Решение задачи дистилляционной колонны~~~

D/F = (XF – Xw) / (Xd – Xw) = (XF – Xd) / (Xd – Xw) – 1. При увеличении значения D/F значение Xd уменьшается. Аналогично, при уменьшении значения D/F значение 1 – Xw уменьшается. Следовательно, при увеличении значения D/F значение 1 – Xw увеличивается, то есть значение Xw уменьшается

Неизвестно, это учитель плохо преподал или автор слишком механически учится? :Лол, это довольно просто — достаточно немного подумать, и всё станет ясно. . . В ректификационной колонне существует два основных принципа равновесия: баланс масс и баланс газа и жидкости. Оба этих принципа необходимо соблюдать. Суть работы колонны для дистилляции заключается в обеспечении баланса между газом и жидкостью при условии соблюдения баланса массы (то есть достижения необходимой чистоты продукта). Так называемое соотношение обратного потока R необходимо для соблюдения требований к разделению, то есть оно связано с проблемами равновесия газа и жидкости и относится к области термодинамики ； Баланс масс является балансом, необходимым для стабильного и непрерывного производства. Баланс масс в системах с постоянным потоком можно рассматривать как часть динамики (при проектировании колонн для дистилляции часто возникают проблемы, связанные с сопротивлением наполнителя в режиме работы колонны, гидродинамическими характеристиками её элементов и т. д.; все это относится к проблемам динамики). Следовательно, баланс масс представляет собой основной динамический баланс. Динамика решает проблемы процессов, тогда как термодинамика решает проблемы конечного состояния ； Следовательно, с этой точки зрения, R не имеет никакого отношения к уменьшению значений вашего XD и XW. Достаточно привести простой пример, чтобы понять. . Предположим, что колонна имеет бесконечное количество рядов, что позволяет полностью разделить компоненты A и B. Пусть скорость подачи сырья составляет 1 моль/ч; в этом сырье содержится по 0,5 моля компонентов A и B. При нормальной работе колонны при соответствующем соотношении обратного потока R из верхней части колонны выделяется 0,5 моль/ч компонента A, а из нижней части — также 0,5 моль/ч компонента B. В этом случае концентрации компонентов в верхней и нижней частях колонны составляют соответственно XD = 100% и XW = 0. Концентрация компонента в сырье равна XF = 50%. Если изменить условия и увеличить объем выделяемого продукта, например, до 0,7 моль/ч, при сохранении неизменным соотношения обратного потока, как изменится концентрация продукта, выделяемого из верхней части колонны? ？ ？ D=0,7 моль/ч, причем A=0,5 моль/ч, B=0,2 моль/ч; при этом концентрация продукта XD=5/7, а какова была раньше? 100%, конечно, он должен уменьшиться. Верхняя часть колонны не может опускаться, поскольку XW=0. Если увеличить объем выходящей из колонны субстанции до 0,7 моль/ч, то концентрация компонента B в выходящей смеси также снизится. Это происходит по той же причине. Даже без использования данных, простой анализ позволяет понять, почему одновременно снижаются значения XD и XW. Когда увеличивается объем продукта, получаемого на вершине колонны, при неизменном объеме подаваемого сырья, часть продукта, выходящего из нижней части колонны, будет перемещаться на её вершину. В нижней части колонны преобладают тяжелые компоненты B; если эти тяжелые компоненты попадают на вершину колонны, концентрация легких компонентов, естественно, снижается. Увеличение коэффициента рециркуляции тоже не помогает — сначала необходимо добиться баланса между компонентами. Что касается нижней части колонны, то из-за того, что часть тяжелых компонентов попадает на вершину, она также вынуждена переносить с собой часть легких компонентов. Газ и жидкость должны находиться в состоянии баланса; значит, тяжелые и легкие компоненты на вершине колонны также находятся в балансе. Чтобы увеличить объем продукта, необходимо увеличить количество пара, используемого в качестве источника тепла. Это похоже на добавление огня в нижнюю часть колонны; этот огонь, конечно, будет испарять не только тяжелые компоненты, но и легкие компоненты также попадут на вершину. Легкие компоненты, которые уходят на вершину, представляют собой потери легких компонентов в нижней части колонны. Естественно, в этом случае значение XW также снижается. На производстве для повышения выхода легких компонентов или для соблюдения требований к выбросам, например, в колоннах для дистилляции метанола, для соблюдения норм выбросов сточных вод, увеличивается объем продукта, что позволяет переместить легкие компоненты, такие как метанол, на вершину колонны, тем самым обеспечивая соответствие стандартам качества сточных вод. В этом случае концентрация метанола на вершине колонны также снижается. . Этот процесс начинается с баланса масс. Вы можете составить уравнение баланса масс и рассчитать его самостоятельно; это уравнение не связано с коэффициентом обратного потока. . . Коэффициент обратного потока, каким бы большим он ни был, должен в первую очередь соответствовать условиям баланса материалов — этому динамическому равновесию. . . Только в пределах, установленных динамическим равновесием, например, в приведенном выше примере, при добыче 0,7 моль/ч концентрация на вершине колонны XDmax = 5/7 — это максимальное значение, поскольку превысить его невозможно. Независимо от того, во сколько раз больше будет коэффициент рециркуляции минимального значения, он сможет достичь лишь уровня 5/7. Если же коэффициент рециркуляции слишком мал, возможно, что не удастся даже достичь концентрации 5/7. Именно тогда и проявляется роль коэффициента рециркуляции.

http://bbs.hcbbs.com/thread-1431424-1-1.html, вопрос в этом посте отличается от вопроса автора, но суть та же — а именно, мало кто понимает, для чего нужна колонна для дистилляции. Всё считается, формулы тоже есть, но на самом деле не прилагают усилий, чтобы понять, почему это так.