Лабораторный практикум по курсу "Процессы и аппараты". Часть 2. Массообменные процессы. Николаев Г.И - 19 стр.

       Кривую равновесия строят по справочным данным (приложения № 6). Рабочая линия
1–2, характеризующая зависимость между составом пара и жидкости по НК для любого
сечения колонны между ее тарелками, для колонны периодического действия и
укрепляющей части колонны непрерывного действия описывается следующим выражением:
                             xp   R
                       y=           + x,                            (4.1)
                            R +1 R +1
       где Хр– состав дистиллята НК, %; R–флегмовое число колонны: которое показывает, в
каком отношении, делится пар, поступающий в дефлегматор, на флегму GР и дистиллят Р
                             R=Ф/р                       (4.2)
                                                                             хД
       Для построения рабочем линии нужно рассчитать величину отрезка            =b и
                                                                            R +1
отложить это значение на оси у (точка 1) (рис. 4.1);
       вторую точку 2 получают при восстановлении перпендикуляра от оси абсцисс, от
состава Хр, до пересечения с диагональю диаграммы .
       Число теоретических тарелок (ЧТТ), необходимых для повышения концентрации по
НK в интервале от хН (состав начальной смеси) до хр, находят как число ступенек между
рабочей и равновесной линиями, причем построение начинают от точки 2.
       Тарелка является эталоном, с которым сравнивают реальную тарелку колонны.
Эффективность ректификационной колонны может быть оценена средним коэффициентом
полезного действия η тарелки, который равен отношению числа реальных nд и
теоретических nт тарелок:
                                 η= n д/ n т                (4.3)
       В насадочных колоннах эффективность оценивают величиной ВЭТС–высота насадки,
эквивалентная теоретической ступени изменения концентраций:
                               ВЭТС=Нкол/пт,                  (4.4)
       где: Нкол - высота колонны, м.
       Очевидно, что ЧТТ зависит от положения рабочей линии, которое, в свою очередь,
зависит от значения флегмового числа. Так, при уменьшении флегмового числа угол наклона
рабочей линии уменьшается и при некотором его значении рабочая линия пересекает линию
равновесия в точке 3, соответствующей, концентрации начальной смеси хH. Это положение
рабочей, линии (2–3–4) является предельным, и число тарелок необходимых для
ректификации смеси от x» до Хц, равно бесконечности. Измерив отрезок bo (см. рис.4.1),
можно определить минимальное флегмовое число Rmin, так как

      следовательно,
                                                   x p − y F*
                         Rmin = ( x Д − bo )bo =                (4.5)
                                               y F* − x F
      Отношение рабочего флегмового и минимального, чисел называется коэффициентом
избытка флегмы β
                            β=R/Rmin                            (4.6)
      В установках периодического действия концентрация спирта в кубе-испарителе со
временем уменьшается. Чтобы получать дистиллят постоянной концентрации, необходимо
непрерывно увеличивать флегмовое число.
      Значение флегмового числа влияет также на расход теплоты (пара) в кубе и расход
воды на дефлегмацию.
      При паровом обогреве куба расход пара на ректификацию находят из уравнения
теплового баланса колонны:
                      Di″ + FcFtF+Rpcф tф=рip (R+1)+ WcWtW +Di′ + Qпот, (4.7)
      откуда количество греющего пара (в кг)