筛板塔精馏实验思考题答案

筛板塔精馏实验思考题答案
【篇一：精馏塔数据处理和思考题】
作及全塔效率的测定
思考题
1.精馏塔操作中，塔釜压力为什么是一个重要操作参数？塔釜压力与哪些因数有关？
板式塔上气液两相发生错流运动。

液相为连续相，气相为分散相。

3.操作中增加回流比的方法是什么？
（1）减少成品酒精的采出量或增大进料量，以增大回流比；（ 2
）
加
大
蒸
气
量
，
增
加
塔
顶
冷
凝
水
量
，
以
提
高
凝
液
量
，
增
大
回
流
比。

【篇二：化工原理实验思考题答案】 (1)
实验2离心泵特性曲线的测
定 ....................................................................................................... . (2)
实验3 恒压过滤参数的测
定 ....................................................................................................... . (3)
实验4 气～汽对流传热实
验 ....................................................................................................... . (4)
实验5精馏塔的操作和塔效率的测
定 (4)
实验6填料吸收塔的操作和吸收总传质系数的测
定 (5)
板式塔流体流动性能的测定（筛板
塔） (6)
实验8 流化床干燥实验........................................................................................................ .. (8)
实验9 伯努利方程验证........................................................................................................ .................... 8 实验1 单项流动阻力测定
（1）启动离心泵前，为什么必须关闭泵的出口阀门？
答：由离心泵特性曲线知，流量为零时，轴功率最小，电动机负荷最小，不会过载烧
毁线圈。

1、进行测试系统的排气工作时，是否应关闭系统的出口阀门？为什么？
答：在进行测试系统的排气时，不应关闭系统的出口阀门，因为出
口
阀门是排气的通道，若关闭，将无法排气，启动离心泵后会发生气
缚现象，无法
输送液体。

2、如何检验系统内的空气已经被排除干净？
答：可通过观察离心泵进口处的真空表和出口处压力表的读数，在
开
机前若真空表和压力表的读数均为零，表明系统内的空气已排干净；若开机后真
空表和压力表的读数为零，则表明，系统内的空气没排干净。

3、在u形压差计上装设“平衡阀”有何作用？在什么情况下它是
开着的，又在什么情况下它应该关闭的？
答：用来改变流经阀门的流动阻力以达到调节流量的目的，其作用
对
象是系统的阻力，平衡阀能够将新的水量按照设计计算的比例平衡
分配，各支路
同时按比例增减，仍然满足当前气候需要下的部份负荷的流量需求，起到平衡的作用。

平衡阀在投运时是打开的，正常运行时是关闭的。

4、 u行压差计的零位应如何校正？
答：先打开平衡阀，关闭二个截止阀，即可u行压差计进行零点校验。

5、为什么本实验数据须在对数坐标纸上进行标绘？
答：为对数可以把乘、除因变成加、减，用对数坐标既可以把大数
变
成小数，又可以把小数扩大取值范围，使坐标点更为集中清晰，作
出来的图一目了然。

6、你在本实验中掌握了哪些测试流量、压强的方法，它们各有什
么特点？
答：测流量用转子流量计、测压强用u形管压差计，差压变送器。

转
子流量计，随流量的大小，转子可以上、下浮动。

u形管压差计结
构简单，使用方便、经济。

差压变送器，将压差转换成直流电流，
直流电流由毫安表读得，再由已知的压差~电流回归式算出相应的压差，可测大流量下的压强差。

实验2离心泵特性曲线的测定
⑴为什么启动离心泵前要向泵内注水？如果注水排气后泵仍启动不
起来，你认为可能是什么
原因？
答：为了防止打不上水、即气缚现象发生。

如果注水排完空气后还
启动不起来。

①
可能是泵入口处的止逆阀坏了，水从管子又漏回水箱。

②电机坏了，无法正常工作。

⑵为什么离心泵启动时要关闭出口阀门？
答：防止电机过载。

因为电动机的输出功率等于泵的轴功率n。

根
据离心泵特性曲
线，当q=0时n最小，电动机输出功率也最小，不易被烧坏。

⑷启动离心泵时，为什么先要按下功率表分流开关绿色按钮？
答：为了保护功率表。

⑸为什么调节离心泵的出口阀门可调节其流量？这种方法有什么优
缺点？是否还有其它方法调节泵的流量？
答：调节出口阀门开度，实际上是改变管路特性曲线，改变泵的工
作点，可以调节
其流量。

