化工原理天大柴诚敬27-28学时
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化工原理上册天津大学柴诚敬2728学时
16
恒压过滤
当过滤介质阻力可以忽略时， 恒压过滤方程式
V 2 KA2 q2 K
17
恒压过滤
Ve
介质常数
过滤常数
qe
K
由实验测定
18
第三章、非均相混合物 分离及固体流态化
3.2 过滤分离原理及设备 3.2.1 流体通过固体颗粒床层的流动 3.2.2 过滤操作的原理 3.2.3 过滤基本方程式 3.2.4 恒压过滤 3.2.5 恒速过滤与先恒速后恒压的过滤
(V VR ) 转入恒压操作后所得的滤液体积。
( R ) 转入恒压操作后所经历的过滤时间。
23
第三章、非均相混合物 分离及固体流态化
3.2 过滤分离原理及设备 3.2.1 流体通过固体颗粒床层的流动 3.2.2 过滤操作的原理 3.2.3 过滤基本方程式 3.2.4 恒压过滤 3.2.5 恒速过滤与先恒速后恒压的过滤 3.2.6 过滤常数的测定
19
恒速过滤与先恒速后恒压的过滤
恒速过滤
恒速过滤是维持过滤速率恒定的过滤方式。 在这种情况下，由于随着过滤的进行，滤饼不断 增厚，过滤阻力不断增大，要维持过滤速率不变， 必须不断增大过滤的推动力——压力差。
dV
Ad
V
A
q
uR
常数
20
恒速过滤与先恒速后恒压的过滤
代入过滤基本方程式，得到
p ruR2 ruRqe
27
一、板框压滤机
28
一、板框压滤机
29
一、板框压滤机
30
一、板框压滤机
动画17
31
二、加压叶滤机
动画27
32
三、转筒真空过滤机
33
练习题目
思考题 1.从过滤基本方程式分析提高过滤速率的措施。 2.板框压滤机与叶滤机的洗涤方式有什么差别 ？ 3.试分析过滤压力差对过滤常数的影响。 作业题: 6、7、8
化工原理 下册 天津大学柴诚敬 27-28学时
第九章 蒸 馏
9.5 两组分连续精馏的计算 9.5.6 几种特殊情况理论板层数的计算
一、直接蒸汽加热
二、提 馏 塔
1.提馏塔的特点及应用背景 提馏塔的特点
塔顶进料，塔顶馏出物全部采出，无回流 只有提馏段，而没有精馏段
提馏塔的应用背景
物系在低浓度下的相对挥发度较大，无精馏
段也可达到希望的馏出液组成
塔顶采用 分凝器的 精馏装置
1－精馏塔
2－分凝器
3－全凝器
y1≠xD（ yL=xD）
yL与 xL平衡关系
y1与 xL操作关系 操作线方程 y1 qn,L /qn,V xL qn,D /qn,V xD
四、多侧线的精馏塔
在工业生产中，时常会遇到所分离的原料液 组成不同或所需的产品组成不同，此种情况需要 采用多侧线的精馏塔。
qn,V ys1 qn,F1xF1 qn,L xs qn,D xD
操作线方程
ys1
qn,L qn,V
xs
qn,D xD qn,F1 xF1 qn,V
四、多侧线的精馏塔
各段间气、液负荷的关系
qn,L qn,L q1qn,F1
qn,V qn,V (q1 1)qn,F1
xW
qn,L qqn,F
qn,V qn,D (q 1)qn,F
qn,V qn,L qn,W
二、提 馏 塔
对于泡点进料Biblioteka qn,L qn,Fqn,V qn,D
操作线方程为
ym1
qn,F qn,D
xm
qn,W qn,D
xW
f
1
d a
2
e b
9.5 两组分连续精馏的计算 9.5.6 几种特殊情况理论板层数的计算
一、直接蒸汽加热
二、提 馏 塔
1.提馏塔的特点及应用背景 提馏塔的特点
塔顶进料，塔顶馏出物全部采出，无回流 只有提馏段，而没有精馏段
提馏塔的应用背景
物系在低浓度下的相对挥发度较大，无精馏
段也可达到希望的馏出液组成
塔顶采用 分凝器的 精馏装置
1－精馏塔
2－分凝器
3－全凝器
y1≠xD（ yL=xD）
yL与 xL平衡关系
y1与 xL操作关系 操作线方程 y1 qn,L /qn,V xL qn,D /qn,V xD
四、多侧线的精馏塔
在工业生产中，时常会遇到所分离的原料液 组成不同或所需的产品组成不同，此种情况需要 采用多侧线的精馏塔。
qn,V ys1 qn,F1xF1 qn,L xs qn,D xD
操作线方程
ys1
qn,L qn,V
xs
qn,D xD qn,F1 xF1 qn,V
四、多侧线的精馏塔
各段间气、液负荷的关系
qn,L qn,L q1qn,F1
qn,V qn,V (q1 1)qn,F1
xW
qn,L qqn,F
qn,V qn,D (q 1)qn,F
qn,V qn,L qn,W
二、提 馏 塔
对于泡点进料Biblioteka qn,L qn,Fqn,V qn,D
操作线方程为
ym1
qn,F qn,D
xm
qn,W qn,D
xW
f
1
d a
2
e b
《化工原理》课程设计教学大纲.
