题目
(6 分)全回流与最小回流比的意义是什么?各有什么用处?一般适宜回流比为最小回流比的多少倍?
(6 分)全回流与最小回流比的意义是什么?各有什么用处?一般适宜回流比为最小回流比的多少倍?
题目解答
答案
全回流时,达到指定分离要求的理论板数最少。全回流主要用在精馏装置开停工和实验室研究等场合。开工时为不稳定过程,为了尽快达到分离要求,采用全回流操作,然后再慢慢减小回流比,至规定回流比。最小回流比,是指达到指定分离要求的理论板数最多到无穷 ,是选择适宜回流比的依据。一般适宜回流比是最小回流比的1.1~2.0倍。
解析
本题主要考察精馏操作中全回流与最小回流比的核心概念、实际应用场景及适宜回流比的经验范围,需从理论板数、操作目的和工程应用三方面理解:
1. 全回流的意义与用处**
- 意义:全回流是指塔顶上升蒸汽经冷凝后全部回流至塔内,无塔顶产品采出($D=0$0),同时塔底也无进料($F=0$)。此时,回流比$R=\infty$,理论板数$N最小(因传质推动力最大,分离效率最高)。
- 用处:因理论板数最少,全回流操作能最快达到指定分离要求,主要用于精馏装置开停工(开工时快速建立浓度梯度)和实验室研究(排除进料、出料影响,测定理论板数)。
**2. 最小回流比的意义与用处
- 意义:最小回流比$R_{\text{min}\}}$是指在指定分离要求下,理论板数$N=\infty$时的回流比(此时操作线与平衡线相交或对角线相交,传质推动力趋近于零)。
- 用处:$R_{\{min}\}$是回流比选择的下限,工程设计中,需根据$R_{\{min}\}$确定适宜回流比,避免回流比过小导致无法分离。
**3. 适宜回流比的范围
实际操作中,回流比需平衡设备投资($R$越大,塔径、再沸器/冷凝器负荷越大)与操作成本($R$越大,能耗越高)。一般适宜回流比为最小回流比的1.1~2.0倍倍,兼顾分离效率与经济性。