Диффузионные (массообменные) жидкофазные процессы. Гатапова Н.Ц - 11 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

где
р
f
G
G
F
=
– удельное количество поступающей исходной смеси;
р
r
G
G
R
=
– флегмовое число,
представляющее собой отношение количества флегмы, подаваемой на орошение колонны, к
количеству дистиллята.
В уравнениях рабочих линий составы взаимодействующих фаз выражаются только в
мольных долях НК.
Из анализа уравнений рабочих линий низа и верха колонны с учётом вышесделанных
допущений следует, что рабочая линия верхней части колонны пересекает диагональ в точке
А
(при этом
x
=
x
p
), а нижней – в точке
С
(
x
=
x
w
). Между собой эти линии пересекаются в
точке
В
, где
x
=
x
f
. По высоте точка
В
располагается между равновесной линией и диагона-
лью и зависит от
R
(при
R
= min точка
В
находится на равновесной линии, при
R
→ ∞ − на диагонали).
По фазовой диаграмме (рис. 2.2) графическим построением может быть найдено число
теоретических ступеней изменения концентраций, или число "теоретических тарелок". За
"теоретическую тарелку" принимается такая условная тарелка, на которой (см. рис. 2.2) пар
состава
y
1
, взаимодействуя с жидкостью состава
x
1
, изменяет концентрацию до равновесной
∗
1
y
.
В этом случае число "теоретических тарелок" определяется вписыванием ступеней меж-
ду рабочими линиями и равновесной кривой в пределах от
x
w
до
x
р
.
На реальных тарелках в колонне не достигается равновесное состояние между паром и
жидкостью. Поэтому для аналогичного изменения концентраций требуется большее число
действительных тарелок.
Отношение числа "теоретических тарелок",
n
т
, к числу действительных тарелок,
n
д
, в ко-
лонне называют средним коэффициентом полезного действия тарелок (КПД колонны):
д
т
ср
n
n
=η
.
Величина КПД как мера интенсивности работы тарелок зависит от гидродинамических
условий на тарелке, физических свойств пара и жидкости, кривизны равновесной линии. В
связи с тем что все эти факторы могут изменяться с изменением концентраций, КПД каждой
тарелки, η, будет отличаться от среднего для всех тарелок, η
ср
. Величина η
ср
определяется
опытным путём.
Проведение процесса ректификации требует затраты тепловой энергии. Тепло, необхо-
димое для испарения кубовой жидкости, подводится в кипятильник. Обычно обогрев кипя-
тильника осуществляется насыщенным водяным паром, а для колонны малого диаметра мо-
жет использоваться электронагрев.
Теоретический расход тепла на проведение процесса определяется из уравнения тепло-
вого баланса:
Q
к
=
G
р
(
R
+ 1)
r
р
+
G
р
c
р
t
р
+
G
w
c
w
t
w
–
G
f
c
f
t
f
,
где
r
p
– удельная теплота конденсации паров в дефлегматоре;
c
f
,
c
p
,
c
w
–теплоёмкости исход-
ной смеси, дистиллята и кубового остатка, соответственно;
t
f
,
t
p
,
t
w
– температуры кипения
исходной смеси, дистиллята и кубовой жидкости соответственно.
Теплоёмкости и скрытая теплота конденсации смесей рассчитываются по правилу адди-
тивности. Фактический расход тепла несколько больше рассчитанного по уравнению тепло-
вого баланса за счёт потерь тепла в окружающую среду.

Страницы