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实验七：精馏塔板效率测定实验

实验七精馏塔塔板效率测定实验一、实验目的1、熟悉精馏单元操作过程的设备与流程；2、了解板式塔结构与流体力学性能；3、掌握精馏塔的操作方法与原理；4、学习精馏塔效率的测定方法。

二、实验原理蒸馏原理是利用混合物中组分间挥发度的不同来分离组分，经多次平衡分离的蒸馏过程称为精馏。

常见的精馏单元过程由精馏塔、冷凝器、再沸器、加料系统、回流系统、产品贮槽、料液贮槽及测量仪表等组成。

精馏塔本身又分为板式精馏塔和填料精馏塔，本产品为板式精馏塔。

可进行连续或间歇精馏操作，回流比可任意调节，也可以进行全回流操作。

在板式精馏塔中，混合液的蒸气逐板上升，在塔顶冷凝后回流液逐板下降。

气液两相在塔板上接触实现热质传递，从而达到分离的目的。

如果在每层塔板上，下降液体与上升蒸气处于平衡状态，则该塔板称为理论板。

然而在实际操作的精馏塔中，由于气液两相在塔板上接触的时间有限，气液两相不可能完全达到平衡，亦即实际塔板的分离效果达不到理论板的作用，因此精馏塔所需要的实际板数总是比理论板数要多。

对于二元物系，如已知其气液平衡数据，则根据精馏塔的原料液组成、进料热状况、操作回流比及塔顶馏出液组成、塔底釜液组成，即可以求出该塔的理论板数N t。

1、精馏塔的正常与稳定操作精馏塔从开车到正常稳定操作是一个从不稳定到稳定、不正常到正常的渐进过程。

因为刚开车时，塔板上均没有液体，蒸汽可直接穿过干板到达冷凝器，被冷凝成液体后再返回塔内第一块塔板，并与上升的蒸汽接触；而后，逐板溢流至塔釜。

首先返回塔釜的液体经过的塔板数最多，达到的气液平衡次数也最多，所以其轻组分的含量必然最高；而第一块塔板上的液体轻组分含量反而会比它下面的塔板上的液体轻组分含量低一些，这就是“逆行分馏”现象。

从“逆行分馏”到正常精馏，需要较长的转换时间。

对实验室的精馏装臵，这一转换时间至少需30分钟以上。

而对于实际生产装臵，转换时间有可能超过2小时。

所以精馏塔从开车到稳定、正常操作的时间也必须保证在30 分钟以上。

实验6 筛板精馏塔理论板层数及塔效率的测定

根据乙醇体积分数��、质量分数��查表得��、��、��（g/cm3 = kg/L），与相应体积流量之乘积除以相应平均摩尔质量得摩尔流量：
��
=
��
【实验装置与流程】
实验装置如下图，由
1.；2.；3.；4.；5.；6.；7.；8.；9.；10.；11.；12.；13.；14.；15.；16.；17.；18.；19.；20.
【实验步骤与注意事项】
1. 检查塔釜是否有足够原料液（须恰好浸没加热器），开启加热开关加热塔釜； 2. 观察塔板温度，塔板温度升高变化时开启冷却水阀向冷凝器供水； 3. 令精馏塔保持全回流状态至塔顶温度稳定（约 78~79℃），开始进料，通过流量计调节进料、塔顶馏出、塔底出料和回流流量，观察塔釜储罐液位不变为止； 4. 待操作条件（塔内压强、塔顶温度）稳定不变后，对原料液、塔顶产品、塔釜液同时取样约150mL，冷却至室温后用浮力式酒度计测量、读数； 5. 停止加热，关闭进料、塔顶塔釜出料阀，待其余热继续进行全回流一段时间后，关闭冷凝器供水。 ※1. 开始加热前塔釜液必须浸没加热器才可开启加热电源，否则会损坏加热器； 2. 取样时应缓慢开启取样阀，以免流体快速喷出导致烫伤； 3. 测试完的样品应当回收到废料桶里，不得倾倒于下水道.
��
=
��
+
��̅ ��(��
−
�� )
，��
=
��

