30、蒸馏过程的计算方法与MATLAB实现

蒸馏过程的计算方法与MATLAB实现

1. 引言

蒸馏是化学工程中重要的分离过程，涉及到质量传递、相平衡等多个方面。本文将介绍蒸馏过程的相关计算方法，包括McCabe/Thiele法、Fenske–Underwood–Gilliland法等，并通过MATLAB代码实现这些计算。

2. McCabe/Thiele法示例

2.1 问题描述

有一个二元混合物需要在蒸馏塔中进行蒸馏，要求得到馏出物组成$x_D = 0.9$，釜液组成$x_B = 0.1$。进料组成$z_F = 0.5$，回流比$R = 1.5$，进料为部分汽化，$q = 0.8$。平衡方程为$y = \frac{\alpha x}{1 + (1 - \alpha)x}$，其中$\alpha = 2.45$。需要确定进料板位置和总塔板数，并绘制平衡曲线、q线和操作线。

2.2 MATLAB代码实现

alpha = 2.45; q = 0.80; zf = 0.5; xd = 0.9; xb = 0.1; R = 1.5;
[feedn, totaln] = bindistMT(alpha,q,zf,xd,xb,R);
fprintf('Feed stage = %g\n', feedn);
fprintf('Number of stages = %g\n', totaln);

2.3 结果

运行上述代码后，得到进料板位置为5，总塔板数为10。

3. 理想二元蒸馏

3.1 质量平衡方程