4蒸馏和吸收塔设备

化工行业设备分类标准一、引言化工行业是国民经济的重要支柱，其涉及的设备和装置种类繁多。

为了更好地管理和维护这些设备，有必要制定一套统一的分类标准。

本文将从用途和操作原理两个方面对化工行业设备进行分类，以便更好地满足实际生产和操作的需求。

二、按用途分类1.反应设备反应设备是化工生产的核心设备，主要用于完成化学反应过程。

根据反应物料的种类和操作方式，反应设备可分为间歇反应器和连续反应器。

间歇反应器通常适用于批量生产，而连续反应器则适用于大规模、连续化的生产过程。

2.分离设备分离设备主要用于将混合物中的各个组分进行分离或提纯。

常见的分离设备包括蒸馏塔、吸收塔、萃取塔、过滤器、离心机等。

这些设备通过不同的原理和方法，将混合物中的不同组分进行分离或提纯。

3.储存设备储存设备主要用于储存液体、气体或固体物料。

根据物料的性质和储存要求，储存设备可分为储罐、储池、仓库等。

这些设备需满足防泄漏、防火、防爆等安全要求。

4.换热设备换热设备主要用于热量传递和温度控制。

常见的换热设备包括散热器、加热器、冷凝器等。

这些设备通过不同的传热原理，实现热量的传递和交换。

5.输送设备输送设备主要用于物料的输送和搬运。

常见的输送设备包括泵、压缩机、风机、输送带等。

这些设备根据物料特性和输送要求，选择合适的动力系统和传动方式，以实现物料的输送和搬运。

三、按操作原理分类1.机械操作原理类设备这类设备主要依靠机械力作用来完成操作任务，如离心机、过滤机等。

它们通过机械运动和力的作用，实现物料的分离、粉碎或混合等操作。

2.传热操作原理类设备这类设备主要依靠热能传递来实现操作目的，如散热器、加热器等。

它们通过热传导、热对流或热辐射等方式，实现物料的加热、冷却或保温等操作。

3.传质操作原理类设备这类设备主要依靠物质传递来完成操作任务，如蒸馏塔、吸收塔等。

它们通过物质的吸附、吸收、解吸等过程，实现物质的分离、提纯或混合等操作。

4.化学反应操作原理类设备这类设备主要依靠化学反应来实现操作目的，如反应釜、合成塔等。

《化工原理-下》课程教学大纲课程编号：CHET2017课程类别：学科基础课程授课对象：化学工程与工艺专业开课学期：春季学分：2学分主讲教师：朱秀林、程振平、张正彪等指定教材：夏清，陈长贵主编，《化工原理》（下册），天津科学技术出版社，2006年第七章蒸馏课时：6周，共12课时教学内容第一节两组分溶液的气液平衡一、相律和相组成教学要点：相律，质量分数与摩尔分数的换算二、两组分理想物系的气液平衡教学要点：用饱和蒸气压表示气液平衡关系，相对挥发度，t-x-y图，x-y图三、两组分非理想物系的气液平衡教学要点：恒沸组成，t-x-y图，x-y图第二节平衡蒸馏和简单蒸馏一、平衡蒸馏教学要点：平衡蒸馏的流程及计算二、简单蒸馏第三节精馏原理和流程一、精馏原理及操作流程教学要点：部分汽化与冷凝，精馏段，提馏段第四节两组分连续精馏的计算一、理论板的概念及恒摩尔流的假定教学要点：理论板，恒摩尔液流，恒摩尔气流二、物料衡算和操作线方程教学要点：全塔物料衡算，精馏段的操作线方程，提馏段的操作线方程三、进料热状况的影响教学要点：加料板，进料热状况参数四、理论板的求法教学要点：逐板计算法，图解法，进料方程五、几种特殊情况时理论板层数的求法教学要点：直接蒸气加热，多侧线塔六、回流比的影响及其选择教学要点：全回流，最少理论板层数，芬斯克方程，最小回流比，适宜回流比的选择七、简捷法求理论板层数，塔高和塔径的计算教学要点：吉利兰图及应用，塔高的计算，塔径的计算八、连续精馏装置的焓衡算及精馏塔的操作和调节教学要点：冷凝负荷，再沸器的热负荷，精馏过程的节能，影响精馏操作的主要因素，精馏塔的控制和调节第五节间歇精馏一、回流比恒定时间歇精馏的计算教学要点：确定理论板层数，瞬间x D和x W的关系，釜液量的计算二、溜出液组成恒定的间歇精馏的计算教学要点：理论板层数的确定，x W和R的关系，气化量的计算第六节恒沸精馏和萃取精馏一、恒沸精馏教学要点：原理及特点二、萃取精馏教学要点：原理及特点第七节多组分精馏一、流程方案的选择教学要点：精馏塔的数目，流程方案的选择二、多组分物系的气液平衡教学要点：理想系统的气液平衡，非理想系统的气液平衡，相平衡常数的应用 三、关键组分的概念及各组分在塔顶和塔底产品中的分配教学要点：关键组分的概念，清晰分割四、最小回流比，简捷法确定理论板层数教学要点：轻重关键组分，吉利兰图思考题：1、压强对气液平衡有何影响？一般如何确定精馏塔的操作压强？2、进料量对塔板层数有无影响？为什么？3、对不正常形状的气液平衡曲线，是否必须通过曲线的切点来确定最小回流比R min，为什么？4、通常，精馏操作回流比R = (1~2) R min，试分析根据哪些因素确定倍数的大小。