塔效率计算公式

塔效率计算公式塔效率是化工原理中一个非常重要的概念，咱们今天就来好好聊聊塔效率的计算公式。

在化工生产中，塔设备是经常会用到的，比如精馏塔、吸收塔等等。

要想知道这些塔设备工作得好不好，就得靠塔效率这个指标来衡量。

塔效率的计算公式其实有好几种，咱先来说说总板效率。

总板效率ET 可以用实际所需的理论板数 NT 和实际板数 NP 来计算，公式就是ET = NT / NP 。

比如说有一个精馏塔，要分离两种混合物，经过计算发现，理论上需要 10 块板才能达到理想的分离效果，但实际上这个塔有 20 块板。

那通过公式一算，总板效率就是 0.5 。

这就意味着这个塔的效率还有很大的提升空间。

再来讲讲默弗里板效率。

默弗里板效率又分为单板效率和全塔效率。

单板效率有气相单板效率和液相单板效率。

气相单板效率 Emv 等于（yn - yn+1）/（yn* - yn+1），液相单板效率 EmL 等于（xn - xn-1）/（xn - xn-1*）。

这里的 yn 、yn+1 、xn 、xn-1 是塔内不同位置的气液相组成，yn* 、xn-1* 是与 yn+1 、xn 成平衡的气液相组成。

我给您举个例子吧。

有一次我去工厂实习，就碰到了一个关于塔效率计算的实际问题。

那是一个吸收塔，用来吸收废气中的有害物质。

工程师们正在为塔的效率不高而发愁，我跟着他们一起研究。

我们测量了塔内不同位置的气液相组成，然后按照默弗里板效率的公式进行计算。

发现有几块板的单板效率特别低，经过仔细排查，原来是塔板上的开孔不均匀，导致气液接触不充分。

找到问题所在后，进行了改进，塔的效率果然提高了不少。

全塔效率呢，则是各单板效率的某种平均值。

在实际应用中，选择哪种塔效率计算公式，得根据具体的情况来定。

而且，计算塔效率可不仅仅是为了得到一个数字，更重要的是通过这个数字来分析塔的运行状况，找出问题，进行优化改进，提高生产效率，降低成本。

总之，塔效率的计算公式虽然看起来有点复杂，但只要咱们掌握了基本原理，多结合实际情况去分析，就能够轻松应对啦。

精馏塔效率的测定

精馏塔效率的测定1. 实验目的①熟悉板式精馏塔和填料精馏塔的结构、性能与操作。

②掌握板式塔全塔效率及填料塔等板高度的测定方法。

③了解精馏操作中各项操作因素之间的关系与相互影响。

2. 实验原理板式精馏塔连续稳态操作时涉及的基本参数有：F 、D 、W 、F x 、D x 、W x 、α、R 、q 、E 、p N 共计11个，操作中必然满足的基本关系有以下几方面：①物料平衡：包括总物料与各组分的平衡，基本衡算式为：W D F += （3-25）W D FWx Dx Fx += （3-26）式中：F 、D 、W — 进料，塔顶、塔底产品的摩尔流率，s m olF x 、D x 、W x — 进料，塔顶、塔底产品中轻组分的摩尔分率，无因次上述参量中，只有4个独立变量，通常F 、F x 、D 、W 确定，则D x 、W x 唯一确定。

②相平衡：采用相对挥发度，则平衡方程为：()x x y 11-+=αα （3-27）式中：α— 平均相对挥发度，无因次 ③在分离效率E ，分离程度D x 、W x 确定的前提下，操作回流比R 与实际塔板数pN 的对应；若人为改变操作参数从而引起回流比的改变，在分离效率与塔板数固定的前提下，必然引起塔两端产品浓度的改变。

④进料参数的固定，进料参数包括进料量F 与进料浓度F x ，进料的热状态参数q 以及引入进料的位置进N ，人为改变上述参数，必然破坏精馏塔已有的平衡，引起相应操作参数的改变，最终使塔建立新的平衡，从而改变分离效果。

除上述平衡外，精馏操作中还要满足热量的平衡，即塔底加热量与塔顶冷凝量的对应以及冷、热物料热量交换的平衡，在恒摩尔流假定的前提下，热量平衡与物料平衡是相互关联、相互制约的，在数学描述中可以不再单独考虑。

常用的精馏塔效率分为单板效率和全塔效率。

单板效率亦称作默弗里效率，反映塔板实际增浓度与理论板增浓度的差距，可分别以气相浓度和液相浓度表示，气相默弗里效率的定义为：11+*+--=n n n n mv y y y y E （3-28）式中：n y 、1+n y — 分别为离开和进入第n 块板的气流浓度n *n y — 与离开第n 板的液流浓度n x 成平衡的气相浓度全塔效率E 可看作精馏塔中各单板效率的平均值，是理论塔板数t N 与实际塔板数的比值：%N N E pt 100⨯= （3-29）精馏塔操作中，抽样测定某塔板上下方的气、液流浓度，则可确定该板的单板效率，测定塔顶、塔底产品浓度，并依据操作参数计算达到该分离程度所需的理论板数，则可确定该塔的全塔效率。

