(完整word版)工程塔器中部分板效率数据
化工原理实验报告_塔板效率(技术部)
筛板精馏塔塔板效率的测定一、实验目的了解精馏塔的构造 熟悉精馏工艺流程 掌握精镏塔操作方法测定部分回流状况下的全塔效率 二、实验原理全回流状况下单板效率对第板而言，按气相组成变化表示的单板效率为1*1++--=n n n n MV y y y y E （）式中 1+n y —— 由第块板上升至第块板的气相组成n y —— 由第块板上升至第块板的气相组成*n y ——与离开第块板的液相n x 成平衡的气相组成全回流时∞ ，操作线与对角线重合。
因此有：n n x y =+11-=n n x y（）式可写成nn n n MV x y x x E --=-*1 （）这时，欲测定第块塔板的单板效率，只要测取该板（板）及其上一板（板）的液相组成n x 和1-n x 值。
由n x 值根据平衡曲线找出*n y ，再代入（）式即可求出该板的单板效率。
全塔效率全塔板效率又称总板效率。
可表示为NN E T T =式中：T E ——全塔效率T N ——理论板数（不包括蒸馏釜）——实际板数（不包括蒸馏釜）对于二元物系已知气液平衡数据，可根据馏出液组成D x ，料液组成F x ，残液组成W x ，回流比，进料温度F t 可求得理论板数T N 。
三、实验装置流程. 流程图图, 精馏实验装置流程图. 主要技术数据 塔内径：φ80mm实际塔板数。
块（不包括蒸馏釜 ） 板间距：100mm 加料板位置： 孔径：φ2mm 开孔率：再沸器加热功率：塔顶冷凝器面积（双程列管式）㎡ 其中，，，塔为自动数据采集和控制 ，采用蒸汽加热 四 实验步骤. 检查整套装置管路系统及控制系统是否正常. 向蒸馏釜中加入料液，维持液面在处。
料液组成在（体积分率）左右3. 启动电源（或蒸汽）加热，打开冷却水（适当）。
全回流至塔顶塔底温度基本不变。
全塔稳定后取样（测单板效率）. 打开进料泵进料量逐步升至～10L 调节回流比至设定值（左右），调节塔底热负荷。
保持塔操作正常，开塔底出料。
第六节--塔板效率
第六节塔板效率板式塔是以塔板效率表示传质效率的。
§7．6．1塔板效率的不同表示方法及其应用塔板效率通常有三种定义形式。
1）总板效率E T定义(7-30)式中N T——理论板数；N——实际板数。
总板效率表示全塔的平均效率。
由理论板数N T除以E T即得实际所需的塔板数，使用十分方便，故总板效率被广泛采用。
但总板效率并不区分同一个塔中不同塔板的传质效率差别，所以在塔器研究与改进操作中不能满足要求。
2）默弗里板效率以气相浓度变化表示的默弗里板效率的定义式为（7-31）式中y n，y n+1——离开第n块塔板及第n+1块塔板的气相浓度，摩尔分率；y*n——与离开第n块塔板的液相浓度x n呈平衡的气相浓度，摩尔分率。
以液相浓度变化表示的默弗里板效率的定义式为（7-32）式中x n-1，x n——离开第n-1块塔板及第n块塔板的液相平均浓度，摩尔分率；x*n——与离开第n块塔板的气相平均浓度y n呈平衡的液相浓度，摩尔分率。
默弗里板效率用以标明一块塔板的传质效率。
欲测定默弗里板效率，只需在塔板的上、下方取样测其浓度，即可按定义算出，由此可判断该塔板操作状况的优劣。
当液相流过塔板时，若传质效率高且液相返混程度小，塔板上液相有明显的浓度差，则默弗里板效率值可能大于1；若液相返混严重，塔板上液相浓度比较均匀，默弗里板效率则小于1。
通常因液相总存在返混，所以默弗里板效率小于1。
默弗里板效率又称单板效率。
参看图7-28。
左图表示通过第n块塔板前后的气液浓度。
右图中“a-c-b”表示一个实际的“梯级”。
E mV是长度与长度之比，E mL是长度与长度之比。
根据默弗里板效率可直接用作图法求取实际塔板数。
现以已知不同液相浓度时的E mV值为例说明之。
