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时间:2018-07-15
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1、蒸馏:利用液体混合物中各组分挥发性的差异来分离液体混合物的传质过程。相律:只受温度和压力影响的平衡物系的自由度数,等于物系的独立组分数减去相数再加上二.拉乌尔定律:理想溶液中某组分的溶液蒸汽压等于该组分同温度下的液体蒸汽压与该组分的液相摩尔分率的乘积.平衡蒸馏又称为闪蒸,是一种单级蒸馏操作,常以连续方式进行。原料连续进入加热器中,加热到一定温度后经节流阀减到规定的压力,部分液体迅速汽化,汽液两相在分离器中分开,得到了组成不同的塔顶产品和塔底产品。简单蒸馏又称微分蒸馏,也是一种单级蒸馏操作,常以间歇方式进行。在恒定压力下,将蒸馏釜中的溶液
2、加热至沸腾,并使液体不断汽化,产生的蒸汽随即进入冷凝器中冷凝,冷凝液用多个罐子收集。理论板:离开该塔板的蒸汽和液体成平衡的塔板恒摩尔流:精馏段和提馏段内由每层塔板上升蒸汽和由每层下降的液体摩尔流量分别相等.恒摩尔流假定成立的条件(1)各组分的摩尔潜热相等(2)汽液交换的显热可以忽略(3)保温良好,塔的热损失可以忽略一、五种进料热状况1.温度低于泡点的冷液体(冷液进料:q>1)2.温度等于泡点的饱和液体(泡点进料:q=1)3.温度介于泡点和露点之间(汽液混合物进料:03、点过热蒸汽(过热蒸汽进料:q<0)全回流:塔顶上升蒸汽冷凝后全部回流至塔内。对同一溶质,在相同的气相分压下,溶解度随温度的升高而减小。对同一溶质,在相同的温度下,溶解度随气相分压的升高而增大。亨利系数:表示气体溶解能力的常数;溶解度,亨利系数↓;E随温度变化而变化,T↓,E↓;吸收剂的选择:在由A、B两种气体所构成的混合物中,A与B的扩散系数相等。扩散系数:单位浓度梯度下的扩散通量。表征A在B中扩散能力的大小单相内的传质方式:分子扩散:静止的或层流流动的流体中,靠分子运动来进行传质的方式;涡流扩散:在湍流流动的流体中,靠流体质点的脉动来4、进行传质的方式。运动流体与相界面之间的传质过程——对流传质。影响对流传质系数的因素:流体物性、流动状况、界面几何形状有效膜:①所有传质阻力集中在有效膜内,膜层外传质阻力为0;②膜层内流体层流流动,依靠分子扩散进行传质;双膜理论:①相界面两侧流体的对流传质阻力全部集中在界面两侧的两个停滞膜内,膜内传质方式为分子扩散。②相界面上没有传质阻力,气液两相在相界面处达到平衡。气相总传质单元高度HOG与气液流动状况、物系、填料特性和操作条件有关;表示完成一个传质单元所需塔高,反映设备分离效能;传质单元数:只与物质的相平衡及进、出口的含量有关,与设5、备型式和操作条件无关,在设备型式未确定之前即可计算得出;反映分离任务的难易。NOG和HOG的物理意义:① HOG的大小取决于塔设备的结构、物系特性及操作条件,反映了填料性能的优劣。② NOG则是一个与设备无关的量,它取决于分离要求和相平衡关系,NOG的大小反映了分离的难易程度。③总之,在相平衡一定下,NOG对于给定的分离任务(设计型),是一个确定的值,不可能人为地改变它,而HOG则会随操作条件和设备条件的变化而发生变化。主要公式:全塔物料衡算式:板式塔:逐级接触式,内装塔板,气液传质在板上,液层空间内进行;板式塔的空塔速度较高,因而生产6、能力较大,塔板效率稳定,操作弹性大,且造价低,检修、清洗方便.填料塔:连续接触式,内装填料,气液传质在填料,润湿表面进行。液泛:液体进塔量大于出塔量,结果使塔内不断积液,直至塔内充满液体,破坏塔内正常操作,亦称淹塔。产生原因:填料的特性,流体的物理性质,液气比。湿填料因子Φ值越小,气体密度越小,液体的密度越大、粘度越小,液气比越小,则泛点气速越大。雾沫夹带:上升气流穿过塔板上液层时,将板上液体带入上层塔板的现象.原因:由液沫夹带引起—气速过大。由降液管通过液体能力不够而引起——液量过大。