xx() 1R()xx(ndn二、恒 xD 下間歇精餾的計(jì)算 4.每批精餾所需的時(shí)間VnVqn,二、恒 xD 下間歇精餾的計(jì)算 汽化速率 kmol/h確定xW和 R 的關(guān)系