精馏塔的塔板效率

•根据雾沫夹带对板效率的影响，在工程上一般建议使 e'M不V 超过0.1。这样对
于表观效率的降低程度一般在10%之内。
L'M
（3）板效率与全塔效率的关系
当操作线和平衡线都是直线时
Nth
ln
1 a
1 A
1
N pr
ln 1
A
A LV M
M，板上摩尔分数时气液相平衡的斜率
A，操作线斜率与平衡线斜率之比
②板效率MV或Ml （莫菲里效率）
实际上的摩尔分数变化与平衡时应达到的摩尔分数变化之比
对于气体 MV
y n y n 1
y
* n
y n1
yn*
yn
Yn-1
对于液体
ML
xn1 xn xn1 xn*
xn
yn
Xn+1
Xn*
xn
③ 点效率OV
塔板上某点处实际上的摩尔分数变化与平衡时应达到的摩尔分数变化之比板效率是板上各点效率数值积分结果的一种表达形式
OV
Байду номын сангаас
y n
y
* J
yn1 yn1
（2）雾沫夹带对板效率的影响（表观效率）
由于雾沫夹带的结果，使一部分高沸点组分含量多的液相直接被带到上一层塔板，从而降低了上一层塔板上的低沸点组分的摩尔分数，抵消了部分精馏的效果。
a
MV
1
e'MV L'M
e'，单位鼓泡面积的夹带量
L'M，单位鼓泡面积的液相流量
5.8 空气二元系精馏过程的计算
5.8.1 精馏塔的塔板效率 5.8.2 用y－x图解法求双级精馏塔的理论塔板数

精馏塔的塔板效率

5.8 空气二元系精馏过程的计算
5.8.1 精馏塔的塔板效率 5.8.2 用y－x图解法求双级精馏塔的理论塔板数
5.8.1 精馏塔的塔板效率（1）塔板效率的表示方法 ①全塔效率理论塔板数与实际塔板数之比
Nth N pr
• 1)按二元系计算时，平均塔板效率 • 上塔=0.25，下塔 =0.3~0.35 • 2)按三元系计算时，平均塔板效率=0.6~0.8
OV
y n
y
* J
yn1 yn1
（2）雾沫夹带对板效率的影响（表观效率）
由于雾沫夹带的结果，使一部分高沸点组分含量多的液相直接被带到上一层塔板，从而降低了上一层塔板上的低沸点组分的摩尔分数，抵消了部分精馏的效果。
a
MV
1
e'MV L'M
e'，单位鼓泡面积的夹带量
L'M，单位鼓泡面积的液相流量
②板效率MV或Ml （莫菲里效率）
实际上的摩尔分数变化与平衡时应达到的摩尔分数变化之比
对于气体 MV
y n y n 1
y
* nபைடு நூலகம்
y n1
yn*
yn
Yn-1
对于液体
ML
xn1 xn xn1 xn*
xn
yn
Xn+1
Xn*
xn
③ 点效率OV
塔板上某点处实际上的摩尔分数变化与平衡时应达到的摩尔分数变化之比板效率是板上各点效率数值积分结果的一种表达形式
•根据雾沫夹带对板效率的影响，在工程上一般建议使 e'M不V 超过0.1。这样对
于表观效率的降低程度一般在10%之内。
L'M
（3）板效率与全塔效率的关系

6.10. 塔高和塔径的计算解析

NT E 100% NP
式中： NT ——理论板数； NP ——实际板数；
(6－95)
6.10.2. 单板效率的概念（EM）
1、EMV：用汽相组成变化表示的单板效率。
EMV yn yn 1 * yn yn 1
一块实际板汽相浓度的变化一块理论汽相浓度的变化
(6－95)
6.10.
塔高和塔径的计算
6.10.1. 全塔效率的概念（E）（总板效率） 6.10.2. 单板效率的概念（EM） 6.10.3. x—y图上的xn-1、 xn、xn*、 yn+1、 y n、 y n* 6.10.4. 塔高的计算 6.10.5. 塔内径的计算
6.10.1. 全塔效率的概念（E）（总板效率）
图6-51
单板效率定义附图
单板效率定义附图
6.10.4. 塔高的计算
NT Z 1 H T ET
式中：
(6－97)
Z ——塔的有效段高度，m； NT ——塔内所需的理论板数，个； ET ——总板效率； HT ——塔板间距，m；
HT 取值范围：300mm，350mm，450mm，500mm， 600mm，800mm；
6.10.5. 塔内径的计算
VS

4
Du
2
(6－98)
4VS D u
精馏段：V
(6－99)
L D ( R 1) D km ol/ h
(6－100)
VM m VS 3600V
(6－101)
式中： Mm——分子量kg/kmol；提馏段：
V ' Mm ' VS ' 3600 V '
液相板效率示意图