返混是指雾沫夹带的液滴与液体主流作相反方向流动的现7、象。漏液:当气体孔速过小或气流分布不均匀时,使有的筛孔无气体通过,大量液体由筛孔漏下的现象.产生原因:气速太小;气流分布不均匀。负荷性能图;操作点:操作时的气相流量Vs与液相流量Ls在负荷性能图上的坐标点。操作线:通过原点、斜率为Vs/Ls的直线。填料塔:填料作用(1)提供气液接触界面;(2)强化气体湍动,降低气相传质阻力;(3)更新液膜表面,降低液相传质阻力。填料特性:(1)比表面积σ:单位体积填料层的填料表面积。填料的σ愈大,所提供的气液传质面积愈大;对同种填料,填料尺寸愈小,σ愈大,但气体流动的阻力也要增加。(2)空隙率e:单位体8、积填料层的空隙体积。代表的是气液两相流动的通道,e大,气、液通过的能力大,气体流动的阻力小。e=0.45~0.95(3)干填料因子σ/e3与湿填料因子Φ:Φ代表了实际操作时填料的流体力学特性,Φ值小,表明流
3、点过热蒸汽(过热蒸汽进料:q<0)全回流:塔顶上升蒸汽冷凝后全部回流至塔内。对同一溶质,在相同的气相分压下,溶解度随温度的升高而减小。对同一溶质,在相同的温度下,溶解度随气相分压的升高而增大。亨利系数:表示气体溶解能力的常数;溶解度,亨利系数↓;E随温度变化而变化,T↓,E↓;吸收剂的选择:在由A、B两种气体所构成的混合物中,A与B的扩散系数相等。扩散系数:单位浓度梯度下的扩散通量。表征A在B中扩散能力的大小单相内的传质方式:分子扩散:静止的或层流流动的流体中,靠分子运动来进行传质的方式;涡流扩散:在湍流流动的流体中,靠流体质点的脉动来4、进行传质的方式。运动流体与相界面之间的传质过程——对流传质。影响对流传质系数的因素:流体物性、流动状况、界面几何形状有效膜:①所有传质阻力集中在有效膜内,膜层外传质阻力为0;②膜层内流体层流流动,依靠分子扩散进行传质;双膜理论:①相界面两侧流体的对流传质阻力全部集中在界面两侧的两个停滞膜内,膜内传质方式为分子扩散。②相界面上没有传质阻力,气液两相在相界面处达到平衡。气相总传质单元高度HOG与气液流动状况、物系、填料特性和操作条件有关;表示完成一个传质单元所需塔高,反映设备分离效能;传质单元数:只与物质的相平衡及进、出口的含量有关,与设5、备型式和操作条件无关,在设备型式未确定之前即可计算得出;反映分离任务的难易。NOG和HOG的物理意义:① HOG的大小取决于塔设备的结构、物系特性及操作条件,反映了填料性能的优劣。② NOG则是一个与设备无关的量,它取决于分离要求和相平衡关系,NOG的大小反映了分离的难易程度。③总之,在相平衡一定下,NOG对于给定的分离任务(设计型),是一个确定的值,不可能人为地改变它,而HOG则会随操作条件和设备条件的变化而发生变化。主要公式:全塔物料衡算式:板式塔:逐级接触式,内装塔板,气液传质在板上,液层空间内进行;板式塔的空塔速度较高,因而生产6、能力较大,塔板效率稳定,操作弹性大,且造价低,检修、清洗方便.填料塔:连续接触式,内装填料,气液传质在填料,润湿表面进行。液泛:液体进塔量大于出塔量,结果使塔内不断积液,直至塔内充满液体,破坏塔内正常操作,亦称淹塔。产生原因:填料的特性,流体的物理性质,液气比。湿填料因子Φ值越小,气体密度越小,液体的密度越大、粘度越小,液气比越小,则泛点气速越大。雾沫夹带:上升气流穿过塔板上液层时,将板上液体带入上层塔板的现象.原因:由液沫夹带引起—气速过大。由降液管通过液体能力不够而引起——液量过大。返混是指雾沫夹带的液滴与液体主流作相反方向流动的现7、象。漏液:当气体孔速过小或气流分布不均匀时,使有的筛孔无气体通过,大量液体由筛孔漏下的现象.产生原因:气速太小;气流分布不均匀。负荷性能图;操作点:操作时的气相流量Vs与液相流量Ls在负荷性能图上的坐标点。操作线:通过原点、斜率为Vs/Ls的直线。填料塔:填料作用(1)提供气液接触界面;(2)强化气体湍动,降低气相传质阻力;(3)更新液膜表面,降低液相传质阻力。填料特性:(1)比表面积σ:单位体积填料层的填料表面积。填料的σ愈大,所提供的气液传质面积愈大;对同种填料,填料尺寸愈小,σ愈大,但气体流动的阻力也要增加。(2)空隙率e:单位体8、积填料层的空隙体积。代表的是气液两相流动的通道,e大,气、液通过的能力大,气体流动的阻力小。e=0.45~0.95(3)干填料因子σ/e3与湿填料因子Φ:Φ代表了实际操作时填料的流体力学特性,Φ值小,表明流