在“y-x”图中在操作线与平衡线间任意作数条垂直于x轴的直线，并按已知默弗里板效率值在这些直线中取内分点。
如图7-29中在直线中取c点，c点位置需满足（注意E mV依不同x而异）。
塔效率计算公式
塔效率计算公式塔效率是化工原理中一个非常重要的概念，咱们今天就来好好聊聊塔效率的计算公式。
在化工生产中，塔设备是经常会用到的，比如精馏塔、吸收塔等等。
要想知道这些塔设备工作得好不好，就得靠塔效率这个指标来衡量。
塔效率的计算公式其实有好几种，咱先来说说总板效率。
总板效率ET 可以用实际所需的理论板数 NT 和实际板数 NP 来计算，公式就是ET = NT / NP 。
比如说有一个精馏塔，要分离两种混合物，经过计算发现，理论上需要 10 块板才能达到理想的分离效果，但实际上这个塔有 20 块板。
那通过公式一算，总板效率就是 0.5 。
这就意味着这个塔的效率还有很大的提升空间。
再来讲讲默弗里板效率。
默弗里板效率又分为单板效率和全塔效率。
单板效率有气相单板效率和液相单板效率。
气相单板效率 Emv 等于（yn - yn+1）/（yn* - yn+1），液相单板效率 EmL 等于（xn - xn-1）/（xn - xn-1*）。
这里的 yn 、yn+1 、xn 、xn-1 是塔内不同位置的气液相组成，yn* 、xn-1* 是与 yn+1 、xn 成平衡的气液相组成。
我给您举个例子吧。
有一次我去工厂实习，就碰到了一个关于塔效率计算的实际问题。
那是一个吸收塔，用来吸收废气中的有害物质。
工程师们正在为塔的效率不高而发愁，我跟着他们一起研究。
我们测量了塔内不同位置的气液相组成，然后按照默弗里板效率的公式进行计算。
发现有几块板的单板效率特别低，经过仔细排查，原来是塔板上的开孔不均匀，导致气液接触不充分。
找到问题所在后，进行了改进，塔的效率果然提高了不少。
全塔效率呢，则是各单板效率的某种平均值。
在实际应用中，选择哪种塔效率计算公式，得根据具体的情况来定。
而且，计算塔效率可不仅仅是为了得到一个数字，更重要的是通过这个数字来分析塔的运行状况，找出问题，进行优化改进，提高生产效率，降低成本。
总之，塔效率的计算公式虽然看起来有点复杂，但只要咱们掌握了基本原理，多结合实际情况去分析，就能够轻松应对啦。
梯级物理意义及两种塔板效率
与 满足相平衡关系
，所以对应图中的B点，
板间截面（A-A和C-C截
面）相遇的上升蒸汽与
下降的的液体组成满足
操作线方程，即图中的
点
和点Biblioteka 都落在操作线方程上。梯级物理意义的讨论
如图所示：直角梯级ABC就 代表第n块理论板
其中直角梯级的水平线有： ，其表示液相经过第
n块板后减浓的程度。
塔板效率的讨论
基于上述讨论板效率一般有两种方法：
1 全塔效率 2 单板效率
全塔效率
理论板数与所需实际板数之比称为全塔效 率，又称总板效率：
其中：
全塔效率
全塔效率恒小于1，反映全塔的平均 效率，影响全塔效率的因素有很多，例 如系统的物性、塔板的结构、操作条件 等。
常用的计算全塔效率的方法是采 用奥康内尔（o’connell）关联图。
请参照：课本295页
单板效率
目的：为了弄清楚每块板的传质速率
方法：默弗里板效率 用 表示
液相单板效率
液相单板效率
实际板的液相浓 度变化与理论板 的液相浓度变化 之比
气相单板效率
气相单板效率
实际板的气相浓 度变化与理论板 的气相浓度变化 之比
单板效率
实际板的气相浓度变化与理论板的 气相浓度变化之比
实际板的气相浓度变化与理 论板的气相浓度变化之比
影响塔板传质效率的因素
影响塔板传质效率的因素很多：例如
主 要 参 考 的文 献
结语
期末临近，元旦将至，提前祝愿老师和同 学元旦快乐！ 同时也祝愿大家期末考个理想的成绩！
谢谢观看
垂线
，其表示气
相经过第n块板后增浓的
程度。