《化工原理》课程设计教学大纲课程编码：学时：2.5周学分：开课学期：第五学期课程类别：实践性教学环节课程性质：专业技术基础课课程设计适用专业：化学工程与工艺，应用化学教材：《化工原理课程设计》，贾绍义，柴诚敬主编，天津大学出版社一.课程设计目的与任务化工原理课程设计是学生学完基础课程及化工原理之后，进一步学习化工设计的基础知识，培养学生化工设计能力的重要教学环节，也是学生综合运用《化工原理》和相关先修课程的知识，联系化工生产实际，完成以化工单元操作为主的一次化工设计的实践。
通过这一环节，使学生初步掌握化工单元操作设计的基本程序和方法，熟悉查阅技术资料、国家技术标准，正确选用公式和数据，运用简洁文字和工程语言正确表述设计思想和结果；并在此过程中使学生养成尊重实际向实践学习，实事求是的科学态度，逐步树立正确的设计思想、经济观点和严谨、认真的工作作风，提高学生综合运用所学知识，独立解决实际问题的能力。
二.课程设计的内容及工作量1.课程设计题目单元操作过程工艺设计2.设计内容（1）完成主体设备的工艺设计计算（2）完成辅助设备的工艺计算及选型（3）用CAD绘制工艺流程图及主体设备工艺条件图各一张（4）编写设计说明书3.设计步骤：（1）课程设计准备工作进行课程设计，首先要认真阅读、分析下达的设计任务书，领会要点，明确所要完成的主要任务。
为完成该任务应具备那些条件，开展设计工作的初步设想。
然后进行一些准备工作。
准备工作可分两类，一是结合任务进行生产实际的调研。
二是查阅、收集技术资料。
在设计中所需资料一般有以下几种：有关生产过程的资料，如工艺流程、生产操作条件、控制指标和安全规程等，设计所涉及物料的物性参数，在设计中所涉及工艺设计计算的数学模型及计算方法，设备设计的规范及实际参考图等。
（2）确定设计方案按任务书提供的条件及要求，结合所掌握的资料进行分析研究，选定适宜的流程方案及设备的类型，并初步形成工艺流程简图。
化工原理下册天津大学柴诚敬33-34学时
能量消耗
对热敏性物系的分离，应采用较低的塔板压降。
2020/3/30
一、板式塔的流体力学性能
3. 液面落差 当液体横向流过塔板时，为克服板上的摩擦阻
力和板上部件（如泡罩、浮阀等）的局部阻力，需 要一定的液位差，则在板上形成由液体进入板面到 离开板面的液面落差。
液面 落差
2020/3/30
塔板上的液面 落差示意图
2020/3/30
一、塔有效高度的计算
气相单板效率
EMV
yn yn1 y*n yn1
液相单板效率
EML
xn1 xn xn1 x*n
2020/3/30
t n 1
x
tn n1
tn1
y
n1
yn
(
y
n
)
y
n1
(
x n
)
x
n
x n 1
单板效率分析
一、塔有效高度的计算
(3)点效率
点效率是指塔板上 各点的局部效率。
❖ 鼓泡接触状态 ❖ 蜂窝接触状态 ❖ 泡沫接触状态 ❖ 喷射接触状态
2020/3/30
一、板式塔的流体力学性能
（1）鼓泡接触状态 气速较低时，气
体以鼓泡形式通过液 层。由于气泡的数量 不多，形成的气液混 合物基本上以液体为 主，气液两相接触的 表面积不大，传质效 率很低。
2020/3/30
鼓泡接触状态
❖ 两组分理想物系的气液平衡关系 ❖ 平衡蒸馏与简单蒸馏 ❖ 两组分连续精馏的计算
理论板与恒摩尔流的概念 物料衡算与操作线方程 进料热状况的影响 理论板层数的计算 回流比的影响及选择 简捷法求理论板层数 连续精馏装置的热量衡算
2020/3/30
化工原理下册天津大学柴诚敬19-20学时
二、平衡蒸馏过程的计算
设 qqn,W/qn,F 液化率
则 1qqn,D/qn,F 汽化率
整理得
直线 方程
2020/6/3
y q x xF q1 q1
q
斜率 q 1
过点 (xF, xF )
平衡蒸馏中气液 相组成的关系式
