化工原理实验精馏实验

xn xn*
Eml,n ——第 n块实际板的液相单板效率；
xn ，xn1 ——分别为第n 块实际板和第（n 1 ）
块实际板的液相组成，摩尔分率；
xn* ——与第 n 块实际板汽相浓度相平衡的液相组
成，摩尔分率。
三、实验原理--板式塔（4）
全塔效率（也称总板效率）和单板效率是反映塔板 性能及操作好坏的重要指标，影响板效率的因素很多， 当板型、体系决定以后，塔板上的气、液流量是影响板 效率的主要因素。
液体
气体 图1 填料塔传质机理示意图
填料塔传质机理示意图
三、实验原理—填料塔（2）
2、等板高度
HETP＝ H NT 1
式中， NT —— 理论塔板数 H —— 填料层总高
3、填料塔适用对象 对于真空精馏和常压精馏，填料塔的效率较高，
其原因在于填料充分利用了塔内空间，提供了大的传 质面积，使得汽液两相可以充分接触传质。一般新型 高效填料都是通过提高比表面积来提高效率，比表面 积大，意味着使用得材料就越多，造价就越高。
化工原理实验
精馏实验
福州大学化工原理实验室 二○○六年九月
福州大学化工原理实验室
实验六 精馏实验
一、实验目的 二、实验任务 三、实验原理 四、实验流程
五、汽液接触状况 六、操作要点 七、数据处理 八、实验报告要求
乙醇－正丙醇实验装置（板式塔）
乙醇－水实验装置
板式塔
填料塔
一、实验目的
熟悉精馏的工艺流程。 了解筛板塔和填料塔的结构。 掌握精馏塔的操作方法。 学会测定全塔效率和单板效率。 加深对理论知识的理解。
在板式精馏塔中，由塔釜产生的蒸气沿塔逐板上升 ，与来自塔顶逐板下降的回流液在塔板上实现多次接触 ，进行传热与传质，使混合液达到一定程度的分离。
三、实验原理--板式塔（2）
在塔设备的实际操作中，由于受到传质时间和传
质面积的限制，以及不同进料位置、不同进料浓度、
不同进料量、不同回流比等其它因素的影响，一般不
0.7
0.6 0.5
0.4 0.3 0.2
c
0.1
4、在部分回流、稳定操作条件下，测定等板高度随 进料流量的变化情况；
实验任务书 —— 填料塔
5、在部分回流、稳定操作条件下，测定等பைடு நூலகம்高度 随进料位置的变化情况；
6、在部分回流、稳定操作条件下，测定总板效率 随进料组成的变化情况。
在完成1、2两项实验内容的基础上，最少再从3～6项 实验内容中选做一项。
0.8
a
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
b
0.0
0.0 0x.W1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0x.D8 0.9 1.0 x
全回流条件下理论塔板数的求解
解部 分 回 流 理 论 塔 板 数 的 求
c xD R1
y
1.0
0.9
p 101.33kPa
0.8
a
q线
要求同学在教师的协助下，独立设计出完整的实 验方案，并自主实施。实验报告以小论文的格式提交， 具体要求详见实验讲义。
三、实验原理--板式塔（1）
板式塔是使用量大、运用范围广的重要气、液传质 设备，评价塔板好坏一般考虑处理量、板效率、阻力降、 弹性和结构等因素。目前出现的多种塔板中，鼓泡式塔 板（以筛板塔、浮阀塔为代表）和喷射式塔板（以舌形、 斜孔、网孔为代表）在工业上使用较多。
二、实验任务
本实验室的设备可以测定以下项目：
乙醇－正丙醇 精馏实验
全塔效率和单板效率 浓度（或温度）曲线分布 塔釜再沸器的沸腾给热系数
乙醇－水 精馏实验
全塔效率和单板效率 等板高度（填料塔） 浓度（或温度）曲线分布
请根据所选用的设备，从以下实验任务中选择一项进 行实验。
实验任务书 —— 筛板塔
试利用实验室精馏筛板塔分离乙醇～水溶液， 并进行以下塔性能参数及精馏过程动态特性的测定：
实验任务书 —— 填料塔
试利用实验室精馏填料塔分离乙醇～水溶液， 并进行以下塔性能参数及精馏过程动态特性的测定：
1、精馏塔在全回流、稳定操作条件下，全塔理论塔 板数及等板高度的测定；
2、精馏塔在某一回流比下连续精馏、稳定操作条件 下，全塔理论塔板数及等板高度的测定；
3、在部分回流、稳定操作条件下，测定等板高度随 回流比的变化情况；
5、在部分回流、稳定操作条件下，测定总板效率 随进料位置的变化情况；
6、在部分回流、稳定操作条件下，测定总板效率 随进料组成的变化情况。
在完成1、2两项实验内容的基础上，最少再从3～6项 实验内容中选做一项。
要求同学在教师的协助下，独立设计出完整的实 验方案，并自主实施。实验报告以小论文的格式提交， 具体要求详见实验讲义。
若塔的上升蒸气量不够，将出现什么情况？ 若上升气速太大，又会怎么样？
若塔的上升蒸气量不够，塔板上建立不了液层， 则两相接触欠充分，分离效果差；若上升气速太大， 又会产生严重夹带甚至于液泛，这时塔的分离效果 同样大在下降。
三、实验原理—填料塔（1）
1、填料塔传质机理
填料塔属于连续接触逆 流操作，液体靠重力沿填料 表面下降，与上升的气体接 触，从而实现传质，填料提 供所需的传质面积，如右图 1示。填料充满塔内的有效 空间，空间利用率很高。
1、精馏塔在全回流、稳定操作条件下，全塔理论塔 板数、总板效率的测定；
2、精馏塔在某一回流比下连续精馏、稳定操作条件 下，全塔理论塔板数、总板效率的测定；
3、在部分回流、稳定操作条件下，测定总板效率随 回流比的变化情况；
4、在部分回流、稳定操作条件下，测定总板效率随 进料流量的变化情况；
实验任务书 —— 筛板塔
三、实验原理
无论是求全塔效率还是求等板高度，都必须知道 理论塔板数，那么如何求理论塔板数？
计算法
图解法
对于二元物系，图解法求理论塔板数，必须知道 哪些数据？如何获得这些数据？
xD，xF，xW，tF tS R，q，汽液平衡数据。
如何获得计算单板效率所需的数据？ xn xn1 xn*
y
1.0
0.9
可能达到汽液平衡状态，实际塔板的分离作用低于理
论塔板，因此，我们可以用全塔效率和单板效率来表
示塔的分离效果。
1．全塔效率 E
E N Ne
式中 E ——全塔效率； Ne ——实际塔板数； N ——理论塔板数（不包括塔釜）。
三、实验原理--板式塔（3）
2．单板效率Eml,n
式中：
Eml,n

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