化工原理23闪蒸

一、判断题精馏1.进行蒸馏别离，混合溶液中易挥发组分在气相中的含量较液相中低。

〔×〕2.回流液的作用，是使蒸汽局部冷凝的冷却剂，并使精馏稳定进行。

〔×〕3.通过提馏段物料衡算得出的方程是提馏段操作线方程。

〔√〕4.精馏塔釜的作用，是向最下面一块塔板供给蒸汽。

〔×〕5.精馏〔或蒸馏〕的根本原理为：易挥发组分在气相中的含量大于它在液相中的含量。

〔√〕6.普通精馏操作可别离所有的液体混合物。

〔×〕7.全回流时，精馏所用理论板层数最多。

〔×〕8.精馏是一种既符合传质规律，又符合传热规律的单元操作。

〔√〕9.蒸馏是别离均相液的一种单元操作。

〔√〕10.精馏操作线方程是指相邻两块塔板之间蒸气组成与液体组成之间的关系。

〔√〕11.简单蒸馏属于间歇性操作。

( √ )12.精馏塔的进料板属于精馏段。

( × )13.饱和蒸汽进料的进料线是一条与x轴垂直的直线。

( √ )14.浮阀塔板的特点是造价较高，操作弹性小，传质性差。

〔×〕15.液泛不能通过压强降来判断。

〔×〕16.筛板精馏塔的操作弹性大于泡罩精馏塔的操作弹性。

〔×〕17.精馏过程中，平衡线随回流比的改变而改变。

〔×〕18.蒸馏的原理是利用液体混合物中各组分溶解度的不同来别离各组分的。

〔×〕19.精馏塔发生液泛现象可能是由于气相速度过大，也可能是液相速度过大。

〔√〕20.蒸馏塔总是塔顶作为产品，塔底作为残液排放。

〔×〕21.浮阀塔板结构简单，造价也不高，操作弹性大，是一种优良的塔板。

〔√〕22.精馏操作的回流比减小至最小回流时，所需理论板数为最小。

〔×〕23.精馏是传热和传质同时发生的单元操作过程。

〔√〕24.正常操作的精馏塔从上到下，液体中轻相组分的浓度逐渐增大。

〔×〕25.精馏操作中，回流比越大越好。

〔×〕26.灵敏板温度上升，塔顶产品浓度将提高。

换热器的闪蒸概念闪蒸器是一种用来进行液体蒸发的设备，通常应用于化工、食品加工、环保等行业中。

闪蒸器通过调节温度和压力，使液体在瞬间蒸发成为气体，从而实现物质分离和加热过程。

闪蒸器具有许多优点，如高效、节能、操作简便等，因此在工业领域中广泛应用。

闪蒸器的原理是利用闪蒸点的差异将液体分离成气体和残留液体。

闪蒸点是指在一定压力下液体开始蒸发的温度。

当液体温度超过闪蒸点时，液体会迅速蒸发成气体，从而实现物质的分离和加热过程。

闪蒸器可以通过调节压力和温度来控制液体的闪蒸点，从而实现对液体的处理。

闪蒸器的主要组成部分包括加热部分、闪蒸装置和冷凝部分。

加热部分通常采用蒸汽或热水作为热源，将液体加热至蒸发温度。

闪蒸装置通常由贮存液体的容器、闪蒸阀和分离装置组成。

容器将加热后的液体送入到闪蒸阀中，在阀门的压力控制下，液体瞬间蒸发成气体。

分离装置则用于将气体和残留液体分离出来。

冷凝部分则负责将闪蒸后的气体冷凝成液体，以便于进一步处理和回收利用。

闪蒸器的工作原理主要包括以下几个步骤。

首先，将待处理液体加热至蒸发温度，通常是通过加热系统的加热器来完成。

然后，将加热后的液体送入闪蒸装置中，通过调节闪蒸阀的压力，使液体迅速蒸发成气体。

此时，气体和残留液体通过分离装置进行分离。

最后，将闪蒸后的气体通过冷凝部分进行冷凝，将其转变为液体。

闪蒸器具有很多优点。

首先，由于闪蒸过程非常迅速，能够在瞬间将液体蒸发成气体，因此能够实现高效的物质分离和加热。

其次，闪蒸器采用封闭式操作，能够有效地减少挥发物质的损失，实现低能耗和环保。

此外，闪蒸器结构简单，操作方便，不需要太多的设备和人员，因此具有较低的运行成本。

闪蒸器具有广泛的应用领域。

在化工领域中，闪蒸器常用于溶剂回收、废物处理和精馏等过程中。

在食品加工领域中，闪蒸器可以用于果汁浓缩、酒精提取和食品浓缩等过程中。

