题目
某精馏塔，冷液进料。由于前段工序的原因，使进料量 F 增加，但 x_F、q、R、V' 不变，则 L____、V____、L'____、D____、W____、x_D____、x_W____。（填“增加、减少、不变”）
某精馏塔，冷液进料。由于前段工序的原因，使进料量 F 增加，但 $x_F$、$q$、R、$V'$ 不变，则 $L$____、$V$____、$L'$____、$D$____、$W$____、$x_D$____、$x_W$____。（填“增加、减少、不变”）
题目解答
答案
根据题目条件：
1. $ V = V' - (q - 1) F $，$ F $ 增加导致 $ V $ 减少。
2. $ V = (R + 1) D $，$ V $ 减少且 $ R $ 不变，故 $ D $ 减少，$ L = R D $ 也减少。
3. 总物料平衡 $ W = F - D $，$ F $ 增加且 $ D $ 减少，故 $ W $ 增加。
4. 提馏段 $ L' = V' + W $，$ V' $ 不变，$ W $ 增加，故 $ L' $ 增加。
5. 精馏段分离能力下降，$ x_D $ 减少；提馏段回流增加，$ x_W $ 增加。
综上：
- $ L $ 减少
- $ V $ 减少
- $ L' $ 增加
- $ D $ 减少
- $ W $ 增加
- $ x_D $ 减少
- $ x_W $ 增加
解析
本题主要考察精馏塔的物料衡算关系以及进料量变化对精馏塔各参数的影响。解题的关键在于依据精馏塔的物料衡算公式，结合题目所给条件，逐步分析各参数的变化情况。
- 分析 $V$ 的变化：
- 精馏塔中，提馏段上升蒸汽量 $V'$ 与精馏段上升蒸汽量 $V$ 的关系为 $V = V' - (q - 1)F$。
- 已知 $q$、$V'$ 不变，进料量 $F$ 增加，因为 $(q - 1)$ 为常数，$F$ 增大则 $(q - 1)F$ 增大，$V'$ 不变，所以 $V$ 减少。
- 分析 $D$ 和 $L$ 的变化：
- 精馏段上升蒸汽量 $V$ 与塔顶馏出液量 $D$ 的关系为 $V = (R + 1)D$。
- 已知 $R$ 不变，$V$ 减少，由 $D=\frac{V}{R + 1}$ 可知，$V$ 减小则 $D$ 减少。
- 精馏段下降液体量 $L$ 与塔顶馏出液量 $D$ 的关系为 $L = RD$，$R$ 不变，$D$ 减少，所以 $L$ 减少。
- 分析 $W$ 的变化：
- 根据总物料衡算，进料量 $F$、塔顶馏出液量 $D$ 和塔底釜残液量 $W$ 满足 $W = F - D$。
- 已知 $F$ 增加，$D$ 减少，所以 $W$ 增加。
- 分析 $L'$ 的变化：
- 提馏段下降液体量 $L'$ 与提馏段上升蒸汽量 $V'$ 和塔底釜残液量 $W$ 的关系为 $L' = V' + W$。
- 已知 $V'$ 不变，$W$ 增加，所以 $L'$ 增加。
- 分析 $x_D$ 和 $x_W$ 的变化：
- 由于 $L$ 减少，精馏段的分离能力下降，导致塔顶馏出液组成 $x_D$ 减少。
- 因为 $L'$ 增加，提馏段的回流增加，使得塔底釜残液组成 $x_W$ 增加。