二、平衡蒸馏过程的计算
2.热量衡算 对加热器作热量衡算，忽略热损失，得
Qqn,Fcp(ttF)
方程与物料衡算方程。
2020/6/3
练习题目
思考题 1.讨论溶液的气液平衡关系有何意义？ 2.挥发度与相对挥发度有何不同？ 3.相对挥发度在精馏计算中有何重要意义？ 4.何为泡点和露点，如何进行计算？ 5.平衡蒸馏的原理是什么？
作业题: 1、2
2020/6/3
2020/6/3
一、气液平衡相图
1. 温度—组成图 在恒定的总压下，溶液的平衡温度随组成而
变，将平衡温度与液（气）相的组成关系标绘成 曲线图，该曲线图即为温度一组成图。
2020/6/3
t - x –y
图
露点 泡点
2020/6/3
tF
E 气相区
td
D
C
tb
B
x
y
tF
A
液相区
xF
苯－甲苯混合液的 t- x- y 图
第九章 蒸 馏
学习目的 与要求
通过本章学习，应掌握两组分理想物系的气 液平衡关系；精馏的原理与流程；两组分连续精 馏的基本计算方法。了解间歇精馏与特殊精馏过 程。掌握板式塔的结构、塔板类型、板式塔的流 体力学性能与操作特性。
2020/6/3
第九章 蒸 馏
9.1 概述 9.1.1 蒸馏的原理及其应用
化工原理天大柴诚敬
所以
2
或 gz1u212p1 gz2u222p2
适用条件：不 可压缩理想流
体
伯努利 (Bernoulli)方程
34
三、对伯努利方程的讨论
1.
gz1u212p1 gz2u222p2
(1-38a)
式1-38表明，理想流体在管路中作定态流动而又 无外功加入时，在任一截面上单位质量流体所具 有的总机械能相等，换言之，各种机械能之间可 以相互转化，但其总量不变。
注意：以上各式的适用条件
例10、例11（P26）
10
11
12
第一章 流体流动
1.4 流体流动的基本方程 1.4.1 总质量衡算-连续性方程 1.4.2 总能量衡算方程
13
一、流动系统的总能量衡算方程
选取如图1-12所示的定态流动系统作为衡算 的控制体，控制体内装有对流体作功的机械 （泵或风机）以及用于与外界交换热量的装置。 流体由截面1-1流入，经粗细不同的管道，由截 面2-2流出
在不可压缩流体的情况下：
故：
表明：流体压力能的损失转变为流体的内能， 从而使流体的温度略微升高。从流体输送角度看， 这部分机械能“损失”了。
30
二、流动系统的机械能衡算方程
2. 流动系统的机械能衡算方程
假设流动为稳态过程，1-1到2-2截面，由热力
学第一定律可知
UQe
v2 v1
pdv
1kg流体在截面1-1与2-2之间所获得的克总服热流量动阻
41
机械能衡算方程的应用
在应用机械能衡算方程与质量衡算方程解题时， 要注意下述几个问题： 1.衡算范围的划定 2. 控制面的选取 3. 基准面的确定 4. 单位一致性
42
第一章 流体流动
最新化工原理上册天津大学柴诚敬29-30学时
流化床实际操作速度与临界流化速度的比值称 固体流态化
3.4 固体流态化 3.4.1 流态化的基本概念 3.4.2 流化床的流体力学特性 3.4.3 流化床的浓相区高度与分离高度 （自学）
33
第三章、非均相混合物 分离及固体流态化
3.4 固体流态化 3.4.1 流态化的基本概念 3.4.2 流化床的流体力学特性 3.4.3 流化床的浓相区高度与分离高度 3.4.4 气力输送简介
36
一、概述
混合比R（或固气比） 单位质量气体所输送的固体质量，即
R Gs G
混合比在25以下（通常R=0.1～5）的气力输 送称为稀相输送。混合比大于25的气力输送称为 密相输送。
37
二、稀相输送
1. 稀相输送的分类 （1）吸引式 （2）压送式
2. 稀相输送的流动特性 （1）水平管内输送 （2）垂直管中的输送 （3）倾斜管中输送