在环保领域中，闪蒸器可以用于废气处理和有害物质回收等过程中。

此外，闪蒸器还可以与其他设备组合使用，如蒸发器、蒸馏塔等，进行更复杂的物质处理和回收。

资料]闪蒸Post By：2009-8-27 17:35:52平衡蒸馏和简单蒸馏为单级蒸馏操作过程，通常用于混合物中各组分的挥发度相差较大，对分离要求又不高的场合。

一、平衡蒸馏1. 平衡蒸馏装置与流程平衡蒸馏又称闪急蒸馏，简称闪蒸，是一种连续、稳态的单级蒸馏操作。

平衡蒸馏的装置与流程如图片1-7所示。

被分离的混合液先经加热器加热，使之温度高于分离器压力下料液的泡点，然后通过减压阀使之压力降低至规定值后进入分离器。

过热的液体混合物在分离器中部分汽化，将平衡的汽、液两相分别从分离器的顶部、底部引出，即实现了混合液的初步分离。

【播放动画1-1】平衡蒸馏过程。

【图片1-7】平衡蒸馏装置与流程。

2. 平衡蒸馏过程计算平衡蒸馏计算所应用的基本关系是物料衡算、热量衡算及汽液平衡关系。

以两组分的平衡蒸馏为例分述如下。

（1）物料衡算对图片1-7所示的平衡蒸馏装置作物料衡算，得总物料衡算（1-17）易挥发组分衡算（1-18）式中F、D、W——分别表示原料液、汽相和液相产品流量，kmol/h或kmol/s；、y、x——分别为原料液、汽相和液相产品中易挥发组分的摩尔分率。

若各流股的组成已知，则可解得汽相产品的流量为（1-19）设则式中称为原料液的液化率，则称为原料液的汽化率。

将以上关系代入式1-19并整理，可得（1-20）式1-20表示平衡蒸馏中汽液相组成的关系。

若为定值时，该式为直线方程。

在x–y图上，其代表通过点、斜率为的直线。

（2）热量衡算(1-21)式中Q——加热器的热负荷，kJ/h或kW；F——原料液流量，kmol/h或kmol/s；——原料液的平均比热容，kJ/（kmol·℃）；T——通过加料器后料液的温度，℃；——原料液的温度，℃。

对图片1-7所示的减压阀和分离器作热量衡算，忽略热损失，则(1-22)式中——分离器中的平衡温度，℃；——平均摩尔汽化潜热，kJ/kmol。

原料液离开加热器的温度为(1-23)（3）汽液平衡关系平衡蒸馏中，汽液两相处于平衡状态，即两相温度相等，组成互为平衡。

第2311．试分别计算含苯0.4（摩尔分数）的苯—甲苯混合液在总压100 kPa 和10 kPa 的相对挥发度和平衡的气相组成。

苯（A ）和甲苯（B ）的饱和蒸气压和温度的关系为24.22035.1206032.6lg *A +-=t p 58.21994.1343078.6lg *B +-=t p式中p ﹡的单位为kPa ，t 的单位为℃。

苯—甲苯混合液可视为理想溶液。

（作为试差起点，100 kPa 和10 kPa 对应的泡点分别取94.6 ℃和31.5 ℃） 解：本题需试差计算（1）总压p 总＝100 kPa 初设泡点为94.6℃，则191.224.2206.9435.1206032.6lg *A =+-=p 得 37.155*A =p kPa同理80.158.2196.9494.1343078.6lg *B =+-=p 15.63*B =p kPa4.03996.015.6337.15515.63100A ≈=--=x或 ()k P a04.100kPa 15.636.037.1554.0=⨯+⨯＝总p 则 46.215.6337.155*B*A ===p p α6212.04.046.114.046.2)1(1=⨯+⨯=-+=xxy αα（2）总压为p 总＝10 kPa通过试差，泡点为31.5℃，*A p =17.02kPa ，*B p ＝5.313kPa203.3313.502.17==α681.04.0203.214.0203.3=⨯+⨯=y随压力降低，α增大，气相组成提高。

