РГР. Расчет ректификационной колонны по дисциплине Процессы и аппараты химической технологии

• Название: Расчет ректификационной колонны по дисциплине Процессы и аппараты химической технологии
• Дата: 11.04.2023
• Размер: 0.6 Mb.
• Имя файла: RGR.docx
• Тип: Реферат; #1053867
• страница: 6 из 9

2.7 Расчет числа тарелок на комбинированной и x-y-диаграмме

2.7.1 Расчет числа теоретических тарелок на xʹ-yʹ диаграмме

Полная колонна состоит из укрепляющей части, отгонной части и зоны питания. Укрепляющая колонна характеризуется флегмовым числом. Флегмовое число – отношение расхода жидкости по высоте колонны к дистилляту.

. (59)

Найдем минимальное флегмовое число для чего на диаграмме отложим прямую, соединяющую точку D и сырьевую точку F.

Рисунок 10 – Расчет минимальных флегмового и парового числа на диаграмме

Отрезок, отсекаемый на оси Y, будет численно равен:

. (60)

Находим по диаграмме:

.

откуда находим .

Рабочее флегмовое число равно произведению минимального флегмового числа на коэффициент избытка теплоотвода n'=1,40:

(61)

.

Тогда – отрезок, отсекаемый прямой DF по оси y’ в режиме рабочего орошения.

Отгонная колонна характеризуется паровым числом. Паровое число – отношение количества пара колонны к остатку.

. (62)

Найдем минимальное паровое число, для чего на диаграмме отложим прямую, соединяющую точку W и сырьевую точку F.

Отрезок, отсекаемый на оси Х, будет численно равен:

, (63)

.

Откуда находим:

Рабочее паровое число равно произведению минимального парового числа на коэффициент избытка теплоотвода n' =1,40:

, (64)

.

Отложим на диаграмме и   и соединим эти точки соответственно с точками D и W. Результатом пересечения этих двух прямых будет точка F`.

Соединяем точки F' и D и получим рабочую линию, оперативную линию для укрепляющей части колонны; соединяем точки F' и W и получим еще одну рабочую линию, оперативную линию для отгонной части колонны.

Опускаем из точки F прямые, параллельные осям, на полученные оперативные линии и получим соответствующие точки А и В. Соединяя вогнутой линией эти точки получим оперативную линию зоны питания колонны.

Таким образом, имеем ломаную линию WBAD – рабочую линию полной колонны. Между этой кривой и прямой равновесия строим ступенчатую линию и получаем рабочее число теоретических тарелок в режиме полного орошения по x-y- диаграмме в случае допущения: флегмовое и паровое числа постоянны R=const, П=const.

Рисунок 11 – Расчет рабочего числа теоретических тарелок в режиме полного орошения на диаграмме

По диаграмме число теоретических тарелок N =16.

2.7.2. Расчёт числа теоретических тарелок на комбинированной диаграмме

Расчет числа тарелок на комбинированной диаграмме начнем с верха колонны (рисунок 12).  



Рисунок 12 – Схема потоков концентрационной части колонны

Расчет проводится путем последовательного определения составов пара и жидкости, стекающей с очередной тарелки. Для этого точку D с энтальпийной диаграммы перенесем на изобару (на линию пара). Так как D и g₁ – это равновесные потоки, то расход жидкости g₁ можем найти на линии жидкости, проведя изотерму. Затем точку g₁ переносим на энтальпийную диаграмму. Так как G₂ и g₁ - встречные потоки, то состав паровой фазы найдем с помощью рабочей линии, получаемой соединением точки D и точки g₁ на кривой - энтальпии жидкости. Точка G₂ получится на кривой – энтальпии пара, в точке пересечения ее с рабочей линией. Затем точку G₂ переносим на изобару и так далее до зоны питания, т.е. пока очередная рабочая линия не пересечет ноду сырья. Зона питания выглядит следующим образом:



Рисунок 13 – Схема зоны питания колонны

Как только очередная рабочая линия, проведённая из полюса P_раб(D) достигнет ноду сырья, переходим к расчёту нижней части колонны. Для этого точку W с энтальпийной диаграммы перенесем на изобару (на линию жидкости). Так как W и G_n – это равновесные потоки, то расход пара Gn можем найти на линии пара, проведя изотерму. Затем точку Gn переносим на энтальпийную диаграмму. Так как G_n+1 и g_n – встречные потоки, то состав жидкой фазы найдем с помощью рабочей линии, получаемой соединением точки W и точки G_n+1 на кривой - энтальпии пара. Точка g_n получится на кривой – энтальпии жидкости, в точке пересечения ее с рабочей линией. Затем точку g_n переносим на изобару и так далее до зоны питания, т.е. пока очередная рабочая линия не пересечет ноду сырья.

Количество нод на тепловой диаграмме равно 17, таким образом, и теоретических тарелок тоже N =18.