θ ψT 60ψ n
浸没度
代入恒压过滤方程，得每小时所得滤液体积， 即生产能力为：
Q 6 0 n V 6 0 [6 0 K A 2 ψ n V e 2 n 2 ) V e n ]
9
二、连续过滤机的生产能力
当滤布阻力可以忽略时， Ve=0，则上式简化为：
Q60n KA260ψ 465AKnψ n
化工原理上册天津大学柴 诚敬29－30学时
滤饼的洗涤
洗涤滤饼的目的是回收滞留在颗粒缝隙间 的滤液，或净化构成滤饼的颗粒。
洗涤速率 单位时间内消耗的洗水容积
洗涤时间
dV
( d
)W
W
VW
(dV d
)W
2
二、连续过滤机的生产能力
在一个过滤周期内，转筒表面上任何一块过 滤面积所经历的过滤时间均为：
化工原理 下册 天津大学柴诚敬 35-36学时_OK
用质量比 计算方便
萃取相中溶 质的质量比
分 配
系
数
萃余相中溶 质的质量比
22
三、分配曲线
以xA为横坐标，yA为纵坐标，在直角坐标图上，
每一对共轭相可得一个点，将这些点联结起来，得 到曲线称为分配曲线。
溶解度曲线
分配曲线
23
y yx
P P
x
分配曲线的作法
24
第十章 液－液萃取和液－固浸取
10.1 液－液萃取概述 10.2 液－液相平衡关系 10.2.1 液－液平衡相图 10.2.2 液－液平衡方程与分配曲线 10.2.3 萃取剂的选择
第十章 液－液萃取和液－固浸取
学习目的 与要求
通过本章学习，应掌握液－液相平衡在三角形 相图上的表示方法，能用三角形相图对单级萃取过 程进行分析和计算。了解多级萃取过程的流程与计 算方法；萃取设备的类型及结构特点。
1
第十章 液－液萃取和液－固浸取
10.1 液－液萃取概述 10.1.1 萃取的原理与流程
气液平衡方程 yA k A xA
液液平衡方程 y A k A xA
萃取相
中
溶质分
数
kA
yA xA
分
配
系
数
kB
yB xB
萃余相 中 溶质分 数
21
二、以质量比表示的平衡方程
若 S与 B完全不互溶 萃取相中不含 B，S 的量不变 萃余相中不含 S ，B 的量不变
液液平衡方程 YA KA X A
25
一、萃取剂的选择性与选择性系数
萃取剂的选择性是指萃取剂 S对原料液中两个组 分溶解能力的差异。 选择性系数
萃取相中A的质量分数 萃取相中B的质量分数
化工原理上册天津大学柴诚敬25-26学时
42
颗粒的圆周 运动速度
颗粒与流体 在径向上的 相对速度
2
一、离心沉降速度及分离因数
上述三个力达到平衡时：
6d3su R T26d3
u T2 d2 R4
u r20 2
平衡时颗粒在径向上相对于流体的运动速
度ur便是它在此位置上的离心沉降速度：
离心沉降速度 ur
4d(s ) uT2 3 R
第三章、非均相混合物 分离及固体流态化
3.1 沉降分离原理及设备 3.1.1 颗粒相对于流体的运动 3.1.2 重力沉降 3.1.3 离心沉降
1
一、离心沉降速度及分离因数
惯性离心力作用下实现的沉降过程称为离心沉降。
颗粒受到三个力
惯性离心力
＝
6
d 3 s
u2 T R
向心力＝
d 3
u
2 T
6R
阻力 ＝ d 2 ur2
（3-49）
25
三、流体通过固体颗粒床层 （固定床）的压降
流体通过固定床的压力降主要有两方面： 一是流体与颗粒表面间的摩擦作用产生的压力降。 二是流动过程中，孔道截面积突然扩大和突然缩 小以及流体对颗粒的撞击产生的压力降。
26
三、流体通过固体颗粒床层 （固定床）的压降
采用计算床层当量直径时所用的简化模型，
n
0 xi p i i 1
7
二、离心沉降设备
粒级效率曲线
通过实测旋风分离器进、出气流中所含尘粒
的浓度及粒度分布，可得粒级效率与颗粒直径di
的对应关系曲线，该曲线称为粒级效率曲线。
分割粒径 d 5 0