3、点过热蒸汽(过热蒸汽进料:q<0)全回流:塔顶上升蒸汽冷凝后全部回流至塔内。对同一溶质,在相同的气相分压下,溶解度随温度的升高而减小。对同一溶质,在相同的温度下,溶解度随气相分压的升高而增大。亨利系数:表示气体溶解能力的常数;溶解度,亨利系数↓;E随温度变化而变化,T↓,E↓;吸收剂的选择:在由A、B两种气体所构成的混合物中,A与B的扩散系数相等。扩散系数:单位浓度梯度下的扩散通量。表征A在B中扩散能力的大小单相内的传质方式:分子扩散:静止的或层流流动的流体中,靠分子运动来进行传质的方式;涡流扩散:在湍流流动的流体中,靠流体质点的脉动来
4、进行传质的方式。运动流体与相界面之间的传质过程——对流传质。影响对流传质系数的因素:流体物性、流动状况、界面几何形状有效膜:①所有传质阻力集中在有效膜内,膜层外传质阻力为0;②膜层内流体层流流动,依靠分子扩散进行传质;双膜理论:①相界面两侧流体的对流传质阻力全部集中在界面两侧的两个停滞膜内,膜内传质方式为分子扩散。②相界面上没有传质阻力,气液两相在相界面处达到平衡。气相总传质单元高度HOG与气液流动状况、物系、填料特性和操作条件有关;表示完成一个传质单元所需塔高,反映设备分离效能;传质单元数:只与物质的相平衡及进、出口的含量有关,与设
5、备型式和操作条件无关,在设备型式未确定之前即可计算得出;反映分离任务的难易。NOG和HOG的物理意义:① HOG的大小取决于塔设备的结构、物系特性及操作条件,反映了填料性能的优劣。② NOG则是一个与设备无关的量,它取决于分离要求和相平衡关系,NOG的大小反映了分离的难易程度。③总之,在相平衡一定下,NOG对于给定的分离任务(设计型),是一个确定的值,不可能人为地改变它,而HOG则会随操作条件和设备条件的变化而发生变化。主要公式:全塔物料衡算式:板式塔:逐级接触式,内装塔板,气液传质在板上,液层空间内进行;板式塔的空塔速度较高,因而生产
6、能力较大,塔板效率稳定,操作弹性大,且造价低,检修、清洗方便.填料塔:连续接触式,内装填料,气液传质在填料,润湿表面进行。液泛:液体进塔量大于出塔量,结果使塔内不断积液,直至塔内充满液体,破坏塔内正常操作,亦称淹塔。产生原因:填料的特性,流体的物理性质,液气比。湿填料因子Φ值越小,气体密度越小,液体的密度越大、粘度越小,液气比越小,则泛点气速越大。雾沫夹带:上升气流穿过塔板上液层时,将板上液体带入上层塔板的现象.原因:由液沫夹带引起—气速过大。由降液管通过液体能力不够而引起——液量过大。返混是指雾沫夹带的液滴与液体主流作相反方向流动的现
7、象。漏液:当气体孔速过小或气流分布不均匀时,使有的筛孔无气体通过,大量液体由筛孔漏下的现象.产生原因:气速太小;气流分布不均匀。负荷性能图;操作点:操作时的气相流量Vs与液相流量Ls在负荷性能图上的坐标点。操作线:通过原点、斜率为Vs/Ls的直线。填料塔:填料作用(1)提供气液接触界面;(2)强化气体湍动,降低气相传质阻力;(3)更新液膜表面,降低液相传质阻力。填料特性:(1)比表面积σ:单位体积填料层的填料表面积。填料的σ愈大,所提供的气液传质面积愈大;对同种填料,填料尺寸愈小,σ愈大,但气体流动的阻力也要增加。(2)空隙率e:单位体
8、积填料层的空隙体积。代表的是气液两相流动的通道,e大,气、液通过的能力大,气体流动的阻力小。e=0.45~0.95(3)干填料因子σ/e3与湿填料因子Φ:Φ代表了实际操作时填料的流体力学特性,Φ值小,表明流
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