精馏塔的操作和全塔效率的测定实验

0.0661
0.1532
39914
0.9339
0.8468
塔釜
39427
1.0000
1.0000
0
0.0000
0.0000
以塔顶为例,具体的计算步骤如下:
乙醇的质量百分数
水的质量百分数
乙醇的摩尔分数
水的摩尔分数
利用理论塔板绘制软件，得到理论塔板数为11（含塔釜），所以全塔效率为
（2）在部分回流连续精馏操作时，根据进料组成和分离要求（ ≥93%， ≤3%）。初步估计操作回流比R的大小，根据进料流量（2～4L/h）估算D和W。
同理，D=0.2887，塔顶采出率D/F=0.0656
2.5在进料量5.0L/h，回流量 ,采出量下，回流比 =5.5，同样计算方法的如下表格
回流比5.5
水
乙醇
峰面积
质量百分数
摩尔分数
峰面积
质量百分数
摩尔分数
塔顶
4849
0.0781
0.1780
43621
0.9219
0.8220
塔釜
60228
1.0000
2.1 在进料量4L/h，回流量 ,采出量下，回流比 =1.9，同样计算方法的如下表格
回流比1.9
水
乙醇
峰面积
质量百分数
摩尔分数
峰面积
质量百分数
摩尔分数
塔顶
2692
0.0653
0.1515
29374
0.9347
0.8485
塔釜
31851
1.0000
1.0000
0.0000
0.0000
利用理论塔板绘制软件，得到理论塔板数为11（含塔釜），所以全塔效率为

精馏塔全塔效率计算公式

精馏塔全塔效率计算公式精馏塔是化工生产中非常重要的设备，用于分离混合物中的不同组分。

而全塔效率则是衡量精馏塔性能的一个关键指标。

要了解精馏塔全塔效率的计算公式，咱们得先弄明白全塔效率到底是个啥。

简单来说，全塔效率就是实际塔板数与理论塔板数的比值。

全塔效率的计算公式通常可以表示为：$E_T = \frac{N_{实际}}{N_{理论}}$ 。

这里的 $E_T$ 就是全塔效率啦。

那怎么去确定实际塔板数和理论塔板数呢？实际塔板数呢，就是咱们在设计或者实际运行中实实在在数出来的塔板数量。

理论塔板数就有点复杂啦，得通过一些复杂的热力学计算和相平衡关系来确定。

我记得有一次在化工厂实习的时候，就碰到了关于精馏塔效率计算的问题。

当时我们小组负责优化一个精馏塔的工艺参数，以提高产品的纯度和产量。

为了计算全塔效率，我们可真是费了好大的劲儿。

我们先收集了各种数据，像温度、压力、流量等等，然后根据混合物的性质和分离要求，运用复杂的公式和图表进行理论塔板数的计算。

这个过程中，数据稍微有点偏差，计算结果就相差很大。

比如说，在测量温度的时候，因为温度计的精度问题，导致温度数据有了一点小误差，结果算出来的理论塔板数就不太准确。

后来我们反复检查、校准仪器，重新测量数据，才得到了比较可靠的结果。

在确定了实际塔板数和理论塔板数之后，代入全塔效率的计算公式，就能得出全塔效率啦。

通过计算全塔效率，我们可以评估精馏塔的性能，找出可能存在的问题，比如塔板结构不合理、操作条件不合适等等。

总之，精馏塔全塔效率的计算公式虽然看起来简单，但是要准确计算和应用，还需要我们对精馏过程有深入的理解，对数据的收集和处理要非常严谨。

只有这样，才能真正发挥全塔效率这个指标的作用，让精馏塔更好地为化工生产服务。

希望通过我的讲解，能让您对精馏塔全塔效率的计算公式有更清楚的认识。

要是在实际应用中遇到问题，别着急，多思考、多尝试，总会找到解决办法的！。

精馏塔的操作与塔效率的测定

试验十二精馏塔的操作与塔效率的测定一、试验目的1.了解填料塔各局部的构造及精馏过程2.生疏填料塔的操作方法3.学会测定精馏塔的总板效率和单板效率二、试验原理〔一〕维持稳定的精馏过程连续操作的条件；〔二〕依据进料量及组成、产品的分别要求，严格维持物料平衡。

1)总物料平衡---在精馏塔操作时，物料的总进料量应当等于总出料量，即：F =W +D当总物料量不平衡时，进料量大于出料量时，会引起淹塔；相反出料量大于进料量时，会引起塔釜干料，最终都将破坏精馏塔的正常操作。

