《化工原理》课程教学资源（知识点讲解）7.5.6其它类型精馏塔及理论塔板数的计算

其它类型精馏塔理论板数的确定直接蒸汽加热当水是重组分时，可将加热蒸汽直接通入塔釜加热。直接蒸汽加热不影响精馏操作线由于塔底多了一股蒸汽流，其提馏段的操作线与间接蒸汽加热过1F,XF.XI程不同。其推导如下：正总物料衡算L'+S-V'+W加热蒸气SW,xwL'x, =V'yn+i +Wxw轻组分衡算若恒摩尔流假设仍成立，则V'=S，L'=W，上式可改写为WWWx, = Syn+1 +Wxw提馏段操作线XwYn+1XssGLL

轻组分衡算 L' xn V' yn1 WxW 总物料衡算 L'S V'W 直接蒸汽加热 当水是重组分时,可将加热蒸汽直接通入塔釜加热。 直接蒸汽加热不影响精馏操作线 由于塔底多了一股蒸汽流，其提 馏段的操作线与间接蒸汽加热过 程不同。其推导如下： F, xF D, xD 加热蒸气 W, xW S V’ L’ V L Wxn  Syn1 WxW n n x W S W x S W y 1   —— 提馏段操作线 其它类型精馏塔理论板数的确定 若恒摩尔流假设仍成立，则V’ = S，L’ = W，上式可改写为 GLL

直接蒸汽加热的精馏塔1.0两操作线的交点仍由精馏段操作线与g线交点确定；因x,=xw时yn+1=0，提馏段操作d线的终点在x轴上g点(xw,0)处。由图中a点出发绘梯级至g点可得所需的理论板数。gXwXD1.0北注意：为了减少塔底轻组分的损失加热蒸汽应不夹带液体水。WW当加料热状态与塔顶产物D一定的Yn+1wSs条件下，加热蒸汽量取决于回流比直接加热精馏所需的理论板数较间接精馏稍有增加。因为直接加热蒸汽的稀释作用，使得塔内物料分离任务增加，当达到相同的馏出液组成及回收率时就需更多的塔板

直接蒸汽加热的精馏塔 两操作线的交点仍由精馏段操作 线与 q 线交点确定； 因 xn=xW 时 yn+1 =0，提馏段操作 线的终点在 x轴上 g 点(xW ,0)处。 直接加热精馏所需的理论板数较间接精馏稍有增加。因为直 接加热蒸汽的稀释作用，使得塔内物料分离任务增加，当达 到相同的馏出液组成及回收率时就需更多的塔板。 n n x W S W x S W y 1   xW y x g d 0 1.0 a xD 1.0 由图中a 点出发绘梯级至g 点可得 所需的理论板数。 当加料热状态与塔顶产物D一定的 条件下，加热蒸汽量取决于回流比。 注意：为了减少塔底轻组分的损失， 加热蒸汽应不夹带液体水

提馏塔（回收塔）只有提馏段的精馏塔。主要用于回收稀溶液中的轻组分而对馏出液浓度要求不高的场合，其着眼点是将原料液浓度x降至尽可能小的排液浓度xw，而不是取得高纯度的塔顶产品。料液自塔顶加入，与塔釜上升的F,XF蒸汽进行两相逆流传质，塔顶蒸汽冷凝后全部作为产品。塔釜可D, XD得高纯度的难挥发组分产品。理论板数的确定：符合恒摩尔流假设情况下，由操作线方程和柜QW,xw平衡方程逐板计算或作图求解。无回流的回收塔GLL

料液自塔顶加入，与塔釜上升的 蒸汽进行两相逆流传质，塔顶蒸 汽冷凝后全部作为产品。塔釜可 得高纯度的难挥发组分产品。 理论板数的确定：符合恒摩尔流 假设情况下，由操作线方程和相 平衡方程逐板计算或作图求解。 只有提馏段的精馏塔。 主要用于回收稀溶液中的轻组分而对馏出液浓度要求不 高的场合，其着眼点是将原料液浓度xF降至尽可能小的 排液浓度xW,而不是取得高纯度的塔顶产品。 提馏塔（回收塔） F, xF D, xD W, xW Q 无回流的回收塔 GLL

其操作线方程与一般精馏塔的提馏段操作线方程相同。LWYm+1XwVxmV'V'=D-(1-^)F,冷液进料时D=V,L'=qFqFWxw提馏段操作线方程为Jm+1=-XmD-(1-α)FD-(1-α)F与g线方程联立求解可得提馏段操作线与g线交点坐标1.0q-1Xp +XFsJ,=XDyqq图解求理论板数：y=x,与α线的交点即为提馏段操作线的起点，联结点d与点b（xw，xw）得提馏段操作线，由点d开始在两线间作梯级至--万b点得所需理论板数。0Xp 1.0XwXFGLL

其操作线方程与一般精馏塔的提馏段操作线方程相同。 冷液进料时 D V , V'  D 1 qF, L'  qF   D  qF Wx x D q F qF y W m m        1 1 1 q D F q xD x x , y q q x     1 提馏段操作线方程为 与q 线方程联立求解可得提馏段操作线与 q 线交点坐标 图解求理论板数： y=xD 与 q 线的交点即为提馏段 操作线的起点，联结点 d 与点 b（xW , xW）得提馏段操作线， 由点 d 开始在两线间作梯级至 b 点得所需理论板数。 xW q yq 0 1.0 1.0 d b xD xF ' m ' W ' m x V W x V L y 1   GLL

提馏塔当泡点进料时=1，交点为x=XF,y,=X提馏段操作线方程为1.0FWxwYn+1DDXD,max欲提高馏出液组成，必须减少蒸发量，增大操作线斜率F/D，所需理论板数将增加。b当操作线上端移至e点，与之成0xwXFXD1.0平衡的汽相组成为xD,maxGLL

提馏塔 当泡点进料时 q=1，交点为 xq = xF , yq =xD D Wx x D F y W n1  n  提馏段操作线方程为 欲提高馏出液组成，必须减少蒸 发量，增大操作线斜率F/D，所 需理论板数将增加。 当操作线上端移至 e 点，与之成 平衡的汽相组成为xD,max e d xW xF xD b xD,max yq 0 1.0 1.0 GLL