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板式塔精馏实验报告
篇一:化工原理筛板塔精馏实验报告
筛板塔精馏实验
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eT
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:
nT——完成一定分离任务所需的理论塔板数,包括蒸馏
釜;np——完成一定分离任务所需的实际塔板数,本装置np
117
=10。2.图解法求理论塔板数nT
以回流比R写成的精馏段操作线方程如下:
yn+1——精馏段第n+1块塔板上升的蒸汽组成,摩尔分
数;xn——精馏段第n块塔板下流的液体组成,摩尔分数;
xD——塔顶溜出液的液体组成,摩尔分数;R——泡点回流
下的回流比。
提馏段操作线方程如下:
ym+1——提馏段第m+1块塔板上升的蒸汽组成,摩尔分
数;xm——提馏段第m块塔板下流的液体组成,摩尔分数;
xw-塔底釜液的液体组成,摩尔分数;L-提馏段内下流的
液体量,kmol/s;
w-釜液流量,kmol/s。
加料线(q线)方程可表示为:
其中,
q——进料热状况参数;
rF——进料液组成下的汽化潜热,kJ/kmol;ts——进
料液的泡点温度,℃;tF——进料液温度,℃;
cpF——进料液在平均温度(ts?tF)/2下的比热容,kJ/
(kmol℃);xF——进料液组成,摩尔分数。(1)全回流操
作
在精馏全回流操作时,操作线在y-x图上为对角线,
如图1所示,根据塔顶、塔釜的组成在操作线和平衡线间作
217
梯级,即可得到理论塔板数。
图1全回流时理论塔板数确定
(2)部分回流操作
部分回流操作时,如图2,图解法的主要步骤为:
A.根据物系和操作压力画出相平衡曲线,并画出对角线
作为辅助线;b.在对角线上定出a点(xD,xD)、f点(xF,xF)
和b点(xw,xw);
c.在y轴上定出yc=xD/(R+1)的点c,连接a、c作出
精馏段操作线;
D.由进料热状况求出q,过点f作出斜率为q/(q-1)
的q线交精馏段操作线于点d,连接点d、b作出提馏段操作
线;
e.从点a开始在平衡线和精馏段操作线之间画阶梯,当
梯级跨过点d时,就改在平衡线和提馏段操作线之间画阶梯,
直至梯级跨过点b为止;
g.所画的总阶梯数就是全塔所需的理论踏板数(包含再
沸器),跨过点d的那块板就是加料板,其上的阶梯数为精
馏段的理论塔板数。
图2部分回流时理论板数的确定
本实验料液为乙醇水溶液,釜内液体由电加热器产生蒸
汽逐板上升,经与各板上的液体传质后,进入盘管式换热器
壳程,冷凝成液体后再从集液器流出,一部分作为回流液从
317
塔顶流入塔内,另一部分作为产品馏出,进入产品贮罐;残
液经釜液转子流量计流入釜液贮罐。
三.实验步骤
实验主要操作步骤如下:1.全回流
(1)在贮罐中配制浓度21%(体积百分比)的料液,以泵
混合均匀。打开进料管路上的阀门,由进料泵将料液打入塔
釜,观察塔釜液位计高度,进料至釜容积的2/3处。
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