精馏塔的操作及塔效率的测定实验
精馏塔的操作及塔效率的测定实验一． 实验目的1． 了解筛板精馏塔及其附属设备的基本结构，掌握精馏过程的基本操作方法。
2． 学会判断系统达到稳定的方法，掌握测定塔顶、塔釜溶液浓度的实验方法。
3． 学习测定精馏塔全塔效率和单板效率的实验方法，研究回流比对精馏塔分离效率的影响。
二．基本原理1．全塔效率T E全塔效率又称总板效率，是指达到指定分离效果所需理论板数与实际板数的比值，即1T T PN E N -= 式中，T N －完成一定分离任务所需的理论塔板数，包括蒸馏釜；P N －完成一定分离任务所需的实际塔板数，本装置P N ＝10。
全塔效率简单地反映了整个塔内塔板的平均效率，说明了塔板结构、物性系数、操作状况对塔分离能力的影响。
对于塔内所需理论塔板数T N ，可由已知的双组分物系平衡关系，以及实验中测得的塔顶、塔釜出液的组成，回流比R 和热状况q 等，用图解法求得。
2．单板效率M E单板效率又称莫弗里板效率，如图1所示，是指气相 或液相经过一层实际塔板前后的组成变化值与经过一层理论塔 板前后的组成变化值之比。
1n x +图1 塔板气液流向示意按气相组成变化表示的单板效率为1*1n n MV n n y y E y y ++-=- 按液相组成变化表示的单板效率为1*1n n ML n nx x E x x ---=- 式中，n y 、1n y +－离开第n 、n+1块塔板的气相组成，摩尔分数；1n x -、n x －离开第n-1、n 块塔板的液相组成，摩尔分数；*n y －与n x 成平衡的气相组成，摩尔分数；*n x －与n y 成平衡的液相组成，摩尔分数。
3． 图解法求理论塔板数T N图解法又称麦卡勃－蒂列（McCabe －Thiele ）法，简称M －T 法，其原理与逐板计算法完全相同，只是将逐板计算过程在y －x 图上直观地表示出来。
精馏段的操作线方程为：111D n n x R y x R R +=+++ 式中， 1n y +－精馏段第n+1块塔板上升的蒸汽组成，摩尔分数；n x －精馏段第n 块塔板下流的液体组成，摩尔分数；D x －塔顶溜出液的液体组成，摩尔分数；R －泡点回流下的回流比。
精馏塔全塔效率的测定原始数据记录
精馏塔全塔效率的测定原始数据记录引言精馏塔是化工工业中常用的装置之一，用于对混合物进行分馏。
精馏塔的性能指标之一就是全塔效率，它反映了塔内的分离效果。
本实验旨在测定精馏塔的全塔效率，并记录下实验所得的原始数据。
实验设备和材料•精馏塔：包含上下两个总管和多个理论塔板的玻璃塔•气相色谱仪：用于分析混合物的组成•温度计：用于测量不同塔板上的温度•冷凝器：用于冷却塔顶的蒸汽•混合物：待分馏的混合物样品•试剂：适量的溶剂和标准样品实验步骤1.准备工作–将精馏塔组装好，确保所有连接口密封良好。
–将混合物样品加入精馏塔的进料口。
–打开冷却水，准备冷却器并接好废液收集瓶。
2.开始实验–通过加热进料口，将混合物样品加热至沸腾状态。
–调节加热功率和冷却水流量，以保持塔内的平衡和稳定。
–用温度计在不同塔板上测量温度，并记录下来。
3.采样和分析–在实验过程中，定期取出塔顶的冷凝液样品。
–使用气相色谱仪对样品进行分析，确定混合物的组成。
4.数据记录–将以下数据记入实验记录表格中：•混合物进料温度•不同塔板上的温度•冷凝液样品的组成实验数据记录表格混合物进料温度（℃）塔板1温度（℃）塔板2温度（℃）…塔顶冷凝液样品组成100 90 80 …A: 50% B: 50% 102 92 82 …A: 45% B: 55% ……………数据处理和分析在实验结束后，我们需要对测得的原始数据进行处理和分析，以得到精馏塔的全塔效率。
1.温度差法计算塔板效率–根据测得的不同塔板上的温度，计算相邻塔板之间的温度差。
–利用温度差法，计算每个塔板上的塔板效率。