粒级效率恰为50%的颗粒直径，称为分割粒
径。
d50 0.27
最新化工原理上册天津大学柴诚敬25-26学时
19
一、固体颗粒群的特性
2. 颗粒群的平均直径 粒群的平均直径计算式为
dp
1 xi
d pi
（3-46）
20
பைடு நூலகம்、固体颗粒床层的特性
1. 床层的空隙率 空隙率以ε表示，即
床层体 床积 层-体 颗积 粒体积
21
二、固体颗粒床层的特性
2. 床层的自由截面积
床层截面上未被颗粒占据的流体可以 自由通过的面积，称为床层的自由截面积。
可压缩滤饼
当滤饼两侧的压力差增大时，颗粒的形状和 颗粒间的空隙会有明显的改变，单位厚度饼层的 流动阻力随压力差增大而增大。
34
三、滤饼的压缩性和助滤剂
助滤剂 助滤剂是某种质地坚硬而能形成疏松饼层
的固体颗粒或纤维状物质，将其混入悬浮液或 预涂于过滤介质上，可以改善饼层的性能，使 滤液得以畅流。
35
练习题目
L
3
（3-55）
欧根（Ergun）方程
0.17Reb330
L P f 150(13 (s)d 2e u ) 21.75(1 3()sd eu )2 （3-58）
28
第三章、非均相混合物 分离及固体流态化
3.2 过滤分离原理及设备 3.2.1 流体通过固体颗粒床层的流动 3.2.2 过滤操作的原理
29
过滤 过滤是在外力作用下，使悬浮液中的液体
通过多孔介质的孔道，而固体颗粒被截留在介 质上，从而实现固、液分离的操作。
30
图3-17 过滤操作示意图
动画16
31
一、过滤方式
1．饼层过滤 √ 2．深床过滤 3．膜过滤 饼层过滤时发生“架桥”现象
图3-18 32
二、过滤介质
（1）对过滤介质的性能要求 具有足够的机构强度和尽可能小的流动阻力，
一、固体颗粒群的特性
2. 颗粒群的平均直径 粒群的平均直径计算式为
dp
1 xi
d pi
（3-46）
20
பைடு நூலகம்、固体颗粒床层的特性
1. 床层的空隙率 空隙率以ε表示，即
床层体 床积 层-体 颗积 粒体积
21
二、固体颗粒床层的特性
2. 床层的自由截面积
床层截面上未被颗粒占据的流体可以 自由通过的面积，称为床层的自由截面积。
可压缩滤饼
当滤饼两侧的压力差增大时，颗粒的形状和 颗粒间的空隙会有明显的改变，单位厚度饼层的 流动阻力随压力差增大而增大。
34
三、滤饼的压缩性和助滤剂
助滤剂 助滤剂是某种质地坚硬而能形成疏松饼层
的固体颗粒或纤维状物质，将其混入悬浮液或 预涂于过滤介质上，可以改善饼层的性能，使 滤液得以畅流。
35
练习题目
L
3
（3-55）
欧根（Ergun）方程
0.17Reb330
L P f 150(13 (s)d 2e u ) 21.75(1 3()sd eu )2 （3-58）
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第三章、非均相混合物 分离及固体流态化
3.2 过滤分离原理及设备 3.2.1 流体通过固体颗粒床层的流动 3.2.2 过滤操作的原理
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过滤 过滤是在外力作用下，使悬浮液中的液体
通过多孔介质的孔道，而固体颗粒被截留在介 质上，从而实现固、液分离的操作。
30
图3-17 过滤操作示意图
动画16
31
一、过滤方式
1．饼层过滤 √ 2．深床过滤 3．膜过滤 饼层过滤时发生“架桥”现象
图3-18 32
二、过滤介质
（1）对过滤介质的性能要求 具有足够的机构强度和尽可能小的流动阻力，
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汽化热
冷却介质消耗量
qm , c
QC cPc (t 2 t1 )
kg/h
