结构推理 说明采用严格计算分离过程的三对角矩阵法和流量加和法各采用何种方法计算每个塔级的温度,为什么?
【正确答案】三对角矩阵法一般用于精馏计算,精馏是双向传质,在精馏操作中,汽液两相接触,汽相中的较重组分向液相中传质(冷凝),液相中的较轻组分向汽相中传质(汽化),所以传质过程是在两相中交替进行。当轻、重组分的分子汽化潜热相近时,塔内可以近似看作恒摩尔流,而不至于引起太大的误差。在精馏过程中,由于汽化潜热与冷凝潜热相互利用,在整个塔内的温度变化范围不是很大,而且从塔顶向下,温度逐渐升高。每个塔级上由于组成改变而引起的温度变化,可用泡露点方程定出。
   而流量加和法用于吸收系统,一般吸收剂是不易挥发的液体,气相中的某些组分不断溶解到不易挥发的吸收剂中,属于单向传质。在吸收过程中,气相的量不断减少,而液相的量在不断地增加,除非是贫气吸收,气液相流量在塔内不能视为常数,不能用恒摩尔流的假设,从而就增加了吸收计算的复杂性。而吸收过程由于气相中易溶组分溶解到溶剂中,会放出溶解热,这一热效应会使液相和气相的温度都升高,而温度升高又将影响到溶解的量,而溶解量又与溶质的溶解量有关系,因而气相中各组分沿塔高的溶解量分布不均衡,这就导致了溶解热的大小以至吸收温度变化是不均匀的,所以不能用精馏中常用的泡露点方程来确定吸收塔中温度沿塔高的分布,通常要采用热量衡算来确定温度的分布。
【答案解析】