这种方法优点是方便、快捷、流量可以连续变化，缺点是
阀门关小时，增大流动阻力，多消耗一部分能量、不很经济。

也可
以改变泵的转速、减少叶轮直径，生产上很少采用。

还可以用双泵
并联操作。

⑹正常工作的离心泵，在其进口管上设置阀门是否合理，为什么？答：不合理，因为水从水池或水箱输送到水泵靠的是液面上的大气
压与泵入口处真
空度产生的压强差，将水从水箱压入泵体，由于进口管，安装阀门，无疑增大这一段管路的阻力而使流体无足够的压强差实现这一流动
过程。

⑺为什么在离心泵进口管下安装底阀？从节能观点看，底阀的装设
是否有利？你认为应如何改进？
答：底阀是单向止逆阀，水只能从水箱或水池抽到泵体，而绝不能
从泵流回水箱，
目的是保持泵内始终充满水，防止气缚现象发生。

从节能观点看，
底阀的装设肯定产生阻力而耗能。

既不耗能，又能防止水倒流，这
是最好不过的了。

实验3 恒压过滤参数的测定
过滤刚开始时，为什么滤液经常是浑浊的？
答：因为刚开始的时候滤布没有固体附着，所以空隙较大，浑浊液
会通过滤布，从而滤液是浑浊的。

当一段时间后，待过滤液体中的
固体会填满滤布上的空隙从而使固体颗粒不能通过滤布，此时的液
体就会变得清澈。

1、在恒定过滤中，初始阶段为什么不采取恒定操作？
答：因为刚开始时要生成滤饼，等滤饼有一定厚度之后才能开始等
压过滤。

2、如果滤液的粘度比较大，你考虑用什么方法改善过滤速率？
答：（1）使用助滤剂，改善滤饼特性；（2）加热滤浆，降低滤液
粘度；（3）使用絮凝剂，改变颗粒聚集状态；（4）限制滤饼厚度，降低过滤阻力
3、当操作压强增大一倍时，其k值是否也增大一倍，是得到同样
的过滤量时，其过滤时间是否缩短一半？
实验4 气～汽对流传热实验
1）实验中冷流体和蒸汽的流向，对传热效果有无影响？
答：有。

逆流优于并流。

（2）蒸汽冷凝过程中，若存在不凝性气体，对传热有何影响？应采
取什么措施？答：增加了额外的热阻，使给热系数大为下降。

为了
增加给热系数，应定期排放不凝性气体。

（3）实验过程中，冷凝水不及时排走，会产生什么影响？如何及时
排走冷凝水？答：增加了额外的热阻，使给热系数大为下降。

先排
走冷凝水，再进行传热单元操作。

（4）实验中，所测定的壁温是靠近蒸汽侧的温度还是靠近冷流体侧
的温度？为什么? 答：壁温是靠近蒸汽侧的温度。

实验5精馏塔的操作和塔效率的测定
1）在精馏塔操作过程中，塔釜压力为什么是—个重要操作参数？塔
釜压力与哪些因素有关？
精馏是利用液体混合物中各组分的挥发度不同使之分离的单元操作，通过层层塔板液气交换而达到精馏或者分离的目的。

各物质在不同
压力下其蒸汽分压是不同的，故其操作压力是很重要的参数。

塔釜压力与精馏各物质的物理性质，与操作温度和要求的精馏纯度、进料组成、进料流量、回流量、进板位置等因素都有关。

（2）板式塔中气液两相的流动特点是什么？
操作时液体在重力作用下,自上而下依次流过各层塔板,至塔底排出；气体在压力差的推动下，自下而上依次穿过各层塔板，至塔顶排出。