名校考研真题第8章蒸馏和吸收塔设备一、填空题1．一逆流操作的常压填料吸收塔，拟用清水吸收混合气所含的少量溶质。

入塔气体中含1%（体积%），经吸收后要求溶质被回收80%。

已知平衡线的关系为y =x ，则最小液气比为。

[浙江大学2004研]【答案】0.8【解析】最小液气比公式：D e min e ex y R y x -=-代入已知数据：b a b b *minb b 20%0.8/y y y y L G x y m --⨯⎛⎫=== ⎪⎝⎭则最小液气比为0.8。

二、选择题1．在下列物系中，不宜用填料塔操作的是（）。

[四川大学2008研]A．易起泡物系B．热敏性物料C．腐蚀性物系D．有固体悬浮物的物系【答案】D【解析】填料塔用于塔径小，真空操作易起泡，腐蚀性物系，热敏性物系，不宜处理聚合或含有固体悬浮的物系。

三、简答题1．何谓填料塔的载点、泛点？何谓填料层的等板高度？[江苏工业学院2008研]答：当无液体喷淋即喷淋量L 0=0时，干填料的∆p /z ～u 的关系是直线，其斜率为1.8～2.0。

当有一定的喷淋量时，∆p /z ～u 的关系变成折线，并存在两个转折点，下转折点称为“载点”，上转折点称为“泛点”。

达到“载点”后，随着气体流量的增大，明显阻止液体下降，压降曲线变陡，气液两相流动的交互影响便得比较明显。

“泛点”为刚刚出现液泛现象时的点。

填料层的等板高度（HETP）是指填料塔一块理论板所对应的填料层高度。

2．现需标定不锈钢压延孔环散装填料的空隙率和当量高度，试设计实验方案（绘出示意图和标出重要仪表），并简述测试步骤。

在塔径一定时，对填料的尺寸有何要求？[清华大学2001研]答：在大量筒内填充量筒体积五分之四的不锈钢压延孔环散装填料，读出此时不锈钢压延孔环散装填料的体积（V ）。

用量杯量取一定量的水，记录杯中水的体积，将量杯里的水徐徐注入不锈钢压延孔环散装填料的空隙内，直至水淹没不锈钢压延孔环散装填料，计算出水的用量（1V ）。

蒸馏设备工作原理蒸馏设备是一种常见的工业设备，用于分离液体混合物中的成分。

其工作原理基于液体的沸点差异，通过加热液体混合物，使沸点较低的成分先蒸发，然后经过冷凝，最终得到纯净的目标成分。

本文将详细介绍蒸馏设备的工作原理。

一、蒸馏设备分类蒸馏设备根据其结构和工作原理的不同，一般可以分为以下几种类型：1. 管式蒸馏设备：由垂直安装的角钢管组成，其中液体在管内向上运动，蒸汽则从管顶部向下流动。