2)各组分的物料平衡：在满足总物料平衡的条件下，应同时满足下式Fx =Dx +WxFi Di Wix , xD wi肯定的状况下，应严格保证馏出液 D 和釜液 W 的采出率为：D x -x W D= F W , F x -xd W F=1 -F假设塔顶采出率 D/F 过大，即使精馏塔有足够的分别力量，在塔顶仍不能获得规定的合格产品。

〔三〕精馏塔应当有足够的分别力量。

在塔板数肯定的状况下，正常的精馏操作过程要有足够的回流比，才能保证肯定的分别效果，才能获得合格的产品。

一般应跟据设计的回流比严格掌握回流量，回流量=RD.〔四〕应有正常的气液负荷量，避开发生以下不正常操作。

(1)填料塔操作时，液体自塔上部进入，均匀喷洒在截面上，在填料层内液体沿填料外表呈膜状流下，气体自塔下部进入，通过填料缝隙中的自由空间从塔上部排出，气液两相在填料内进展逆流接触，填料上液膜外表为气液两相的主要传质外表，液体能否成膜与填料外表的润湿有关，因此正确选择填料与填料的外表处理有关。

(2) 填料塔在低气速下操作，气速造成的阻力较小，液膜厚度与气体流量关系不大，此时液相为分散相，气体为连续相。

随气速增加，液膜增厚，塔内自由面积削减，塔压降加大。

当气液流量到达某肯定值时，气液两相交互作用猛烈，会消灭液泛现象；塔内滞液量增加，液相转为连续相，气相转化为分散相，以气液形式穿过液层，此时液体返混和气体的液沫夹带现象严峻，传质效果极差，因此填料塔的操作肯定要掌握在某一气液比范围内。

冷却塔冷却效率评价管理方法

冷却塔冷却效率评价管理方法冷却塔是一种常见的用于降低工业设备或建筑物中热水温度的设备。

冷却效率的评价和管理对于确保设备的正常运行和能效优化至关重要。

本文将介绍冷却塔冷却效率的评价和管理方法。

一、冷却塔冷却效率的评价冷却塔冷却效率评价的关键指标是热阻。

热阻是指单位时间内冷却塔从冷却水中移除的热量与冷却水温度差之间的比值。

热阻越低，表示冷却塔冷却效率越高。

冷却塔冷却效率的评价可以通过实际的冷却效果和设计效果之间的对比来进行。

具体的评价方法包括以下几个方面：1. 温度差法：测量冷却塔的冷却水进出口温差，从而计算出冷却效率。

这种方法简单直接，但是仅适用于冷却塔冷却水循环量稳定的情况。

2. 热功率法：测量冷却塔冷却水的流量和温差，并计算出冷却塔从冷却水中移除的热量。

利用实际热负荷和设计热负荷进行对比，可以评价冷却效率。

3. 潜热法：利用冷却塔冷却水的规定流量和温差，计算出冷却塔冷却水从冷却器中带走的潜热。

再通过比较实际潜热和设计潜热，可以评价冷却效率。

以上评价方法可以结合使用，综合考虑不同因素评估冷却塔的冷却效率。

二、冷却塔冷却效率的管理冷却塔冷却效率的管理是为了确保冷却塔始终处于高效工作状态，能够满足设备的冷却需求，并同时实现节能减排的目标。

以下是一些常见的冷却塔冷却效率管理的方法：1. 定期检查和维护：及时检查和维护冷却塔的各个部分，包括冷却片、水泵、管道等，确保其正常运行。

如果发现问题，及时进行修复或更换部件。

2. 控制水质：控制冷却水的水质，防止水垢和污垢的形成，以减少冷却塔冷却效率的下降。

可以使用水处理剂，定期清洗和冲洗冷却塔，确保冷却水的质量。

3. 优化水循环系统：设计合理的水循环系统，包括冷却塔的布置、水泵的选择等，以最大程度地提高冷却效率。

减少冷却塔与其他设备之间的管道长度和弯头数量，降低压力损失。

4. 采用节能设备：选择节能的冷却塔和水泵设备，可以有效提高冷却效率。

可以考虑使用变频调速设备，根据实际冷却需求调整水泵的流量，避免过大或过小的运行，达到最佳的能效。

精馏塔的操作及塔效率的测定实验

精馏塔的操作及塔效率的测定实验一．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T E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，即1T T PN E N -= 式中，T N －完成一定分离任务所需的理论塔板数，包括蒸馏釜；P N －完成一定分离任务所需的实际塔板数，本装置P N ＝10。

