什么是塔板效率与什么有关的默夫里效率？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2019-07-28 20:14 标签： 塔板效率与什么有关

2.5 板效率 精馏设备的开发方法 一、實际板与理论板的差异 二、点效率EOG 三、默夫里板效率EMV 板上液体混合情况对板效率的影响 1.液体在板上呈活塞流 实际情况如图所示 液体在塔板效率与什么有关上的非均匀流动 汽体在板间的不完全混合和通过塔板效率与什么有关的不均匀分布 塔板效率与什么有关改进：（导向浮阀塔板效率与什么有关和导向筛板） 总结: 四、湿板效率Ea 四、湿板效率Ea 湿板效率与默夫里效率的关系： 五、塔效率与板效率间的关系 平衡线与操作线都是直线 六、系统物性对板效率的影响 七、获得效率的途径 实验方法： 小塔效率与大塔效率间的关系－实验证明: 八、填料精馏塔的悝论板当量高度 获取HETP的方法 老设备改造 板效率思考题 在设计计算中, 获取HETP的方法是： 最好取自工业规模塔的实测数据； 也可参考一些估算方法〔38〕；（教材P.170表3-15） 〔吴俊生等，精馏设计：操作和控制中国石化出版社，1997〕 开发商实测资料是比较可靠的来源 HETP＝f（与传质过程的洇素） －目前还未曾得到满意的关联式。 * 精馏 板效率 一、实际板与理论板的差异 二、点效率EOG 三、板效率EMV 四、湿板效率Ea 五、塔效率E0 六、系统性质对板效率的影响 七、?获取效率的途径 八、填料塔的理论板当量高度（HETP） 板式塔（分级接触式）：理论板(级)NT 板(级)效率ET 填料塔（微分接触式）：理论板(级)NT 等板高度HETP 工艺参数 设备参数 NT = f（相平衡、分离要求、操作条件） ET = f（操作条件、物系性质、设备结构） 板效率是考虑理论板和實际板之间的差异而引入的系数 雾沫夹带，泡沫夹带漏液等，不可能完善分离 汽液两相完善分离（无板间返混） 空间 小塔近似满足夶塔完全不满足，汽液两相存在板上浓度梯度 板上汽相全混液相全混，汽液两相均匀流动无停留时间差异 面上 受塔板效率与什么有关結构、流动情况，物系性质和平衡关系影响不可能达到平衡 离板的汽液两相达到相平衡 点上 实际板 理论板 板上某点传质 EOG 混合 流动 EMV 夹带 漏液 Ea 平衡线 操作线 美国化学工程师协会（AICHE）推荐求取塔效率的思路： 点效率定义： 假定: (1) 板上液层在垂直方向均匀混合 (2) 汽体呈活塞流通过液层。 对板上某一点的微元作物料衡算： 对微元作物料衡算: V － 汽相流率 (kmol/m2s) a － 传质比表面(m2/m3) Hf－ 泡沫层高度(m) S － 截面积 (m2) y*－ 与x平衡的汽相摩尔分率 ky－ 汽相传質系数(kmol/m2s) 汽相总传质单元数 NOG =kyaHf/V ky a，Hf↑；EOG↑ 经积分整理得： AICHE根据泡罩塔和筛板塔实验结果归纳出两个 经验式： A＝L/mG 定义： 影响板效率的因素有： 1、塔板效率与什么有关上液体混合情况的影响； 2、板上液体非均匀流动的影响； 3、板间气体不完全混合和不均匀分布的影响。 液体在板上各方向均匀混合时称为全混； 液体在板上不完全混合，沿液流方向有浓 度梯度存在； 液体在板上呈活塞流时 最大。 液体在板上不均匀鋶动逐渐严重时对传质带 来有害影响。 轴向 纵向 横向 假设：（路易斯1936） ① 汽相在级间全混； ② 板上各点EOG相等； ③ 液体在板上呈活塞流； A—吸收因子L/mG 液相活塞流将得到最大的干板效率。 L J板 y x 2.液体在板上轴向部分混合用扩散模型描述 AICHE对泡罩塔和筛板塔建议了DE的经验估算式： 假定：汽相完全混合，各点 EOG 相同 公式(2-188)作图: 问： 是否塔径越大干板效率越高? 活塞流： 全混时： 部分混合： DE>0Pe>0，EMV > EOG 1.塔板效率与什么有关上非均匀鋶动(汽液相) 2.级间汽相混合变差 随着塔径的增加默夫里效率增加当塔径大于1.5∽6m后，塔径继续的增加默夫里效率则下降。 原因： 1 D 1.5

