A 回答 (4件)
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No.4
- 回答日時:
液体状態の混合液を蒸留塔の中段から加えた場合
中段には、中段の上の段(又はエリア)から落ちてくる液体(1)と、Feedされた液体状態の混合液(2)の2つの液体が流れ込んで来て、混ざります。(3)
そして、中段よりも下の段(又はエリア)から登ってくるガス(4)が、この、(3)の液体に吹き込まれ、混ざります(4)←液体とガスの合計と考えてください。
(4)の混ざり物は、物質収支的に、(1)+(2)+(3)を合計した物になります。
熱収支的にも、(1)+(2)+(3)を合計したエネルギーを持ちます。
このエネルギーを持って「その中段の圧力(真空度)」での気液平衡状態が決まり、中段から上に登るガス(5)と、中段から下に落ちる液(6)に分かれます。
従って、Feedされた液体状態の混合液(2)が「その中段の圧力(真空度)」における沸点よりも低い温度で供給された場合、その液体を沸点まで暖め、また、気化させる為にエネルギーを多量に消費しますので、ガスの量的な関係で言うと、
中段よりも下の段(又はエリア)から登ってくるガス(4)
よりも、少ない量の
中段から上に登るガス(5)
しか発生しません。
また、液体の量的な関係で言うと、
中段の上の段(又はエリア)から落ちてくる液体(1)
よりも、
中段から下に落ちる液(6)
の方が、ずっと多くなります。
あなたの言葉で言えば、
液体状態の混合液を蒸留塔の中段から加えた場合、その液体を気化させるエネルギーがは、下から登ってくる蒸気(低沸点成分を含む気体)により与えられ、新しい蒸気(低沸点成分を含む気体)が発生します。
No.3
- 回答日時:
もっと、砕いて、シンプルな例で説明しましょう。
連続蒸留塔の中で、
外部からの加熱は、一番下のリボイラーのみで行われ、
一般的には、スチームや、熱媒により、間接的に、塔底液が暖められます。
外部からの冷却は、一番上のコンデンサーのみで行われ、
冷却水により、間接的に、塔頂ガスが凝縮させられます。
連続蒸留塔の内部では、
上の方でも、真ん中でも、下の方でも、あちこちで、
蒸留したい物質同志の間で、加熱、冷却が相互に行われています。
最終的には、
一番下のリボイラーで加えられたエネルギーが、
一番上のコンデンサーで冷やされる
事になります。
この回答への補足
何度も質問して本当にもうしわけありません。
液体状態の混合液を蒸留塔の中段から加えた場合、その液体を気化させるエネルギーが無いため、蒸気(低沸点成分を含む気体)は発生しませんよね?
どうやって蒸気(を発生させるのでしょうか?
No.2
- 回答日時:
私が、ANo.1 で記述した、「蒸気(ガス)というもの」は、混合液が気化した低沸点成分を含んだ蒸気です。
補足にある「外から塔内に加えている、普通の蒸気」って、「加熱用スチーム」の事でしょうか?
連続蒸留塔を使用する際に、水蒸気(スチーム)を系内に直接吹き込む水蒸気蒸留を使用することは「めったに」いや「まず」ありません。
工業装置では、加熱用のスチームは、連続蒸留塔の、塔底あたりに付属している「リボイラー」と呼ばれる熱交換機に注がれますが、この、熱交換機の中には隔壁があり、プロセス側(蒸留したいターゲット物質が液体または、気体の状態で存在しているサイド)と、ユーティリティー側(加熱又は冷却用の液体、スチームが流れているサイド)は、お互い漏れ込みの無いように、隔離されて居ます。
私が、ANo.1 で記述した、「蒸気」や「ガス」の単語は、すべてプロセス側の「蒸留したいターゲット物質」を表現した単語であり、用役(ユーティリティー)側の、「スチーム」を指す単語は、使用して居りません。
No.1
- 回答日時:
簡易蒸留計算では、「沸点温度の液体」でFeedしたことにして計算処理するケースが多いですが、
現実の連続蒸留装置に液体の混合原料を入れる(Feed)場合、そのままの温度(前のプロセスの通過温度に依存)でFeedする場合が多く、ケースによってはプレヒートする場合もあります。
「沸点温度以下の液体」で塔の中間程度の高さにFeedされた液体は、Feed段のあたりで、塔の中を下ってくる液と組成的及び熱的に混合され、更に下の段に落ちてゆきます。
蒸留塔の中で液体は重力に従って落ちながら、段 または 充填物に保持され、下から上がってくる蒸気(ガス)と混ざり、ここでも、組成的及び熱的に混合されます。
蒸留塔の中の、特定の高さ(段)のゾーンを1つの部屋と考えると、ここへの入力は、上からの液 下からのガス の2つのインプットが有ります。
この部屋からの、出力は、下へ落ちてゆく液 上へ登ってゆくガス の2つのアウトプットになります。
蒸留塔側面からの放熱ロスをゼロとすると、この4つの、出入りの 物質収支、熱収支 は プラスマイナス ゼロ にならなければ、塔は不安定(変動中)になります。
ここに、気液平衡 のファクター(その段の液組成からは、どういう組成のガスが蒸発するか?)を入れると、蒸留の概念が(その段について)完成します。
従って、Feedされた液体は下から上がってくるガスの持っている熱エネルギーを受け、一部分が気化されます。
また還流液が、蒸留塔内に戻ると、下から上がってくるガスの持っている熱エネルギーを受け、一部分が気化されます。
また気化するだけの潜熱分のエネルギーをあらかじめ加えられ(プレヒート)された液体の混合原料をFeedする場合、塔内に入ったとたんガス化し、Feed段の下から登ってきたガスと共に、Feed段の上に向かって、混合ガスで登ってゆくと考えればいいでしょう。
蒸留塔の外側で物を考えないで、中の1段毎に、物質収支と、熱収支を考えるようにすれば、理解しやすいと思います。
この回答への補足
その蒸気(ガス)というものは、混合液が気化した低沸点成分を含んだ蒸気ではなく、外から塔内に加えている、普通の蒸気ってことなのでしょうか?
補足日時:2007/01/10 10:29お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!
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