3．在100 kPa 压力下将组成为0.55（易挥发组分的摩尔分数）的两组分理想溶液进行平衡蒸馏和简单蒸馏。

原料液处理量为100 kmol ，汽化率为0.44。

操作范围内的平衡关系可表示为549.046.0+=x y 。

试求两种情况下易挥发组分的回收率和残液的组成。

解：（1）平衡蒸馏（闪蒸） 依题给条件56.044.01=-=q则 xx q x x q q y 273.125.1156.055.0156.056.011F -=---=---=由平衡方程 0.460.54y x =+ 联立两方程，得y = 0.735， x = 0.4045D F 0.440.44100n n ==⨯kmol = 44kmol%8.58%10055.0100735.044%100FF D =⨯⨯⨯=⨯=x n y n η（2）简单蒸馏44D =n kmol 56W =n kmolW0.55F W100d ln ln56x n x n y x==-⎰即0.5490.5410.5798l n0.540.5490.540.55W x -=-⨯解得 x W = 0.3785()()7683.03785.055.0445655.0W F DW F =-+=-+=x x n n x y%46.61%10055.01007683.044A =⨯⨯⨯=η简单蒸馏收率高（61.46%），釜残液组成低（0.3785）4．在一连续精馏塔中分离苯含量为0.5（苯的摩尔分数，下同）苯—甲苯混合液，其流量为100 kmol/h 。

闪蒸就是高压的饱和液体进入比较低压的容器中后，由于压力的突然降低，这些饱和液体变成一部分的容器压力下的饱和蒸汽和饱和液的现象。

在闪蒸过程中通常用到闪蒸罐，闪蒸罐是一种用于化工生产中的设备，其主要作用是将液体物质转化为气态物质。

工作原理闪蒸的原理是利用物质在不同温度下的饱和蒸气压差异，通过降低压力使液体物质迅速蒸发，从而实现液体物质向气态物质的转化。

闪蒸罐结构闪蒸罐的结构一般由罐体、进料管、出料管、蒸汽管、排气管等组成、其中罐体是闪蒸罐的主体部分，其内部通常采用不锈钢材料制成，具有良好的耐腐蚀、高温和抗压性能。

进料管和出料管分别用于将液体物质输入和输出闪蒸罐，蒸汽则用于将蒸汽输入罐体，排气管则用于排放闪蒸罐内的气体。

物质的沸点是随压力增大而升高，随压力降低而降低。

这样就可以让高压高温流体经过减压，使其沸点降低，进入闪蒸罐。

这时，流体温度高于该压力下的沸点。

流体在闪蒸罐中迅速沸腾汽化，并进行两相分离。

使流体达到汽化的设备不是闪蒸罐，而是减压阀。

闪蒸罐的作用是提供流体迅速汽化和汽液分离的空间。

闪蒸罐的优点在于其能够快速将液体物质转化为气态物质，从而提高生产效率。

此外，闪蒸罐还具有节能、环保等优点，因此其能够在较低的温度下将液态物质转化为气态物质，从而减少能源消耗和环境污染。

水的闪蒸当水在大气压力下被加热时，100℃是该压力下液体水所能允许的温度。

再加热也不能提高水的温度，而只能将水转化成蒸汽。

水在升温至沸点前的过程中吸收的热叫“显热”，或者叫饱和水显热。

在同样大气压力下将饱和水转化成蒸汽所需要的热叫“潜热”。

然而，如果在一定压力下加热水，水的沸点就要比100℃高，所以就要求有更多的显热。

压力越高，水的沸点就高，热含量亦越高。

压力降低，部分显热释放出来，这部分超量热就会以潜热的形式被吸收，引起部分水被“闪蒸”成蒸汽。

闪蒸罐注意点闪蒸罐在设计和使用时需要注意，首先，应该选择合适的液体物质和蒸汽，以确保其在闪蒸罐内的蒸发速度和质量均匀。

闪蒸的原理及应用范围1. 闪蒸的原理闪蒸是一种物质从液相直接转变为蒸汽相的过程，它基于物质的饱和蒸汽压与环境的压力之间的差异，利用高速汽流将液相物质快速加热至饱和或超过饱和温度，使其蒸发形成蒸汽。

