题目
精馏塔设计时,若 F, x f, x D, x W, V '(塔釜上升蒸汽量)均为定值,将进料状况 从 q =1改为 q>1,则理论板数( C ),塔顶冷凝器热负荷( A ),塔釜再沸 器热负荷( )A. 减少B. 不变C. 增加D. 不确定
精馏塔设计时,若 F, x f, x D, x W, V '(塔釜上升蒸汽量)均为定值,将进料状况 从 q =1改为 q>1,则理论板数( C ),塔顶冷凝器热负荷( A ),塔釜再沸 器热负荷( )
A. 减少
B. 不变
C. 增加
D. 不确定
题目解答
答案
B. 不变
解析
考查要点:本题主要考查精馏塔设计中进料状态变化对理论板数、冷凝器及再沸器热负荷的影响,需结合精馏基本原理和热量平衡分析。
解题核心思路:
- 理论板数:由分离要求(进料组成、产品纯度)和操作条件决定,与进料状态无关,当分离要求不变时,理论板数不变。
- 塔顶冷凝器热负荷:取决于塔顶蒸汽量和组成,题目中塔釜上升蒸汽量$V'$固定,且产品组成不变,故热负荷不变。
- 塔釜再沸器热负荷:取决于塔釜排出液体量和组成,题目中塔釜产品量$W$和组成$x_W$固定,故热负荷不变。
破题关键:明确各参数的决定因素,抓住题目中“$V'$为定值”这一隐含条件,推导热量平衡关系。
理论板数
- 关键结论:理论板数仅由分离要求($x_f, x_D, x_W$)和进料热状态参数$q$以外的变量决定。
- 分析:题目中$F, x_f, x_D, x_W$均固定,且$q$的变化通过调整回流比等操作变量维持$V'$不变,因此理论板数不变。
塔顶冷凝器热负荷
- 关键公式:热负荷$Q_{\text{冷}} = V_D h_{\text{vap}}$($V_D$为塔顶蒸汽量,$h_{\text{vap}}$为汽化潜热)。
- 分析:$V'$固定且$x_D$不变,塔顶蒸汽量$V_D$和汽化潜热$h_{\text{vap}}$均不变,故热负荷不变。
塔釜再沸器热负荷
- 关键公式:热负荷$Q_{\text{再沸}} = W h_{\text{liq}}$($W$为塔釜排出液体量,$h_{\text{liq}}$为液相热容)。
- 分析:$W$和$x_W$固定,液相热容$h_{\text{liq}}$不变,故热负荷不变。