传质与分离工程

传质与分离工程1第一页，共二十三页，2022年，8月28日Fig.21.332第二页，共二十三页，2022年，8月28日Triangleacdrepresentstheidealplateandtriangleabetheactualplate.Theactualplate,insteadofenrichingthevaporfromyn+1toy*n,accomplishedalesserenrichmentyn-yn+1.3第三页，共二十三页，2022年，8月28日ToapplyaknownMurphreeefficiencytoanentirecolumn,itisnecessaryonlytoreplacethetrueequilibriumcurveyeversusxebyaneffectiveequilibriumcurvey’eversusxe,whoseordinatesarecalculatedfromtheequation(21.70).4第四页，共二十三页，2022年，8月28日Howtoplottheeffectiveequilibriumcurve?Givingxn,findy*nfromequilibriumcurveandyn+1fromoperatingline,calculateynfromequation(21.70),thenplotpoint(xn,yn)…Howtodeterminethenumberofactualplates?Thereboilerisnotsubjecttoadiscountforplateefficiency,andthetrueequilibriumcurveisusedforthelaststepinthestrippingsection.5第五页，共二十三页，2022年，8月28日Howmanyactualplatesareneededintheleftconstruction?6第六页，共二十三页，2022年，8月28日Howmanyactualplatesareneededintheleftconstruction?Nofractionalactualplate,then7第七页，共二十三页，2022年，8月28日Murphreeefficiencycanbedifferentfromindividualplates,andthisismoreaccuratetocalculatethenumberofactualplatesthanbyoverallefficiencyofacolumn全塔效率.8第八页，共二十三页，2022年，8月28日3.BATCHDISTILLATION（间歇精馏

）

[pp.700-703]1)SimpleDistillation简单蒸馏(自学)(1)Flowdiagram(RefertoFig.21.37)BatchFeed间歇进料CondenserCoolingwaterProductreceiverStill9第九页，共二十三页，2022年，8月28日Therearemanycaseswherebatchdistillation间歇精馏

ispreferred,particularlyinthefoodandpharmaceuticalindustries.Batchdistillationisusedwhensmallamountsofproductaremadeinapilotplanttoprovidesamplesforproductsamplingortesting.Features:1)Unsteadystate;2)Withoutreflux;3)One-stagepartialvaporizationprocess.Thevaporleavingthestillatanytimeisinequilibriumwiththeliquidinthestill.[yisinequilibriumwithx.]10第十页，共二十三页，2022年，8月28日BatchFeedCondenserCoolingwaterProductreceiver11第十一页，共二十三页，2022年，8月28日(2)Rayleighequation（瑞利方程）HeaterEq.(21.83)isknownastheRayleighequation.dx/(y-x)canbeintegratedgraphicallyornumericallyusingequilibriumdata(y~xequilibriumrelationship).12第十二页，共二十三页，2022年，8月28日(3)Foranidealmixture,Thatis,Becauseor13第十三页，共二十三页，2022年，8月28日Afterintegrationbetweenlimits14第十四页，共二十三页，2022年，8月28日Numberofmolesofproduct:DEXAMPLE21.9.Averageconcentrationofproduct:15第十五页，共二十三页，2022年，8月28日Advantages.Theadvantagesofbatchdistillationarethatseveralproductscanbemadefromasingleunit,andcaneffectivelyhandlesludgesandsolids.Disadvantages.Foragivenproductrate,theequipmentislarger.Itrequiresmoreoperatorattention,usesmoreenergy,andbecauseitisadynamicprocess,ishardertocontrolandmodel.16第十六页，共二十三页，2022年，8月28日2)BatchDistillationwithreflux间歇精馏/有回流的间歇蒸馏

[pp.702-703]Inmanycases,arectifyingcolumnwithrefluxisusedtoimprovetheperformanceofthebatchstill.Flowdiagram.Features:

Unsteadystate;Onlyrectifyingsectioninthecolumn.Productconcentrationdiffersfromdifferentoperations.17第十七页，共二十三页，2022年，8月28日Twobasicoperationmethods:(a).Keepthetopcomposition(xD)constantbyincreasingtherefluxratioasthecompositionoftheliquidinthereboilerchanges.(b).Fixtherefluxratioandlettheoverheadproductpurityvarywithtime,stoppingthedistillationwhentheamountofproductortheaverageconcentrationinthetotalproductreachesacertain(某个)value.18第十八页，共二十三页，2022年，8月28日Calculationandanalysisfortheoperationofadistillationcolumn.Theplatecolumnhasbeenestablished,andthefollowingdataaregiven:Equilibriumrelationship;xF;q;NandM

(Nactual).InordertoobtainoverheadandbottomproductswithrequiredmolefractionsofxDandxB,therefluxratioRDandthefeedplatepositionmustbedetermined.Calculationmethod:Trialanderror（反复试验）.19第十九页，共二十三页，2022年，8月28日AttentionsofOperationanalysisofdistillationcolumn:(a)Suitablefeedplateposition;(b)Keepmaterialbalance:IfDandBchanged,xDandxBwillbechangedtoo.(c)Refluxratioisthekeymeasureofcontrollingproductquality.[Forexample,ifNisgiven,RDxD,xB.](d)IfxFchanged,feedplatepositionshouldbechangedtoo.20第二十页，共二十三页，2022年，8月28日4.AZEOTROPICANDEXTRACTIVEDISTILLATION[pp.131]（恒沸精馏和萃取精馏）Whenrelativevolatility（相对挥发度）

nearorequaltounity,theseparationofcomponentsisdifficultbyconventionaldistillation,orimpossiblebecauseofazeotrope恒沸混合物

formation.Basicprinciplesofazeotropicandextractivedistillation:Addingathirdcomponent(solvent)toincreasetherelativevolatilityoftheoriginalcomponents,sothatthemixtureswithrelativevolatilitynearorequaltounitycanbeseparatedbyconventionaldistillation.21第二十一页，共二十三页，2022年，8月28日(1)

Azeotropicdistillation恒沸精馏Materialscalledentrainers(夹带剂)(thirdcomponent)areaddedtotheoriginalmixture,andusuallyanewazeotropewithlowest-boilingpoints有最低恒沸点的恒沸物

isformed.Thenewazeotropewillofcoursecontainoneormoreofthefeedcomponents,andleavingbehindcomponent(s)whichmayberecoveredinthepurestate.Example:Recoverya