食品百科

6.4.1 理论板的概念及恒摩尔流假定

2023-02-14

理论板是指离开这种板的气、液两相互成平衡,而且塔板上的液相组成可视为均匀 的。实际上,由于塔板上气、液间接触面积和接触时间是有限的,因此在任何型式的塔板 上气、液两相难以达到平衡状态,也就是说理论板是不存在的。理论板仅是作为衡量实际 板分离效率的依据和标准。它是一种理想板。通常在设计中先求得理论板数,然后用塔 板效率加以校正,即可求得实际板数。引入理论板的概念,对精馏过程的分析和计算是十 分有用的。

精馏过程是既涉及传热,又涉及传质的过程,影响因素较多。为简化计算,常常采用 恒摩尔流假定,即是精馏段内各板的上升蒸气摩尔流量和下降液体摩尔流量分别相等。 若以qg表示上升蒸气流量,qL表示下降液体流量,单位均为kmol/s,则有:

qg1=qg2=……=qgn=qg (6-22)

qL1=qL2=……=qLn=qL (6-22a)

恒摩尔流假定也适用于提馏段,但两段的上升蒸气流量不一定相等,下降液体流量也不一 定相等。故用q′g和q′L分别表示提馏段的上升蒸气和下降液体量,单位也是kmol/s。

恒摩尔流假设成立的条件是: 各组分的摩尔气化潜热相等;气液接触时因温度不同 而交换的显热可以忽略;塔设备保温良好,热损失可以忽略。

多数化学性质相似的级分形成的体 系基本上能满足上述条件。若无特别说 明,以后所述的精馏过程均认为可用恒 摩尔流假设。