这种设备适用于处理高沸点液体的分离。

2. 塔式蒸馏设备：由一系列并列、相互连接的塔板构成，每个塔板上设置有装有填料的塔壳，液体和蒸汽通过塔板交替流动，以增强萃取效果。

3. 回流式蒸馏设备：液体通过一个带有冷凝器的封闭系统循环流动，其中一部分液体通过冷凝器冷凝成液体，回流到塔底，形成反复的蒸馏过程。

二、蒸馏设备的工作原理简要描述如下：1. 加热过程：将混合物加热至其中成分的沸点。

沸点较低的成分先开始蒸发，而沸点较高的成分则滞留在液体中。

2. 蒸汽冷凝：蒸发的成分从加热区域进入冷凝区域，通过冷凝器冷凝成液体。

冷凝器通常采用水冷或空气冷却，以保持较低的温度。

3. 分离收集：冷凝后的液体通过收集装置收集，蒸发过程中滞留在液体中的成分则留在原容器中。

4. 控制参数：蒸馏过程通常需要控制参数，如加热温度、冷凝器冷却效果、液位等，以确保有效分离目标成分。

三、蒸馏设备应用蒸馏设备在各个行业都有广泛的应用，例如：1. 石油化工领域：用于石油分馏、天然气提纯、石油加工等。

2. 医药制造领域：用于制造药品，如提取纯化药物分子。

3. 食品和饮料行业：用于酿造、酒精分离、精制植物油等。

4. 环境保护产业：用于处理废水、废气等，以去除有害物质。

5. 实验室研究：用于合成有机物和分离化合物。

四、蒸馏设备的优点和局限性蒸馏设备具有以下优点：1. 分离效果好：能够高效分离液体混合物中的成分，获得高纯度的目标物质。

2. 适用广泛：适用于多种行业和领域，具有很大的应用潜力。

天津大学化工原理考研真题资料（含参考书信息） 天津大学自2013年开始不再指定考研参考书目，官方仅提供考研大纲，这对于备考的研友来讲提出了更高要求。

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在编写过程中，强调体现“化工原理”课程的工程特色，以培养读者解决工程实际问题的能力为目标。

本书包括流体流动与输送机械、非均相物系分离、传热、蒸发、气体吸收、蒸馏、固体干燥等章。

每章均包括联系图、疑难解析、工程案例、例题详解、习题精选五部分内容。

通过这些环节，使读者巩固基本概念，引导读者思考、分析并解决工程实际问题。

本书可作为化学工程与工艺及相关专业的“化工原理”课程学习的辅导教材，同时亦可作为“化工原理”课程硕士研究生入学考试辅导用书。

②考研指定参考教材柴诚敬主编《化工流体流动与传热》第一版本书是普通高等教育“十一五”国家级规划教材。

以重新整合课程体系、更新教学内容为主导思想，将现行的《化工原理》和《化工传递过程基础》有机融合，并适当吸取《化工分离过程》的相关内容，探索建立新体系教材。

本套教材按两本书编写，第一本为《化工流体流动与传热》(第二版)，除绪论外，内容包括：流体流动基础、流体输送机械、颗粒与流体间的相对运动、液体搅拌、传热过程基础、换热器及蒸发共七章；第二本为《化工传质与分离过程》(第二版)，除绪论外，内容包括：传质过程基础、气体吸收、蒸馏、气液传质设备、液—液萃取、固体物料干燥、其他传质与分离过程共七章。