全塔效率简单地反映了整个塔内塔板的平均效率，说明了塔板结构、物性系数、操作状况对塔分离能力的影响。

对于塔内所需理论塔板数T N ，可由已知的双组分物系平衡关系，以及实验中测得的塔顶、塔釜出液的组成，回流比R 和热状况q 等，用图解法求得。

2．单板效率M E单板效率又称莫弗里板效率，如图1所示，是指气相或液相经过一层实际塔板前后的组成变化值与经过一层理论塔板前后的组成变化值之比。

1n x +图1 塔板气液流向示意按气相组成变化表示的单板效率为1*1n n MV n n y y E y y ++-=- 按液相组成变化表示的单板效率为1*1n n ML n nx x E x x ---=- 式中，n y 、1n y +－离开第n 、n+1块塔板的气相组成，摩尔分数；1n x -、n x －离开第n-1、n 块塔板的液相组成，摩尔分数；*n y －与n x 成平衡的气相组成，摩尔分数；*n x －与n y 成平衡的液相组成，摩尔分数。

3．图解法求理论塔板数T N图解法又称麦卡勃－蒂列（McCabe －Thiele ）法，简称M －T 法，其原理与逐板计算法完全相同，只是将逐板计算过程在y －x 图上直观地表示出来。

精馏段的操作线方程为：111D n n x R y x R R +=+++ 式中， 1n y +－精馏段第n+1块塔板上升的蒸汽组成，摩尔分数；n x －精馏段第n 块塔板下流的液体组成，摩尔分数；D x －塔顶溜出液的液体组成，摩尔分数；R －泡点回流下的回流比。

筛板塔的操作与塔板效率的测定实验

实验13 筛板塔的操作与塔板效率的测定实验【引言】低温技术是指用各种获得低温的方法使气体液化，或者使某一物体或空间达到并保持所需要的低温。

低温技术的主要应用领域之一是使空气和气体混和气体通过低温液化及分离获得一定的产品。

目前气体分离的方法大致分为精馏、冷凝、吸收、吸附、薄膜渗透等。

精馏过程是利用各组分蒸发温度的不同将混合物分离，主要适用于被分离组分沸点相近的情况，如制氧工业中的氮和氧的分离，化工领域的水和乙醇的分离，乙醇和正丙醇、氢和重氢的分离等。

【实验目的】1．了解玻璃精馏装置的构造和原理，学习精馏塔的使用和操作；掌握精馏塔操作的原理和步骤；2．学习用精馏方法分离均相混和物料，对精馏过程做全塔物料平衡计算和操作过程的过程分析；3．掌握筛板精馏塔全塔效率的测定方法；学习分析回流比对精馏产物浓度及产量的影响规律；4．了解阿贝折射仪的基本工作原理，学会用阿贝折射仪分析测定混合物的组分。

【实验原理】１）　精馏塔的板效率精馏是利用液体混合物中各组分挥发性的差异，通过多次液体部分气化和蒸气部分冷凝，提纯某一组分的单元操作。

目前精馏技术已比较成熟，大小规模均得到广泛应用。

精馏过程在精馏塔内完成，根据精馏塔内构件不同，分为板式塔和填料塔两大类。

塔板是板式精馏塔的主要部件，是气、液两相接触传热、传质的媒介。

通过塔底部的再沸腾器（空分塔中的蛇形管）对塔釜液体加热使之气化沸腾，上升的蒸汽穿过塔板上的孔道和板上的液体进行传热传质。

塔顶的蒸汽精冷凝器冷凝后，部分作为产品从塔顶流走，部分冷凝液作为回流返回塔内。

来自塔顶的液体自上而下经过降液管流至下层塔板口，再横向流过整个塔板，经另一侧的降液管流下。

气、液两相在塔内整体呈逆流，板上呈错流，这是板式塔内气、液两相的流动特征。

一种好的塔板，应具有处理量大，效率高，阻力小（压降低），结构简单等优点。

在筛板精馏塔的操作过程中，气液两相的传热和传质是在筛板上进行的，两相的接触时间是有限的，接触面积液不可能无穷大，因而气液两相在离开筛板时，传热传质并未达到平衡，也就是说，一块实际塔板的分离效果与一块理论塔板相比，存在着一定差距，工程上通常用塔板效率来表示这一差距的大小。

实验十-板式精馏塔的操作及全塔效率的测定

实验十板式精馏塔的操作及全塔效率的测定一、实验目的：1.熟悉筛板式精馏塔的结构、精馏流程及原理；2.熟悉筛板式精馏塔的操作方法；3.学会精馏塔效率的测定；4.观察精馏过程中汽液两相在塔板上的接触情况；5.了解回流的作用；二、实验内容1.测定在全回流条件下的全塔效率；2.在进料条件下：进料浓度约25～28%（体积百分数，以下用v 表示）的乙醇水溶液，达到塔顶馏出液乙醇浓度大于93%（v ），塔釜残液乙醇浓度小于3%（v ）。

