题目
5-6 为什么说回流液的逐板下降和蒸气逐板上升是实现精馏的必要条件?

题目解答
答案

解析
精馏的核心在于多次传质过程,而传质需要液体和蒸气两相充分接触。逐板流动确保了每层塔板上都有新的传质机会,从而实现多次分离。若没有逐板流动,两相无法在各层充分接触,分离效果将退化为单一平衡状态(类似平衡蒸馏),无法达到高纯度分离。
1. 精馏的基本原理
精馏通过多次部分汽化和部分冷凝实现分离。回流液从塔顶逐层流下,蒸气从塔底逐层上升,在每层塔板上接触,发生传质:
- 液体中的轻组分(低沸点)进入蒸气相;
- 蒸气中的重组分(高沸点)冷凝进入液相。
2. 逐板流动的作用
- 液体逐板下降:保证每层塔板都有新鲜液体参与传质,避免液体一次性流至塔底导致传质不足。
- 蒸气逐板上升:使蒸气在每层塔板释放重组分,逐步提高轻组分浓度。
3. 若缺少逐板流动的后果
若液体直接流至塔底、蒸气直接上升至塔顶,则:
- 两相仅在塔内形成一次整体接触,无法实现多次传质;
- 分离效果等同于平衡蒸馏,仅能达到一次相平衡,无法获得高纯度产品。