题目
[填空题] 某精馏塔在操作时,加料热状态由原来的饱和液体进料改为冷液进料,且保持F,x,回流比R和提馏段上升蒸汽量V’不变,则此时D(),x(),W(),x()。(增加,不变,减少,无法确定)
[填空题] 某精馏塔在操作时,加料热状态由原来的饱和液体进料改为冷液进料,且保持F,x,回流比R和提馏段上升蒸汽量V’不变,则此时D(),x(),W(),x()。(增加,不变,减少,无法确定)
题目解答
答案
减少,增加,增加,增加。
解析
考查要点:本题主要考查精馏操作中进料热状态变化对塔顶馏出液量(D)、馏出液浓度(x_D)、塔底残液量(W)及残液浓度(x_W)的影响,需结合物料平衡和热量平衡进行分析。
解题核心思路:
- 进料热状态参数q的变化:饱和液体进料(q=1)改为冷液进料(q>1),进料潜热增加。
- 热量平衡调整:冷液进料需吸收更多热量,导致塔顶冷凝器和塔底再沸器的热负荷变化。
- 物料平衡关系:F=D+W,D与W的总量由进料量F固定,但分配比例受q影响。
- 分离效果分析:q增大时,精馏段分离效率可能提升,导致x_D和x_W变化。
破题关键点:
- q增大时,D减少,W增加(因冷液需更多热量,残液需携带多余潜热)。
- x_D和x_W均增加(分离效果增强,塔顶轻组分富集,塔底重组分富集)。
物料平衡与热量平衡分析
- 物料平衡:总物料守恒为 $F = D + W$,D与W的总量由F固定,但分配比例由q决定。
- 热量平衡:冷液进料(q>1)需吸收额外热量,导致塔底再沸器需提供更多蒸汽(V’不变时,W需增加以补偿热量)。
D与W的变化
- D减少:q增大时,进料潜热增加,需更多残液W携带热量,导致D减少。
- W增加:W需补偿冷液进料吸收的热量,故W增大。
x_D与x_W的变化
- x_D增加:q增大使精馏段分离效率提高,塔顶轻组分富集程度增强。
- x_W增加:塔底需处理更多重组分,残液中重组分浓度升高。