一、连续精馏装置的热量衡算
2. 再沸器的热负荷及加热介质消耗量 以单位时间为基准，对再沸器热量衡算
QB qn,V HVW qn,W H LW qn, L H Lm QL kJ/h
qn ,V
HVW
yi
* pi i
ˆ i p总
xi ki x i
逸度 系数
故
ki
* i pi
ˆ i p总
五、非理想物系
逸度系数计算方法
范德华方程 维理方程 √ R－K方程
BWR方程 √ √ 对应状态原理法
六、非气液恒摩尔流
对于气液恒摩尔流，需求解方程 平衡方程（E方程） 物料衡算方程（M方程） EMS方程组 加和方程（S方程） 对于气液非恒摩尔流，需求解方程
平衡方程（E方程） 物料衡算方程（M方程） 热量衡算方程（H方程） 加和方程件包
ASPEN软件包 PRECESSⅡ软件包
采用不同的方法，求解MEHS方程组。在软件包 中存储了常见物系的物性参数及气液平衡数据，对 缺乏数据的物系，可通过软件包内的计算模块，求 出相关的参数。给定相应的设计参数，通过模拟计 算，即可获得所需的理论板层数；进料板位置；各 层理论板气液相负荷、气液相密度与粘度；各层理 论板的温度与压力等。
第九章 蒸 馏
9.5 两组分连续精馏的计算 9.5.6 几种特殊情况理论板层数的计算
一、直接蒸汽加热
二、提 馏 塔
1.提馏塔的特点及应用背景 提馏塔的特点
塔顶进料，塔顶馏出物全部采出，无回流 只有提馏段，而没有精馏段
提馏塔的应用背景
物系在低浓度下的相对挥发度较大，无精馏
段也可达到希望的馏出液组成 回收稀溶液中的轻组分
yi
* i pi xi
* i pi
p总
xi ki x i
活度 系数
故
ki
i pi
p总
*
五、非理想物系
活度系数计算方法
范拉方程 威尔逊方程 √ NRTL方程
√ UNIQUAC方程 √ UNIFAC方程
五、非理想物系
非理想物系气相非理想，液相非理想
ˆ y p p* x i i 总 i i i
1
操作线方程
ys 1
qn, L qn,V
xs
qn, D xD qn, F xF 1
1
qn,V
四、多侧线的精馏塔
各段间气、液负荷的关系
qn, L qn, L q1qn, F
1
qn,V qn,V (q1 1)qn, F
qn, L qn,V Rq n, D q1qn, F
QL QB
再沸器 的 热负荷
q n , L
H Lm
qn ,W
H LW
再沸器的 热量衡算
一、连续精馏装置的热量衡算
由 设 则 故
qn,V qn, L qn,W
H LW H Lm
QB qn,V ( HVW H LW ) QL
QB qn,V rW QL
汽化热
f
1
d
a
2
e b
3 4
c xW xF xD
提馏塔理论板层数的图解法
三、塔顶采用分凝器
精馏塔的上升蒸气先进入分凝器，在分凝器 中蒸气部分冷凝，冷凝液作为回流返回塔内，未 被冷凝的蒸气进入全凝器，在全凝器中被全部冷 凝，冷凝液作为产品采出。通过调整分凝器中冷 却介质的流量或进口温度，即可调整精馏塔的回 流比。
四、多侧线的精馏塔
2.多侧线出料 为了获得不 同规格的精馏产 品，则可根据所 要求的产品组成 在塔的不同位置 上开设侧线出料 口多侧线出料。
精馏段
中间段
提馏段
有侧线采出的精馏塔
四、多侧线的精馏塔
中间段
总物料衡算
qn,V qn, L qn, D qn, D
1
2
易挥发组分衡算
一、连续精馏装置的热量衡算
再沸器热损失 QL = (0.2～0.3) QB 加热介质消耗量
qm , h QB H B1 H B 2
饱和蒸汽加热
加热蒸 汽 的汽化 热
qm , h
QB r
kg/h
练 习 题 目
思考题 1.对于采用分凝器的精馏塔，在计算理论板时应 注意哪些事项？ 2.多侧线的精馏塔与无侧线的精馏塔在计算上有 何不同？ 3.何为冷凝器和再沸器的热负荷，如何计算？