每章都编入较多的例题，章末有习题和思考题，习题附有参考答案。

③贾绍义、柴诚敬主编《化工传质与分离过程》第一版本教材配套《化工流体流动与传热》。

《传质与分离工程》教学大纲适合专业：化工类、化工机械等相关专业学时：56 学分：3一、课程性质、目的、要求本课程是化工及相关专业的一门专业基础课。

通过本课程的教学使学生掌握传质的基础理论和主要传质单元操作过程的基本原理和典型设备的构造、工艺设计计算。

本课程课内外学时比为1：2。

二、先修课程先修课程为高等数学、普通物理、物理化学、力学、工程制图及计算机算法语言、流体力学与传热等课程。

三、各单元的时数分配l、蒸馏 12 学时2、吸收 12 学时3、蒸馏和吸收塔设备 6 学时4、干燥 12 学时5、液液萃取及其他选讲内容 6 学时6、新型分离技术 8 学时以上1-4内容为各专业必修内容，5-6可结合专业选讲内容。

总结、习题课和期中测验时间不包括在上述学时内。

四、课程考核方式本课程考核方式：期中测验由任课教师自定和课程结束前全校统考。

五、所用教材天津大学姚玉英等编《化工原理》下册六、课程的基本要求和各单元具体内容第一章蒸馏精馏过程的主要问题：Δ精馏原理；双组分溶液的气液相平衡（理想溶液与非理想溶液，拉乌尔定律；气液平衡图；t-x(y)图与x-y图；总压对x-y图的影响；恒沸点概念；挥发度与相对挥发度；平衡蒸馏、简单蒸馏及精馏的区别；利用t-x(y)图说明精馏原理。

Δ双组分连续精馏塔的计算：全塔物料衡算；理论塔板的概念；求取理论塔板数的途径；精馏段操作线方程；提馏段操作线方程；两操作线交点的轨迹——q线方程；逐板法及图解法求理论塔板数；不同进料状态的比较；回流比的确定（最小回流比，全回流与操作回流比）；进料装置的热量衡算；确定操作压强的原则；多侧线精馏塔的操作线；塔釜采用直接蒸汽加热时的操作线；理论塔板数的捷算法；等板高度；分凝器应用场所。