闪蒸过程中，蒸汽与液体之间发生瞬时接触，在瞬间传质、传热的过程中完成。

闪蒸的原理可以归结为以下几个关键步骤：•液体加热：利用高速的汽流或蒸汽将液体快速加热至饱和或超过饱和温度。

•液体汽化：高速加热的液体在短时间内达到沸点，发生快速汽化，形成蒸汽。

•蒸汽与液体混合：蒸汽与液体瞬时接触，传质、传热过程发生，使得液体迅速蒸发，并与蒸汽混合。

通过以上步骤的循环，闪蒸可以实现物质从液相到蒸汽相的快速转化。

2. 闪蒸的应用范围闪蒸作为一种节能高效的蒸发技术，具有广泛的应用范围。

以下列举了几个典型的闪蒸应用领域：1.化工行业–蒸馏过程中的装置设计：在化工生产中，蒸馏是一种常用的分离技术，闪蒸作为蒸馏的一种补充方式，在提高蒸馏效率和降低能耗方面具有重要的应用价值。

–溶剂回收：在化工生产中，闪蒸可以应用于有机溶剂的回收，通过快速汽化溶剂，将溶剂与蒸汽分离后回收，实现溶剂的循环利用，减少生产成本。

–浓缩过程中的节能技术：闪蒸可以应用于化工行业的浓缩过程中，通过快速汽化液体，将溶液中的水分蒸发出来，实现浓缩效果，提高生产效率。

2.环保领域–污水处理：闪蒸可以应用于污水处理过程中的浓缩和回收技术，通过闪蒸将废水中的溶解物质进行浓缩，减少废水排放，降低环境污染。

–VOCs处理：VOCs（挥发性有机化合物）是造成大气污染和危害人体健康的主要因素之一，闪蒸可以用于VOCs的回收和浓缩处理，减少VOCs排放，保护环境和人体健康。

3.食品行业–浓缩技术：闪蒸可以应用于食品行业中的果汁、奶制品、酱油等液体产品的浓缩过程，通过快速汽化水分，提高产品的浓度，延长产品的保质期。

–醇类饮料的脱醇：闪蒸可以用于酒精饮料的脱醇过程，通过闪蒸使酒精发生快速汽化，实现酒精和其他成分的分离，调整酒精度以及提取其他饮品中的香气物质。

化工原理（下）练习题一、填空1. 精馏和普通蒸馏的根本区别在于塔内有回流的液体；平衡蒸馏（闪蒸）与简单蒸馏（微分蒸馏）的区别是简单蒸馏为非稳态过程，平衡蒸馏为稳态过程。

2. 双组分精馏，相对挥发度的定义为α＝_V A/V B__，其值越大表明两组分越容易分离。

α＝1时，则两组分不能用普通精馏分离。

3. 精馏的原理是根据汽液混合物挥发度的不同，经过多次的部分汽化和多次的部分冷凝，实现精馏操作的必要条件是塔顶液相回流和塔底上升蒸汽流。

4. 精馏计算中，q值的含义是_进料热状况参数_，其它条件不变的情况下q值越_大__表明精馏段理论塔板数越多，q线方程的斜率(一般)越小。

当泡点进料时，q＝ 1 ，q线方程的斜率＝∞。

5. 最小回流比是指平衡线，提馏段操作线，精馏段操作线，以及q线方程的交点，适宜回流比通常取为 1.1―2.0 倍最小回流比。

6. 全回流操作条件下，精馏段、提馏段的操作线与对角线重叠。

此时传质推动力最大，所需理论塔板数最少。

7. 精馏塔进料可能有 5 种不同的热状况，对于泡点和露点进料，其进料热状况参数q 值分别为 1 和 0 。

8. 气液两相呈平衡状态时，气液两相温度相等，液相组成小于气相组成。

9. 精馏塔进料可能有 5 种不同的热状况，当进料为气液混合物且气液摩尔比为 2 : 3时，则进料热状况参数q值为 3/5 。

10. 对一定组成的二元体系，精馏压力越大，则相对挥发度越大，塔操作温度越低，从平衡角度分析对该分离过程越容易进行。

11．板式精馏塔的操作中，上升汽流的孔速对塔的稳定运行非常重要，适宜的孔速会使汽液两相充分混合，稳定地传质、传热；孔速偏离适宜范围则会导致塔的异常现象发生，其中当孔速过低时可导致__漏液_______，而孔速过高时又可能导致__液泛______。

12. 对于不饱和空气，表示该空气的三个温度，即：干球温度t, 湿球温度t w和露点t d间的关系为_t>t w > t d__________; 对饱和空气则有____t = t w = t d _ _____。