1
2
有侧线采出精馏塔的操作线
五、非理想物系
对于非理想物系，其理论板的求解方法与理想 物系相同，但气液平衡关系需按非理想物系计算。 理想物系
yi
yi p总
* pi
* pi xi
p总
pi
*
xi ki x i
气液平 衡常数
故 ki
p总
五、非理想物系
非理想物系 气相理想，液相非理想
yi p总
第九章 蒸 馏
9.5 两组分连续精馏的计算 9.5.6 几种特殊情况理论板层数的计算 9.5.7 连续精馏装置的热量衡算与节能
一、连续精馏装置的热量衡算
1. 冷凝器的热负荷及冷却介质消耗量 以单位时间为基准，对冷凝器热量衡算（忽略 热损失）
QC qn,V HVD (qn, L H LD qn, D H LD )
qn , F , x F
qn , D , x D
qn,W , xW
提馏塔装置示意图
提馏塔
qn , F
正丁醇－水物系分离的双塔流程示意图
二、提 馏 塔
2.提馏塔的理论板层数的计算 提馏塔的操作线方程与一般精馏塔的提馏段操 作线方程相同。
ym1 q n , L q n,V xm qn,W qn,V xW
qn, L qqn, F
qn,V qn, D (q 1)qn, F
qn,V qn, L qn,W
二、提 馏 塔
对于泡点进料
qn, L qn, F
qn,V qn, D
操作线方程为 qn , F qn,W ym 1 xm xW qn , D qn , D
QC
kJ/h
冷凝器的 热负荷
qn,V H VD
qn , L
H LD
qn , D
H LD
冷凝器的 热量衡算
一、连续精馏装置的热量衡算
由 则 故
qn,V qn, L qn, D ( R 1)qn, D
QC ( R 1)qn, D ( HVD H LD )
QC ( R 1)qn, D rD
1
1
1
( R 1)qn, D (q1 1)qn, F
四、多侧线的精馏塔
qn, L qn, L q2 qn, F
2
qn,V qn,V (q2 1)qn, F
qn, L qn,V
2
Rq n, D q1qn, F q 2 qn, F
1 1
qn,V ys 1 qn, L xs qn, D xD1 qn, D xD
1 2
2
操作线方程
ys 1 qn, L qn, L qn, D qn, D
1 2
xs
qn, D xD1 qn, D xD 2
1 2
qn, L qn, D qn, D
2
( R 1)qn, D (q1 1)qn, F (q2 1)qn, F
2
由ab线 斜率求 Rmin1
由ck线 斜率求 Rmin2 选则较 大者作 为 Rmin 两股进料的精馏塔 最小回流比的确定
NT=17 NF1=5
（包括再沸器）
（包括再沸器）
NF2=9
两股进料的精馏塔理论板的图解
四、多侧线的精馏塔
1.多侧线进料 分离组分 相同而浓度不 同原料液，则 应在不同塔板 位置上设置相 应进料口多 侧线进料。
精馏段
中间段
提馏段
两股进料的精馏塔
四、多侧线的精馏塔
中间段
总物料衡算
qn,V q n, F qn, L qn, D
1
易挥发组分衡算
qn,V ys 1 qn, F xF 1 qn, L xs qn, D xD
qn,V
qn , D
塔顶采用 分凝器的 精馏装置
qn , L qn , D
1－精馏塔 2－分凝器 3－全凝器
y1≠xD（ yL=xD）
yL与 xL平衡关系
y1 qn, L / q n,V xL qn, D / q n,V xD
y1与 xL操作关系 操作线方程
四、多侧线的精馏塔
在工业生产中，时常会遇到所分离的原料液 组成不同或所需的产品组成不同，此种情况需要 采用多侧线的精馏塔。 多侧线进料 多侧线的精馏塔 多侧线出料
作业题: 12、13