低温原理讲课教案(5)

2019-04-21 10:06

LV?y2?y1x2?x1 汽液比

二、理想塔板数确定,(以理想过程,筛板塔为例)

实际过程在理想塔板数基础上乘以系数,包括填料塔计算 假定,上升气量下降回流液量分别保持不变 即在塔中

LV?C

以下塔为例:

Vk?L?V?LkNN

NNVkyN2?LxN2?VyN?LkxN2,如果进塔空气是饱和状态,是Vk?V则Lk?L

2kk在任意的断面上,则有VkyN?Lx?Vy?LkxN

22则 y?LVx?1V(VkyN2?LkxN2)

kk 操作线方程

上塔中以液空进料口为界,以上为精馏段,以下为提馏段,分别建立物料平衡关系式,由于两段的汽液比不同,故其操作线斜率不同。

LV对理论塔板数的影响:

上塔中,塔顶出口氮,塔底出氧的浓度一定。中部液空进料浓度一定。 精馏段汽液比小,塔板数愈多

C1处,最小汽液比 C2最大气液比L?V

§5-4 精馏塔塔板效率

由于假定:气液达相平衡,压力沿塔高不变,无混合热,?N与?O相等。

22与实际存在差异,致使实际的分离效率低于理论值。 一、塔板效率的定义

(1) 全塔效率:理论塔板数与实际塔板数之比,??NthNpr

(2) 板效率:某个塔板上实际浓度变化与理论浓度变化之比。

?v?yn?yn?1yn?yn?1th ?L?xn?1?xnxn?1?xnth

(3) 点效率:塔板上某点处实际浓度变化与理论浓度变化之比。

同板上的板效率为各点效率的积分均值。

全塔效率由各板效率计算出实际浓度变化后达到所需塔板数塔板数之比。 二、塔效率:可以由分析计算和经验方法给出。

第六章 空气的净化

§6-1 概述

大气原料中有杂质,在液化与分离之前必须先除掉,固体颗粒、水蒸气、二氧化碳及碳氢化合物等,到低温形成为固体,形成阻塞,乃至暴炸危险。

§6-2 空气的干燥

空气中含水量与温度和其相对湿度有关,见表11-4 多种表示方法: TD, PPM, ?(%) 一、

化学法: 碱+水→碱与结晶水

如:NaOH?4H2O?NaOH?4H2O 二、

吸附法:

硅胶、分子筛等

吸附能力与T,p有关,与?有关,还与空气速度、层高度有关

?T???p?????吸附能力减弱

吸附与解吸: a、加温解吸(400~500℃),

b、降压解吸(常压或真空)

或采用变压吸附微热再生技术,延长分子筛寿命。 三、

§6-3 CO2及C2H2的清除 一、CO2在空气中含量,

约为0.03~0.04%

清除:化学法 吸咐法 冷冻法

(1) 化学法:碱洗,2NaOH?CO2?Na2CO3?H2 (2) 分子筛吸附:入冷箱之前,多采用变压吸附,双塔切换。 (3) 冷冻法:主换热器中,空气与污N2切换(可逆式)

冻结法:

氨液冷冻,蓄冷器冷冻。

二、C2H2的清除

C2H2在空气中含量为:0.001~1ppm

(1) 低温硅胶吸附

低温吸附:液空吸附器:节流阀之前

液氧吸附器:液氧回路上 a、自循环 b、动力循环 (2) 常温分子筛吸附

常温吸附:同H2O,CO2一起吸附,进冷箱之前。

第七章 空气的分离

第一节 概述

1、空气的分离的实用意义

空分装置:制氧机、制氮机及氩气等。 大用户:炼钢:氧气为助燃剂

化工:合成氨中:N2原料,O2为氧化剂 酸、醇、醛:O2作为原料 玻 璃:N2保护气 航天:O2助燃推进,LN2压送剂

其它:LN2作为冷源,是O2生产的副产品

N2作为保护气:窒气、防氧化、防腐蚀、干燥气。

Ar:保护气,焊接中 2、低温分离:液化+精馏

?变温吸附TSA 常温分离:吸附法:固体对气体的吸附?

变压吸附PSA? 薄膜渗透法:d?15~100?m的空心纤维中获得分离气体

特点:低温分离投入大,设备复杂,可获得任意纯度的产品。

常温分离特别是吸附分离,设备简单,但纯度不高,近几年发展很快。 面临的工业:(1)气体工业:生产各类工业及生活用气

如N2 O2 Ar Ne He KrXe CO2 从空气中提

烷、烯、炔,主要是CH4C2H2 从天然气中提

以液态形式越来越多,便于储运。

L’Air、 BOC Praxair APCI 酸素 岩谷 Messer Linde 空分设备(制氧机),液化器(将气体再液化),储运设备

Linde L`Air 神钢 日立 APCI

(2)设备制造业:生产能分离气体的各种设备 (含储、运设备)


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