Процессы и аппараты пищевых производств. Лабораторные работы - 9 стр.

UptoLike

9
ния, мало искажающие фактические условия протекания процесса, но значи-
тельно упрощающие расчет:
1. Разделяемая смесь следует правилу Трутона, согласно которому отноше-
ние мольной теплоты испарения или конденсации к абсолютной температуре
кипения для всех жидкостей является приближенно величиной постоянной. Для
смеси, состоящей из двух компонентов: r
см
/ T
см
= r
1
/ T
1
= r
2
/ T
2
const.
Отсюда следует, что при конденсации 1 кмоль ВК в колонне испаряется 1
кмоль НК, т.е. мольное количество паров, поднимающихся по колонне посто-
янно.
2. Принимается, что y
p
= x
p
,
a y
w
= x
w
, т.е. пренебрегается укрепляющим
действием дефлегматора в процессе конденсации в нем паров и пренебрегается
исчерпывающим действием кипятильника.
3. Теплоты смешения компонентов разделяемой смеси равны нулю.
Кроме того, в расчетах исходят из того, что смесь, подлежащая разделению,
поступает в колонну нагретой до температуры кипения на питающей тарелке. В
этом случае точка
пересечения рабочих линий низа и верха колонны лежит на
ординате x = х
f
.
Следует отметить, что питание колонны исходной смесью может осуществ-
ляться в виде пара и в виде жидкости с температурой ниже температуры кипе-
ния
смеси. Из анализа уравнений рабочих линий низа и верха колонны с учетом
сделанных допущений следует, что рабочая линия верхней части колонны пе-
ресекает диагональ в точке
А (при этом x = х
р
), а нижней - в точке В (x = х
w
).
Между собой эти линии пересекаются в точке С, где x = х
f
. По высоте точка С
располагается между равновесной линией и диагональю и зависит от R, при
R
min
точка С находится на равновесной линии, при R
max
- 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 ус-
ловная тарелка, на которой (см. рис. 2.2) пар состава у
1
, взаимодействуя с жид-
костью состава х
1
, изменяет концентрацию до равновесной y
1
*.
В этом случае число "теоретических тарелок" определяется построением
ступеней между рабочими и равновесными линиями в пределах от х
w
до х
р
.
На реальных тарелках в колонне не достигается равновесное состояние ме-
жду паром и жидкостью. Поэтому для аналогичного изменения концентрации
требуется большее число действительных тарелок.
Отношение числа "теоретических тарелок" n
т
к числу действительных таре-
лок n
д
в колонне называют средним коэффициентом полезного действия таре-
лок (КПД колонны):
η
ср
= n
т
/n
д
Величина КПД как мера интенсивности работы тарелок зависит от гидро-
динамических условий на тарелке, физических свойств пара и жидкости, кри-
визны равновесной линии. В связи с тем, что все эти факторы могут изменяться
с изменением концентрации, КПД каждой тарелки
η будет отличаться от сред-
него для всех тарелок
η
ср
. Величина η
ср
определяется опытным путем.
Проведение npoцecca ректификации требует затраты тепловой энергии. Те-
пло, необходимое для испарения кубовой жидкости, подводится в кипятильник.