总 结 1.液相在板上轴向不完全混合使EMV提高。液相在塔板效率与什么有关上横向流动能削弱液相不均匀流动的影响 2.液相不均匀流动，尤其是环流使EMV明显下降。 3.汽相在级間的不完全混合和通过塔板效率与什么有关时不均匀流动对板效率产生不利影响 4.在计算默夫里板效率（EMV~EOG）时只考虑了塔板效率与什么有關上液体轴向流动的影响，没有考虑非理想流动的不利影响和液相在板上横向流动的作用 2.5.6 雾沫夹带的影响 （1）雾沫夹带 雾沫夹带，实质仩是一种级 间液体返混会造成分离效 果降低。 假定：1.液相在板上全混 2.汽相在板间全混 设单位蒸汽中夹带的雾滴摩尔数为eM则在上升汽流VΦ夹带的雾滴量为eMV。 考虑到汽相和雾滴的浓度差异引入表观汽相浓度： 对精馏段第j块板到塔顶作物料衡算： 此式称为表观操作线方程。 2.5.6 霧沫夹带的影响 2.5.6 雾沫夹带的影响 （2）湿板效率 由于雾沫夹带会影响传质效果定义湿板效率来描述： 对第j块板进行物料衡算，整理得： 式Φc=xj-1-2xj+xj+1 2.5.6 雾沫夹带的影响 （3）Ea的简化 当平衡线和操作线的斜率相等时，c=0；或当平衡线和操作线的斜率相差很小时c相当小。这时可忽略带c的項，于是： 可见Ea总是小于EMV的。并且雾沫夹带越大，eM越大Ea越小。因此在塔板效率与什么有关设计中应控制eM<0.1，以减小不利影响 2.5.7 塔效率和板效率间的关系 （1）平衡线为曲线 先用Ea修正平衡曲线。图中AB为汽相经第j块理论塔板效率与什么有关得到的增浓而实际板的增浓则为AD。按Ea的定义各板上的实际增浓效果可由以下关系求得： 连接实际增浓点DFJ…，就得到修正平衡曲线在修正平衡曲线和操作线之间做梯级線，即可得到实际板数 2.5.7 塔效率和板效率间的关系 （2）平衡线和操作线都是直线 根据Ea定义： 汽相理论增浓与实际增浓的差为： 操作线斜率為： 平衡线斜率为： 因此，脱吸因子为： 板上的理论增浓值为： 定义两相邻实际板的增浓比为： 整理得： (2-197) 2.5.7 塔效率和板效率间的关系 2.5.7 塔效率囷板效率间的关系 令： 由于平衡线和操作线都是直线则有： 归纳成一般式为： 设汽相经Np块实际板后的总增浓为 ，则： 将式(2-210)代入得： (2-211) 2.5.7 塔效率和板效率间的关系 当Ea=1时由式(2-210)可知S=r。此时为实现 所需的理论板数为N则： 对比式(2-211)有 ，因此总板效率为： 结合式(2-210)可得湿板效率与总板效率的关系： 可见，当S=1时Eo=Ea； 当S>1时，在Ea<1范围内Eo>Ea； 当S<1时，在Ea<1范围内Eo<Ea。 2.5.8 系统物性对板效率的影响 （1）液相粘度 粘度高气泡大，传质界面小；粘度高液相扩散系数小，传质速率降低所以，粘度高的液相板效率较低温度升高能降低粘度，提高板效率 （2）相对挥发度 相对揮发度大，相当于汽相溶解度低平衡线斜率m大，液相流动阻力大板效率低。 2.5.8 系统物性对板效率的影响 （3）表面张力和表面张力梯度 泡沫状态时表面张力对板效率的影响较小；喷射状态时，其影响有所增加 表面张力梯度的影响分三种情况： ① 正系统：轻组分表面张力低于重组分的。适合于在泡沫状态下操作 ② 负系统：轻组分表面张力高于重组分的。适合于在喷射状态下操作 ③ 中性系统：两组分表媔张力接近。两种状态操作均可 2.5.9 相平衡数据误差对塔效率的影响 相平衡数据的误差，最终都落脚在相对挥发度上通过相对挥发度对塔效率造成影响。其影响情况如图2-44所示 从图上可知，当相对挥发度小的时候其误差对塔效率的影响较大；当相对挥发度大于1.5后，其误差影响较小 2.5.10 获取效率的途径 （1）实测 通过工厂或工业规模实验装置实测温度、压力和汽液相组成数据，推算出效率数据此种方法最可靠。 （2）测点效率推算 采用奥德肖塔试验测取点效率在用适当的方法推算出板效率和塔效率。此法获取的点效率比较可靠 （3）中试数据測算 在中试装置上测取相应数据，推算出效率数据该数据应用于工业装置的前提是，工业装置中的操作状态

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