题目
中国大学MOOC: 精馏塔在一定条件下操作时,将加料口从适宜位置向上移动两块塔板,此时塔顶产品浓度xD将和釜液浓度xW将如何变化?
中国大学MOOC: 精馏塔在一定条件下操作时,将加料口从适宜位置向上移动两块塔板,此时塔顶产品浓度xD将和釜液浓度xW将如何变化?
题目解答
答案
xD ↓,xW ↑
解析
本题考查精馏塔加料口位置对塔顶产品浓度 $x_D$ 和釜液浓度 $x_W$ 的影响,解题思路是根据精馏塔的操作原理和加料口位置改变后对精馏段和提馏段传质效果的影响来分析浓度变化。
精馏塔的操作可以分为精馏段和提馏段,加料口是区分这两段的关键位置。适宜的加料口位置是根据进料的热状况和组成来确定的,目的是使精馏塔在该位置加料时能达到最佳的分离效果。
当加料口从适宜位置向上移动两块塔板时:
- 对精馏段的影响:精馏段的作用是将上升蒸汽中的易挥发组分进一步提浓。加料口向上移动,意味着精馏段的塔板数相对增加,提馏段的塔板数相对减少。虽然精馏段塔板数增加在一定程度上有利于易挥发组分的提浓,但由于提馏段塔板数减少,使得难挥发组分不能充分从液相中分离出来,导致上升到精馏段的蒸汽中难挥发组分含量相对增加。
- 对塔顶产品浓度 $x_D$ 的影响:塔顶产品是从精馏段顶部采出的,由于上升到精馏段的蒸汽中难挥发组分含量相对增加,经过精馏段分离后,塔顶产品中易挥发组分的浓度 $x_D$ 会下降,即 $x_D\downarrow$。
- 对提馏段的影响:提馏段的作用是将下降液体中的难挥发组分进一步提浓。加料口向上移动,提馏段塔板数减少,难挥发组分在提馏段不能充分被分离出来,使得釜液中难挥发组分的含量相对增加。
- 对釜液浓度 $x_W$ 的影响:釜液是从塔底排出的,由于提馏段分离效果变差,釜液中难挥发组分的浓度 $x_W$ 会上升,即 $x_W\uparrow$。