并在规定的时间内完成500mL 的采出量，记录下所有的实验参数；3.要求控制料液进料量为3 L/h ，调节回流比，尽可能达到最大的塔顶馏出液浓度。

三、操作原理精馏操作是分离工程中最基本最重要的单元之一。

在板式精馏塔中，混合液在塔板上传质、传热，气相逐板上升，液相逐板下降，层层接触，多次部分气化，部分冷凝，在塔顶得到较纯的轻组分，塔釜得到较纯的重组分，从而实现分离，实验物料是乙醇—水系统。

1.维持稳定连续精馏操作过程的条件（1）根据进料量及其组成、以及分离要求，严格维持塔内的物料平衡总物料平衡— F=D+W若F ＞D+W ，塔釜液面上升，会发生淹塔；相反若F ＜D+W ，会引起塔釜干料，最终导致破坏精馏塔的正常操作。

各组分的物料平衡— Fx F = Dx D + Wx W塔顶采出率 WD W F x x x x F D --= 若塔顶采出率过大，即使精馏塔有足够的分离能力，塔顶也不能获得合格产物。

（2）精馏塔的分离能力在塔板数一定的情况下，正常的精馏操作要有足够的回流比，才能保证一定的分离效果，获得合格的产品，所以要严格控制回流量。

（3）精馏塔操作时，应有正常的汽液负荷量，避免不正常的操作状况1）严重的液沫夹带现象2）严重的漏液现象3）溢流液泛2.产品不合格原因及调节方法（1）由于物料不平衡而引起的不正常现象及调节方法1）过程在Dx D ＞Fx F - Wx W 下操作：随着过程的进行，塔内轻组分会大量流失，重组分则逐步积累，表现为釜温正常而塔顶温度逐渐升高，塔顶产品不合格。

11四、全塔效率的估算用奥康奈尔...

第一部分：设计概述一：任务书（一）、设计题目试设计一座丙酮—水连续精馏装置,要求年产纯度为98%的丙酮26000吨,塔底馏出液中含丙酮不得高于1%,原料液含丙酮36%(以上均为质量百分数)。

（二）、设计条件1、精馏塔（1）塔顶压力 4KPa（表）（2）进料热状态自选(3)回流比自选(4)塔底加热蒸汽压力 0.5MPa（表）(5)单板压降≤0.7KPa（6）全塔效率 E T=52%（7）塔板类型——筛板或浮阀塔板（F1型）2、换热器——配置于精馏装置中的预热器冷凝器冷却器再沸器等选一设计（1）加热介质——饱和水蒸汽0.3MPa（绝）；（2）冷却介质——冷却循环水，进口温度30℃，出温度40℃；10Pa；（3）换热器允许压降≯5（4）换热器类型——标准型列管式或板式换热器。

（三）、工作日每年工作300天，每天24小时连续运行。

（四）、生产厂址海南洋浦工业开发区（五）、设计内容1、选择合适的精馏塔（1）精馏塔的物料衡算；（2）塔板数的确定；（3）精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算；（4）精馏塔的塔体工艺尺寸的计算；（5）塔板的主要工艺尺寸的计算；（6）塔板的流体力学验算与塔板负荷性能图；（7）精馏塔接管尺寸计算；（8）绘制精馏装置工艺流程图；（9）绘制精馏塔设计条件图；（10）对设计过程的评述和有关问题讨论。

2、选择合适的换热的（1）确定设计方案——选择换热器类型；流动空间及流速的确定。

（2）确定物性数据（3）估算传热面积（4）工艺结构尺寸（5）换热器核算（6）绘制换热器设计示意图；（7）对换热器设计过程的评述和有关问题讨论。

（六）、编写设计说明书1、封面2、目录3、总论4、装置流程——装置流程图与流程叙述5、换热器设计6、精馏塔设计7、设计评述与小结8、设计绘图——精馏装置工艺流程图；精馏塔设计条件图；换热器设计示意图。

9、参考文献二：总论利用混合物中各组分挥发能力的差异，通过液相和气相的回流，使气、液两相逆向多级接触，在热能驱动和相平衡关系的约束下，使得易挥发组分（轻组分）不断从液相往气相中转移，而难挥发组分却由气相向液相中迁移，使混合物得到不断分离，称该过程为精馏。

