第三節(jié) 平衡蒸餾及簡單蒸餾

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1、第三節(jié)??平衡蒸餾與簡單蒸餾§6.3.1平衡蒸餾一．過程的數(shù)學描述蒸餾過程的數(shù)學描述包括物料衡算式、熱量衡算式及反映具體過程特征的方程，現(xiàn)分別敘述。1．?物料衡算設(shè)原料液摩爾流量為F，kmol/s；?摩爾分率molfrac.xf；汽相產(chǎn)品摩爾流率為D，kmol/s；?摩爾分率molfrac.yD，溫度為tC；液相產(chǎn)物摩爾流率為W，kmol/s；?摩爾分率molfrac.x，溫度為tC。對此連續(xù)定態(tài)過程作物料衡算可得：總物料衡算：F=D+W易揮發(fā)組分的衡算：兩式聯(lián)立可得：設(shè)液相產(chǎn)物占總加料量F的分率為q，q叫做液

2、化率，，其值0

3、，x。圖解方法的步驟為①作出P一定下的平衡曲線（y-x曲線）②作出q線，由若x=xf，則y=xf，點e（xf，xf）落在對角線上。所以可通過點e（xf，xf），斜率作出q線（ef線）③q線（ef線）與平衡線的交點d坐標即為所求。當然，將這種圖解法用于理想溶液也是很方便的。特別是需要求出多對組成時，較解聯(lián)立方程簡便，考察（1-q）對y，x的影響時，顯得十分清晰。將得到的液相組成x代入泡點方程中求得te，再由te求得T，然后求得Q。例6-2§6.3.2簡單蒸餾一．簡單蒸餾過程的數(shù)學描述與平衡蒸餾比較，簡單蒸餾是一個

4、時變過程（非穩(wěn)態(tài)過程）。因此對簡單蒸餾必須取一個時間微元dτ，對該時間微元的始末作物料衡算。設(shè)W表示τ時刻釜中的液體量，它隨時而變，由初態(tài)W1變至終態(tài)W2；?x表示τ時刻釜中的液體的濃度，它由初態(tài)x1降至終態(tài)x2；?y表示dτ時間內(nèi)由釜中蒸出汽體的濃度；?dW表示dτ時間內(nèi)蒸出的汽體量。現(xiàn)對dτ內(nèi)作易揮發(fā)組分的物料衡算，得?略去二階無窮小量，則得?積分∴，其中滿足相平衡方程二．簡單蒸餾過程的計算對于I.S.，則?代入上式積分得?由于W1，x1為已知（初態(tài)），若給定x2，則得W2餾出液的平均濃度：?例6-3