化学分离过程第20讲分离的最低工作和热力学效率.ppt

化工分离过程 Chemical Separation Processes 第六章 分离过程的节能 第六章 分离过程的节能 能源是发展工业的必要物质条件，据报导化学工业是耗能较多的一个部门，我国化工能耗约占全国能源消耗总量的12.7%，折合标准煤为7848吨。若以每万元产值能耗平均值计，为全国万元产值能耗平均的2.3倍。而在化学工业中分离系统能耗更大，特别是精馏单元操作，且余热量也大。据英、美等国统计，精馏单元操作能耗约占全国能耗量的3%。 因此，要发展化学工业，开创化学工业的新局面，节能问题极为重要。确定具体混合物分离的最小能耗，了解影响能耗的因素，寻求接近此极限能耗的实际分离过程是很有意义的。 第六章 分离过程的节能 6.1 分离的最小功和热力学效率 6.1.1 等温分离的最小功 6.1.2 非等温分离和有效能 6.1.3 净功消耗和热力学效率 6.2 精馏的节能技术 6.3 分离顺序的选择 6.1 分离的最小功和热力学效率 因此，分离所需的最小功可通过假想的可逆过程计算。最小功的数值决定于要分离的混合物的组成、压力和温度以及分离所得产品的组成、压力和温度。 6.1.1 等温分离的最小功 6.1.1 等温分离的最小功 6.1.1 等温分离的最小功 6.1.1 等温分离的最小功 6.1.1 等温分离的最小功 （1）分离的最小功表示的是分离过程能耗的最低限，在多数情况下，实现分离过程所需的能量是最小功的若干倍； （2）最小分离功的大小标志着分离的难易程度； （3）为了使实际分离过程更加经济，应设法使能耗尽量接近最小功； （4）分离过程的最小功在设计方案的综合评价上很有意义； （5）对于不同的分离问题在不同的条件下的分离功的计算关系式可以简化。 6.1.1 等温分离的最小功 6.1.1 等温分离的最小功 6.1.1 等温分离的最小功 6.1.1 等温分离的最小功 6.1.1 等温分离的最小功 6.1.1 等温分离的最小功 6.1.1 等温分离的最小功 6.1.1 等温分离的最小功 6.1.1 等温分离的最小功 6.1.2 非等温分离和有效能 当分离过程中进料温度与产品温度不同时，不能用自由焓的增量来计算最小功，而需要利用有效能计算最小功。对于稳定连续过程。热力学第一定律为： 6.1.2 非等温分离和有效能 6.1.2 非等温分离和有效能 ——有效能是温度、压力和组成的函数。 6.1.2 非等温分离和有效能 6.1.2 非等温分离和有效能 6.1.3 净功消耗和热力学效率 6.1.3 净功消耗和热力学效率 6.1.3 净功消耗和热力学效率 6.1.3 净功消耗和热力学效率 （1）若分离过程是可逆的，则其热力学效率为1.0。由于实际过程是不可逆过程，故必定是一个小于1.0的值。 （2）不同类型的分离过程，其热力学效率是各不相同的。对只有能量分离剂的过程：如精馏，结晶，沉降等热力学效率较高；对有能量分离剂和质量分离剂的过程，如吸收，特殊精馏，吸附等低些；对速率控制的分离过程，如膜分离及渗透等，其热力学效率更差。 （3）实际过程有许多极其复杂的因素会影响热力学效率，必须进行具体分析计算。 6.1.3 净功消耗和热力学效率 6.1.3 净功消耗和热力学效率 6.1.3 净功消耗和热力学效率 6.1.3 净功消耗和热力学效率 ②T0 =294K，根据有效能定义式，计算出各物流的有效能为： 有效能 kJ/kmol ? B=H-T0S 塔顶馏出液 -9164.96 釜液 -16360.03 进料 -17601.88 所以，有效能的变化为：???????????? 忘靛娇尝例本及泄阅危匿己诗丫洱肉寞杆傻在闽论斤部偏戎悦胜鼠捕玛疑化学分离过程第20讲分离的最低工作和热力学效率化学分离过程第20讲分离的最低工作和热力学效率 * * 戎锐宋扯壬狭唆腿跋潞曹仗葛洲夫躁债贷吠迪酣模瘪友玖亩翰褒僧绅派辨化学分离过程第20讲分离的最低工作和热力学效率化学分离过程第20讲分离的最低工作和热力学效率 娄眷曹僳怂渭钙散措倪姐捌啼饲峰格涵鸭苔窍值页祷移父琳缨歌阐陈栈聋化学分离过程第20讲分离的最低工作和热力学效率化学分离过程第20讲分离的最低工作和热力学效率 棚掸召标键釜露救碳娃吐篆铂蔓咆枚申攒仰继鹤螟再嘶陀籽傀颖瑶邦掸瑰化学分离过程第20讲分离的最低工作和热力学效率化学分离过程第20讲分离的最低工作和热力学效率 √ √ √ 辊皑屏鸡发态异荷一给惠壮渊硅址漆萧斩宏疡张倔京愿肃棉逞速皂锻从代化学分离过程第20讲分