最常用的是麥凱勃-蒂利圖解法(美國W.L.麥凱勃和E.W.蒂利在1925年合作設計的雙組分精餾理論板計算的圖解方法)用于雙組分精餾計算。
此法假定流經精餾段的汽相摩爾流量V和液相摩爾流量L以及提餾段中的汽液兩相流量V′和L′都保持恒定。此假定通常稱為恒摩爾流假定,它適用于料液中兩組分的摩爾汽化潛熱大致相等、混合時熱效應不大、而且兩組分沸點相近的系統。圖解法的基礎是組分的物料衡算和汽液平衡關系。
取精餾段第n板至塔頂的塔段為對象,作易揮發組分物料衡算得:式中D為塔頂產品流量;xn為離開第n板的液相濃度;yn+1為離開第n+1板的汽相濃度。此式稱精餾段操作線方程,在y-x圖上是斜率為L/V的直線。同樣取提餾段第m板至塔底的塔段為對象,作易揮發組分物料衡算得:式中D為塔底產品流量。此式稱為提餾段操作線方程。 將汽液平衡關系和兩條操作線方程繪在y-x直角坐標上。
根據理論板的定義,離開任一塔板的汽液兩相濃度xn與yn,必在平衡線上,根據組分的物料衡算,位于同一塔截面的兩相濃度xn與yn+1, 必落在相應塔段的操作線上。在塔頂產品濃度xd和塔底產品濃度xw范圍內,在平衡線和操作線之間作梯級,每梯級代表一塊理論板,總梯級數即為所需的理論板數NT,跨越兩操作線交點的梯級為加料板。計入全塔效率,即可算得實際板數NP(見級效率);或根據等板高度,從理論板數即可算出填充層高度(見微分接觸傳質設備)。
隨著精餾技術日趨成熟和生產規模的擴大,具有多股加料和側線抽出等特殊功能以及具有側塔和中間再沸器等的各種復雜的精餾塔(見精餾設備)相繼出現。現今越來越需要對精餾作出嚴格計算,以了解塔內溫度、流量和濃度的變化,達到更合理的設計和操作。電子計算機的應用,為嚴格計算法提供了條件。
各種嚴格計算法均基于四類基本方程:即組分物料衡算式、汽液相平衡關系、歸一方程(汽相及液相中各組分摩爾分率之和為 1)和熱量衡算方程。對每塊理論板都可以建立這些方程,組成一個高維的方程組,然后依靠電子計算機求解。根據不同的指定條件,原則上此方程組可用于新塔設計或對現有塔的操作性能核算。
關鍵詞:高效旋轉霧化除塵凈化機
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