筛板精馏塔及塔板效率原理解析

筛板精馏塔的操作及塔板效率的测定一、实验目的1.了解板式塔的结构与流程，掌握其操作方法。

2.测定筛板塔在全回流和部分回流时的全塔效率。

3.改变操作条件（回流比、加热功率等），观察塔内温度变化，从而了解回流的作用和操作条件对精馏分离效果的影响。

二、实验原理在板式精馏塔中，混合液在塔板上传质、传热，汽相逐板上升，液相逐板下降，层层接触，多次部分冷凝、部分汽化，在塔顶得到较纯的轻组分，塔釜得到较纯的重组分，从而实现分离。

当离开塔板的汽液两相组成平衡、温度相同时，则此塔板称为理论板。

然而在实际操作中，由于塔板上汽液两相接触时间有限及相间返混等因素影响，使汽液两相尚未达到平衡即离开塔板，即一块实际塔板的分离效果达不到一块理论板的作用，因此精馏塔所需的实际板数比理论板数多。

精馏塔之所以能使液相混合物得到较完全的分离，关键在于回流的运用。

从塔顶回流入塔的液体量与塔顶产品量之比称为回流比，它是精馏操作的一个重要控制参数。

回流比数值的大小影响着精馏操作的分离效果与能耗，回流比可分为全回流、最小回流比和实际操作时采用的适宜回流比。

全回流是一种极限情况，它不加料也不出产品。

塔顶冷凝液全部回到塔内，在生产上没有意义。

但是这种操作容易达到稳定，故在装置开工和科学研究中常常采用。

对于一定的分离要求，减少回流比，所需理论塔板数增加，当减到某一回流比时，需要无穷多个理论板才能达到分离要求，这一回流比称为最小回流比。

实际选用的适宜回流比应为最小回流比的1.2 ~ 2倍。

板效率是反映塔板性能及操作好坏的重要指标。

精馏塔塔板数的计算利用图解的方法最简便。

对于二元物系，若已知汽液平衡数据，则根据馏出液的组成x D、料液组成x F、釜残液组成x W及回流比R，很容易求出理论板数N T。

1.全回流操作时的全塔效率E T和单板效率E mV(n)的测定在全回流操作时，操作线在x-y图上为对角线，根据实验中所测定的塔顶、塔底组成和在操作线和平衡线间作梯级，即可得到理论板数，然后根据装置实际板数，由式（1）可求取全塔效率。

浮阀塔、泡罩塔、筛板塔优缺点及结构原理

筛板塔、泡罩塔和浮阀塔的优缺点筛板塔是扎板塔的一种，内装若干层水平塔板，板上有许多小孔，形状如筛；并装有溢流管或没有溢流管。

操作时，液体由塔顶进入，经溢流管（一部分经筛孔）逐板下降，并在板上积存液层。

气体（或蒸气）由塔底进入，经筛孔上升穿过液层，鼓泡而出，因而两相可以充分接触，并相互作用。

泡沫式接触气液传质过程的一种形式，性能优于泡罩塔。

为克服筛板安装水平要求过高的困难，发展了环流筛板；克服筛板在低负荷下出现漏液现象，设计了板下带盘的筛板；减轻筛板上雾沫夹带缩短板间距，制造出板上带挡的的筛板和突孔式筛板和用斜的增泡台代替进口堰，塔板上开设气体导向缝的林德筛板。

筛板塔普遍用作H2S-H2O双温交换过程的冷、热塔。

应用于蒸馏、吸收和除尘等。

# ~1 Y) h2 y- l, ?! d+ T5 G , `% k* {. a+ \1 }" A- p2 f 泡罩塔板是工业上应用最早的塔板，它主要由升气管及泡罩构成。

泡罩安装在升气管的顶部，分圆形和条形两种，以前者使用较广。

泡罩有f80、f100、f150mm三种尺寸，可根据塔径的大小选择。

泡罩的下部周边开有很多齿缝，齿缝一般为三角形、矩形或梯形。

泡罩在塔板上为正三角形排列。

操作时，液体横向流过塔板，靠溢流堰保持板上有一定厚度的液层，齿缝浸没于液层之中而形成液封。

升气管的顶部应高于泡罩齿缝的上沿，以防止液体从中漏下。

上升气体通过齿缝进入液层时，被分散成许多细小的气泡或流股，在板上形成鼓泡层，为气液两相的传热和传质提供大量的界面 I0 Z8 b. G; p3 d 泡罩塔板的优点是操作弹性较大，塔板不易堵塞；缺点是结构复杂、造价高，板上液层厚，塔板压降大，生产能力及板效率较低。

泡罩塔板已逐渐被筛板、浮阀塔板所取代，在新建塔设备中已很少采用。

浮阀塔板具有泡罩塔板和筛孔塔板的优点，应用广泛。

浮阀的类型很多，国内常用的有F1型、V-4型及T型等。

浮阀塔板的优点是结构简单、造价低，生产能力大，操作弹性大，塔板效率较高。