q線方程

q線方程就是精餾段操作線方程和提餾段操作線方程交點的軌跡方程,也稱為進料方程。 q線方程為: y=﹛q/(q-1)﹜x-﹛1/(q-1)﹜xF

符號說明

q:進料的熱狀態參數,定義為q=(Lˊ-L)/F。

x:摩爾分數。

F:原料流量,單位,kmol/h。

D:塔頂餾出液量,單位,kmol/h。

W:塔釜殘液量,單位,kmol/h。

V:精餾段內每塊塔板上升的蒸氣物質的量流量,單位,kmol/h。

V':提餾段內每塊塔板上升的蒸氣物質的量流量,單位,kmol/h。

L:精餾段內每塊塔板下降的蒸氣物質的量流量,單位,kmol/h。

Lˊ:提餾段內每塊塔板下降的蒸氣物質的量流量,單位,kmol/h。

xF:原料液中易揮發組分的摩爾分數。

xW:釜底殘液中易揮發組分的摩爾分數。

xD:塔頂餾出液中易揮發組分的摩爾分數。

推導過程

精餾段操作線方程:y=(L/V)x+(D/V)xD

提溜段操作線方程:y=(Lˊ/V')x-(W/Vˊ)xW

兩線交點的軌跡應同時滿足以上兩式,將上式代入q=(Lˊ-L)/F,即得q線方程:

y=﹛q/(q-1)﹜x-﹛1/(q-1)﹜xF

q線方程圖像

x-y圖上的q線圖 x-y圖上的q線圖

在進料狀態q及進料組成xF確定的情況下,q線方程為一條直線方程。q線在y-x圖上是過對角線上e(xF,xF)點,以q/(q-1)為斜率的直線,如下圖。

q線斜率值及在y-x圖上的方位

進料熱狀況 q值 q線斜率 q/(q-1) q線在y-x圖上的方程
冷進料 q>1 + ef1(↗)
飽和液體 q=1 ef2(↑)
氣液混合物 0<q<1 - ef3(↖)
飽和蒸汽 q=0 0 ef4(←)
過熱蒸汽 q<0 + ef5(↙)

q線方程作用

由於精餾段操作線方程、提餾段操作線方程及q線方程中只有兩個是獨立的,故已知精餾段操作線方程和q線方程,就可以作出提餾段操作線方程了。

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