–将塔板效率进行统计和分析，得到平均塔板效率。
2.冷凝液组成法计算塔板效率–根据测得的塔顶冷凝液样品组成，计算每个塔板上的塔板效率。
–将塔板效率进行统计和分析，得到平均塔板效率。
3.全塔效率计算–根据所得的平均塔板效率，计算精馏塔的全塔效率。
结论通过实验测定和数据处理，我们得到了精馏塔的全塔效率。
实验六板式精馏塔板效率的测定精品文档11页
4.6板式精馏塔板效率的测定(Ⅰ)全回流精馏塔一﹑实验目的1.了解精馏装置的基本流程及筛板精馏塔的结构，熟悉精馏操作方法；2. 测定全回流条件下总板效率(或单板效率)。
二﹑基本原理精馏塔是分离均相混合物的重要设备。
衡量板式精馏塔分离性能，一般用总板效率表示：pTN N E =(4-31) 式中：E —总板效率；N T —理论板层数； N P —实际板层数。
理论板层数N T 的求法可用M-T 图解法。
本实验是使用乙醇－水二元物系在全回流条件下操作，只需测定塔顶流出液组成x D 和釜液组成x w ，即可用图解法求得N T ，实际板层数N p 为已知，所以利用式(4-30)可求得塔效率E .若相邻两块塔板设有液体取样口，则可通过测定液相组成x n-1和x n 求得第n 块板在全回流下的单板效率E mL 。
*11nn nn mL x x x x E --=-- (4-32)而全回流时，y n ＝x n-1式中：x n-1—离开上块板的液相中易挥发组分摩尔分率； x n ―离开下块板的液相中易挥发组分摩尔分率；y n ―离开下块板的气相中易挥发组分摩尔分率； x n *―与y n 成平衡的液相组成摩尔分率，以x n-1作为气相组成在平衡线上查得。
三、装置与流程实验装置为一小型筛板塔见图4-13。
原料液在蒸馏釜2中被加热汽化进入塔体4,与回流液在塔板上进行热、质交换后进入塔顶冷凝器5,冷凝为饱和液体后，又全部回流到塔内，由取样口7取样分析馏出液组成，从塔釜取样分析釜液组成。
四、操作步骤1. 熟悉精馏装置的流程和结构，以及所需的控制仪器表盘的布置情况，检查蒸馏釜中料液量是否适当，釜内液面高度控制在液面计的2/3左右。
2. 检查电源并接通电源，加热釜液。
用调压器调节加热功率(电流以3～4A 为宜)，注意观察塔顶和塔釜的温度变化，塔顶第一块板上开始有回流时，打开冷却水，冷却水用量以能将蒸汽全凝为宜。
3. 打开塔顶放空阀8排出不凝性气体，塔板上鼓泡正常、温度稳定即表明操作稳定，可开始取样。
精馏塔的操作及塔效率的测定实验
精馏塔的操作及塔效率的测定实验一． 实验目的1． 了解筛板精馏塔及其附属设备的基本结构，掌握精馏过程的基本操作方法。
2． 学会判断系统达到稳定的方法，掌握测定塔顶、塔釜溶液浓度的实验方法。
3． 学习测定精馏塔全塔效率和单板效率的实验方法，研究回流比对精馏塔分离效率的影响。
二．基本原理1．全塔效率T E全塔效率又称总板效率，是指达到指定分离效果所需理论板数与实际板数的比值，即1T T PN E N -= 式中，T N －完成一定分离任务所需的理论塔板数，包括蒸馏釜；P N －完成一定分离任务所需的实际塔板数，本装置P N ＝10。
全塔效率简单地反映了整个塔内塔板的平均效率，说明了塔板结构、物性系数、操作状况对塔分离能力的影响。
对于塔内所需理论塔板数T N ，可由已知的双组分物系平衡关系，以及实验中测得的塔顶、塔釜出液的组成，回流比R 和热状况q 等，用图解法求得。
2．单板效率M E单板效率又称莫弗里板效率，如图1所示，是指气相 或液相经过一层实际塔板前后的组成变化值与经过一层理论塔 板前后的组成变化值之比。