每块塔板上保持着一定深度的液层，气体通过塔板分散到液层中去，进行相际接触传质。

（3）操作过程中，欲增大回流比，采用什么方法？
可以增加再沸器的温度，增大蒸汽量；也可以减少塔顶馏分采出量。

可以通过减少塔顶采出，但进料量也要相应减小，否则塔釜轻组分
将增多
4) 在求理论板数时，本实验为何用图解法，而不用逐板计算法？
答：相对挥发度未知，而两相的平衡组成已知。

（5）若由于塔顶采出率d/f过大而导致产品不合格，在实验过程中
会出现什么现象？采取怎样的调节措施才能使操作尽快发挥正常？
在实验过程中，塔内轻组分将大量从塔顶馏出，塔内各板上的轻组
分的浓度将逐渐降低，重组分则逐渐积累，浓度不断增大，最终导
致塔顶产品浓度不断降低，产品质量不合格。

保持塔釜加热负荷不变，增大进料量和塔釜出料量，减小塔顶采出量，以迅速弥补塔内的轻组分量，使之尽快达到正常的浓度分布。

待塔顶温度迅速下降至正常值时，再将进料量和塔顶，塔底出料量
调节至正常操作数值。

本实验中进料状态为冷态进料,当进料太大时,为什么会出现精馏段
的干板,甚至出现塔顶既没有回流又没有出料的现象？应如何调节？
进料量太大，在提馏段的塔板上，蒸发量太小或者没了，自然就干
了
实验6填料吸收塔的操作和吸收总传质系数的测定
从传质推动力和传质阻力两方面分析吸收剂流量和吸收剂温度对吸
收过程的影响？答：改变吸收剂用量是对吸收过程进行调节的最常
用的方法，当气体流率不变时，增加吸收剂流率，吸收速率增加，
溶质吸收量增加，则出口气体的组成减小，回收率增大。

当液相阻
力较小时，增加液体的流量，传质总系数变化较小或基本不变，溶
质吸收量的增加主要是由于传质平均推动力的增大引起，此时吸收
过程的调节主要靠传质推动力的变化。

当液相阻力较大时，增加液
体的流量，传质系数大幅度增加，而平均推动力可能减小，但总的
结果使传质速率增大，溶质吸收量增加。

对于液膜控制的吸收过程，降低操作温度，吸收过程的阻力将随之减小，结果使吸收效果变好，降
【篇三：化工原理筛板塔精馏实验报告】
．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＝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。

（2）关闭塔身进料管路上的阀门，启动电加热管电源，逐步增加加
热电压，使塔釜温度缓慢上升。

（3）打开塔顶冷凝器的冷却水，调节合适冷凝量，并关闭塔顶出料
管路，使整塔处于全回流状态。

（4）当塔顶温度、回流量和塔釜温度稳定后，分别取适量塔顶液
（浓度xd）和塔釜液（浓度xw），待其冷却至室温后，以密度计
测量其体积百分比。

2．部分回流
（1）在储料罐中配制一定浓度为21%的乙醇水溶液。

（2）待塔全回流操作稳定时，打开进料阀，调节进料量至适当的流量。

（3）控制塔顶回流和出料两转子流量计，调节回流比r为3。

（4）打开塔釜残液流量计，调节至适当流量。

（5）当塔顶、塔内温度读数以及流量都稳定后，即如全回流第4步取样测定体积百分比。

四．实验结果
1.实验记录数据如表1：
表1 实验数据
2．全回流操作
全回流图见图
3
图3 全回流示意图
图中阶梯数为12，即全回流理论塔板数nt=12-1=11。

而实际塔板数np=16。

故全塔效率3.部分回流
回流比r=3时，部分回流图见图
4
图4 部分回流图
图中阶梯数为13，即部分回流理论塔板数nt=13-1=12。

而实际塔板数np=16。

故全塔效率。