间歇精馏的基本概念：特殊精馏，萃取精馏与恒沸精馏的原理、流程、应用和场合；水蒸汽蒸馏的基本概念及适用场合。

多组分精馏的特点。

第二章吸收概述：吸收在化工中的应用；吸收剂、吸收质与惰性气体；填料塔的构造；吸收过程的主要问题。

化工设备知识培训–塔设备基础知识一、塔设备概述塔设备是化工生产中常见的一种设备，它主要用于气体或液体的分离、净化和反应。

塔设备的主要组成部分包括塔底、塔体、塔顶以及进出料管道等。

二、塔设备的分类塔设备根据不同的工作原理和结构形式可以分为多种类型，常见的塔设备包括萃取塔、吸收塔、吸附塔、蒸馏塔等。

2.1 萃取塔萃取塔主要用于分离混合物中的有机物质，它通过溶剂将混合物中的目标组分分离出来。

萃取塔一般由填料、萃取液进入装置和混合物进入装置的管道等组成。

2.2 吸收塔吸收塔主要用于气体吸收液体中的溶质，常用于气体净化和气体分离过程中。

吸收塔的主要组成部分包括填料、入口喷头、气体进出口口和液体进出口等。

2.3 吸附塔吸附塔主要用于吸附物质的分离和净化，常见的应用是通过将固体吸附剂与流体接触，将流体中的目标分子吸附在吸附剂表面或孔隙中。

吸附塔的主要组成部分包括填料、进出料管道、吸附剂装置等。

2.4 蒸馏塔蒸馏塔主要用于对混合液进行精馏，根据组分的沸点差异，将混合液分离为不同的组分。

蒸馏塔的主要组成部分包括塔壳、塔盘、回流管、塔顶和塔底等。

三、塔设备的工作原理塔设备的工作原理主要有物理吸附、化学反应、萃取、吸收和蒸馏等几种。

3.1 物理吸附物理吸附是指分子或离子间的相互作用力使之附着在固体表面。

物理吸附主要是靠分子之间的范德华力和静电作用力实现的。

3.2 化学反应化学反应是指通过化学变化达到分离、净化或反应的目的。

化学反应一般需要适当的温度和压力条件下进行。

3.3 萃取萃取是指通过溶剂将混合物中的目标组分分离出来。

萃取过程中，溶剂与混合物中的物质之间发生物理或化学作用，将目标组分转移到溶剂中。

3.4 吸收吸收是指气体通过与液体接触，将气体中的溶质吸附到液体中的过程。

吸收过程中，气体与液体之间发生物理或化学作用，使溶质从气体相转移到液体相。

3.5 蒸馏蒸馏是指利用混合液中不同组分的沸点差异，通过加热使其中的易挥发组分先蒸发，然后冷凝为液体，从而实现混合液的分离。

华南理工大学化工原理下册复习试题四（吸收、干燥、蒸馏、塔式气液传质设备）一、概念题（共45分）1、（ 2分）对于难溶气体，吸收时属于液膜（液相阻力）控制的吸收，强化吸收的手段是增加液体流率。

2、（2分）某气体用水吸收时，在一定浓度范围内，其气液平衡线和操作线均为直线，其平衡线的斜率可用相平衡（m)常数表示,而操作线的斜率可用L/G表示.3、（2分）在气体流量,气相进出口组成和液相进口组成不变时，若减少吸收剂用量，则传质推动力将减小，操作线将靠近平衡线。

4、（ 3分）对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统,当总压增加时，亨利系数E不变,相平衡常数m减少，溶解度系数H不变（增加、减少、不变）。

5、（ 2分）操作中，若提馏段上升蒸汽量V增加，而回流量和进料状态（Ｆ, x F,q)仍保持不变，则R_减少____，/L V_减少___。

(增加、减少、不变）。

6、( 3分)精馏塔设计中，回流比越_大___所需理论板数越少，操作能耗___大__ 。

但随着回流比的逐渐增大，操作费和设备费的总和将呈现_先减小后增大______变化过程.7、（2分)混合液两组分的相对挥发度愈小,则表明用蒸馏方法分离该混合液愈_B__。

A容易; B困难; C完全；D不完全8、（2分)操作中的精馏塔，保持F,x F,q，D不变,若采用的回流比R< Rmin，则x D_B___,x Ww__A__。