1n x +图1 塔板气液流向示意按气相组成变化表示的单板效率为1*1n n MV n n y y E y y ++-=- 按液相组成变化表示的单板效率为1*1n n ML n nx x E x x ---=- 式中，n y 、1n y +－离开第n 、n+1块塔板的气相组成，摩尔分数；1n x -、n x －离开第n-1、n 块塔板的液相组成，摩尔分数；*n y －与n x 成平衡的气相组成，摩尔分数；*n x －与n y 成平衡的液相组成，摩尔分数。
3． 图解法求理论塔板数T N图解法又称麦卡勃－蒂列（McCabe －Thiele ）法，简称M －T 法，其原理与逐板计算法完全相同，只是将逐板计算过程在y －x 图上直观地表示出来。
精馏段的操作线方程为：111D n n x R y x R R +=+++ 式中， 1n y +－精馏段第n+1块塔板上升的蒸汽组成，摩尔分数；n x －精馏段第n 块塔板下流的液体组成，摩尔分数；D x －塔顶溜出液的液体组成，摩尔分数；R －泡点回流下的回流比。
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工程塔器中部分板效率数据
——来自海川化工论坛
塔板效率一般是根据经验来确定的。
常用的经验关联式是基于一些工业装置的数据，分析归纳成为经验式求取塔的效率，适用于一般烃类物系和化学物系的大多数设计。
如德里卡默和布罗德福(Drickarner，H．G．和Bradford，J．R．)经验关系曲线、奥康奈尔(0’Connell，H．E．)经验关系曲线等。
对于丙烯精馏塔来说，一般塔的操作压力在2.0御a左右，塔顶塔底平均温度在53℃左右，该温度下其进料粘度为0.055～0.065rnPa·S，丙烯一丙烷相对挥发度为1.2。
按德里卡默和布罗德福经验关系曲线查得的塔板效率范围为92％～96％。
该关系曲线使用说明中认为：“直径大于2133mm的塔，其操作效率可以较高。
”因进料
粘度与丙烯一丙烷相对挥发度乘积小于0.1，超出奥康奈尔经验关系曲线的使用范围，其经验关系曲线不适用于丙烯精馏塔。
文献r90通过大量的模拟计算，推荐丙烯一丙烷分离物系的塔板效率为95％～100％。
某厂0.6Mt/a气体分馏装置丙烯精馏塔径为5.2m，共设有181层塔板，塔板效率设计值为85％，1999年10月开车以来运行平稳，计算表明实际塔板效率为95％。
该结果与德里卡默和布罗德福经验关系曲线查得的数据是吻合的。
文献报道福建炼油化工有限公司气体分馏装置改造中采用ADV浮阀塔盘，设计板效率为101％，标定的塔盘效率为105％。
奥康奈尔经验关系曲线的使用范围，其经验关系曲线不适用于丙烯精馏塔。
文献通过大量的模拟计算，推荐丙烯一丙烷分离物系的塔板效率为95％～100％。
某厂0.6Mt/a气体分馏装置丙烯精馏塔径为5.2m，共设有181层塔板，塔板效率设计值为85％，1999年10月开车以来运行平稳，计算表明实际塔板效率为95％。
该结果与德里卡默和布罗德福经验关系曲线查得的数据是吻合的。
文献报道福建炼油化工有限公司气体分馏装置改造中采用ADV浮阀塔盘，设计板效率为101％，标定的塔盘效率为105％。
塔板效率理论分析
丙烯精馏塔板效率经验关系曲线和实际运行结果均可达到95％，文献报道的数据甚至高达100％以上。
从物系分析来看，丙烯精馏操作压力高，意味着操作温度高，液相粘度和相对挥发度均较小，均对提高塔板效率有利。
随着装置规模日趋大型化，精馏塔直径随之增大，塔内液流长度增加，减少了液流的轴向返混，增加了液体与汽体的接触传质时间，也对提高塔板效率有利。
文献。
J分析认为：“塔内液体流过塔板时，不起返混作用，故液体进入塔板时含低沸物较多，经过两相汽液接触，离开此塔板时，则含量变低，上升蒸气与进入塔板的液体接触，致使蒸汽离开塔板时的组成，较离开塔板的液体的平衡蒸气组成高”。
又认为：“在C2～C4烃类的加压普通精馏时，应用浮阀塔全塔效率经常在100％左右，有时可超过100％，若在加压下进行丙烯一丙烷的分离，则塔板效率超过100％”。