题目
中国大学MOOC: 欲保持塔顶馏出液中轻组分收率不变,将间接蒸汽加热改为直接蒸汽加热,则所需理论版层数NT 。(增大、减小)
中国大学MOOC: 欲保持塔顶馏出液中轻组分收率不变,将间接蒸汽加热改为直接蒸汽加热,则所需理论版层数NT 。(增大、减小)
题目解答
答案
增大
解析
关键知识点:本题考察精馏过程中不同加热方式对理论板层数的影响,需理解间接蒸汽加热与直接蒸汽加热的区别,以及它们对汽相组成和分离效率的作用。
解题核心:
- 间接蒸汽加热:通过换热器间接加热塔底液体,产生的汽相不含额外组分,轻组分浓度较高,分离效率高。
- 直接蒸汽加热:蒸汽直接注入塔底液体中,导致汽相中混入惰性组分(如水蒸气),降低轻组分的相对挥发度,分离效率下降。
- 收率不变条件:为维持相同的轻组分收率,需增加理论板层数以补偿分离效率的降低。
加热方式对汽相组成的影响
- 间接蒸汽加热:汽相主要由塔底液体汽化产生,轻组分浓度较高,传质效率高。
- 直接蒸汽加热:蒸汽直接混合入液体,汽相中包含惰性组分(如水蒸气),轻组分浓度降低,相对挥发度下降。
分离效率与理论板层数的关系
- 相对挥发度降低:直接蒸汽加热引入惰性组分,导致轻组分与重组分的分离难度增加。
- 理论板层数需求:为达到相同的分离效果(即保持收率不变),需要增加理论板层数以弥补传质效率的不足。