A变大， B变小， C不变， D不一定9、( 2分）板式塔对传质过程最有利的理想流动条件是在总体上使两相呈逆流流动，在每一块塔板上两相呈均匀的错流接触。

10、( 2分)负系统喷射状态操作有利, 正系统泡沫状态操作有利。

11、（ 4分) 板式塔内主要的非理想流动有液沫夹带、气泡夹带、气体沿塔板的不均匀流动、液体沿塔板的不均匀流动。

12、（2分）等板高度HETP是分离效果相当于一块理论板的填料层高度。

13、（ 2分）溶液结晶可通过降温、浓缩两种方法造成过饱和度。

第一章蒸馏1. 压力对蒸馏过程的汽液平衡关系有何影响，如何确定精馏塔的操作压力？2. 挥发度与相对挥发度有何不同，相对挥发度在精馏计算中有何重要意义？3. 为什么说理论板是一种假定，理论板的引入在精馏计算中有何重要意义？4. 在分离任务一定时，进料热状况对所需的理论板层数有何影响?5. 进料量对理论板层数有无影响，为什么?6. 全回流操作的特点是什么，有何实际意义？7. 对不正常形状的汽液平衡曲线，是否必须通过曲线的切点来确定，为什么?8. 精馏操作回流比通常为，试分析根据哪些因素确定倍数的大小?9. 若精馏塔塔顶采用分凝器－全凝器冷却方式，在求解理论板层数时应注意什么?10.在精馏过程中，影响塔板效率的因素是什么?第二章气体吸收1. 温度和压力对吸收过程的平衡关系有何影响?2. 亨利定律为何具有不同的表达形式?3. 摩尔比与摩尔分数有何不同，它们之间的关系如何?4. 分子传质(扩散)与分子传热(导热)有何异同?5. 在进行分子传质时，总体流动是如何形成的，总体流动对分子传质通量有何影响?6. 讨论传质的机理、吸收过程的机理的意义是什么?7. 双膜模型，溶质渗透模型和表面更新模型的要点是什么，各模型求得的传质系数与扩散系数有何关系，其模型参数是什么?8. 吸收速率方程为何具有不同的表达形式?9. 传质单元高度和传质单元数有何物理意义?第三章蒸馏和吸收塔设备1．评价塔板性能的指标有哪些方面，开发新的塔板应考虑哪些问题？2．塔板上有哪些异常操作现象，它们是如何形成的，如何避免这些异常操作现象的发生？3．塔板负荷性能图的意义是什么？4．塔板有哪些主要类型，各有什么特点，如何选择塔板类型？5．综合比较板式塔与填料塔的特点，说明板式塔和填料塔各适用于何种场合？6．评价填料性能的指标有哪些方面，开发新型填料应注意哪些问题？7．填料有哪些主要类型，各有什么特点，如何选择填料？8．填料塔的流体力学性能包括哪些方面，对填料塔的传质过程有何影响？第四章液-液萃取1．如何选择萃取操作的温度？2．压力对萃取分离效果有何影响？3．如何确定单级萃取操作中可能获得的最大萃取液组成？对于>1和<1两种情况确定方法是否相同？4．如何选择萃取剂用量或溶剂比？5．对于组分B、S部分互溶的物系如何确定最小溶剂用量？6．超临界流体萃取有何特点？7．根据哪些因素来决定是采用错流还是逆流操作流程？第五章固体物料的干燥1. 当湿空气的总压变化时，湿空气H–I图上的各线将如何变化? 在t、H相同的条件下，提高压力对干燥操作是否有利? 为什么?2. 测定湿球温度tw和绝热饱和温度tas时，若水的初温不同，对测定的结果是否有影响？为什么？3. 如何区别结合水分和非结合水分？4. 当空气的t、H一定时，某物料的平衡湿含量为X*，若空气的H下降，试问该物料的X*有何变化？5. 采用一定湿度的热空气干燥湿物料，被除去的水分是结合水还是非结合水？为什么？。

第3章蒸馏和吸收塔设备一、选择题1.下述说法中错误的是（）。

A、板式塔内气液逐级接触，填料塔内气液连续接触B、精馏用板式塔，吸收用填料塔C、精馏既可以用板式塔，又可以用填料塔D、吸收不可以用板式塔，但可以用填料塔2.在精馏塔的设计中，设计思想是：在全塔汽液两相总体呈（）接触，而在每一块塔板上汽液两相以（）方式接触。

A、逆流B、并流C、错流D、不确定3.溢流液泛是由于（）造成的。

A、降液管通过能力太小B、液流分布不均匀C、塔板上严重漏液D、液相在塔板间返混4.下列属于错流塔板的有（）。

A、喷射塔板B、浮阀塔板C、舌形塔板D、浮舌塔板5.下面三类塔板相比较，操作弹性最大的是（），单板压降最小的是（），造价最低的是（）。

A、筛板塔B、浮阀塔C、泡罩塔6.在板式塔设计中，加大板间距，负荷性能图中有关曲线的变化趋势是：液泛线（），液沫夹带线（），漏液线（）。

A、上移B、不变C、下移D、不确定二、填空题7.填料的种类很多，大致可分为实体填料和网体填料两大类，请写出三种常见的填料的名称___________、___________、_______________。

8.填料塔的塔径与填料直径之比不能太小，一般认为比值至少要等于_______。

填料塔适宜的空塔气速一般可取_______气速的50%~80%。

9.筛板塔两相接触的传质面积为。

若处理的液体量很大或塔径很大时，一般采用，以达到的目的。

10.板式塔与填料塔比较：精馏操作中，对易起泡体系应选用塔更适合；对热敏性物系，精馏塔此时应选用塔更适合。

11.填料塔的持液量增加，则压降，动力消耗，汽液允许流速度。

12.写出三种常见填料的名称 _______、____________、________ 。

13.写出三种常用板式塔的名称、、。

14.在浮阀塔的负荷性能图中，塔的适宜操作范围通常是由下列5条边界线圈定的；雾沫夹带线：液泛线：_____________、_____________、____________。