ПАХТ 18-20. Занятие 10 Расчет ректификационных колонн
 Скачать 1 Mb.
|
|
Занятие 10 Расчет ректификационных колонн Вариант №7 Пример 18 На одной из тарелок верхней части ректификационной колонны находится жидкость, содержащая легколетучий компонент, мольная доля которого хi = 0,48. Колонна работает при флегмовом числе R = 3. В дистилляте мольная доля легколетучего компонента хD = 0,972. Требуется определить составы пара (в мольных долях), приходящего на указанную тарелку уi,вх и уходящего с нее уi,вых, если коэффициент обогащения η = 0,5, коэффициент относительной летучести α = 9,8, смесь следует закону Рауля и жидкость на тарелке полностью перемешивается. Решение 1. Мольную долю легколетучего компонента в паре, поступающем снизу на тарелку, можно определить из уравнения рабочей линии верхней части колонны  2. Мольная доля легколетучего компонента в паре, уходящем с тарелки, находится из уравнения  где  * – мольная доля легколетучего компонента в паре, равновесном с жидкостью, стекающей с тарелки.Согласно условию примера, жидкость на тарелке полностью перемешивается, следовательно, соблюдается равенство мольных долей легколетучего компонента в паре, равновесном с жидкостью, стекающей с тарелки и находящейся на ней. Отсюда для определения уi* можно использовать следующую формулу:  Тогда  Пример 19 Определить массовые расходы исходной смеси  , дистиллята  , а также необходимое число действительных тарелок  в ректификационной колонне непрерывного действия для разделения смеси вода – уксусная кислота под атмосферным давлением. Смесь, содержащая легколетучий компонент, мольная доля которого  , поступает в колонну при температуре кипения. При ректификации получается  кг/с кубового остатка, с мольной долей легколетучего компонента  . Концентрация (в мольных долях) этого компонента в дистилляте –  . Колонна работает при флегмовом числе  . К.П.Д. установленных тарелок составляет  . Решение Массовые расходы исходной смеси и дистиллята определим из уравнений материального баланса ректификационной колонны непрерывного действия:   Решая эту систему уравнений относительно  , получим Отсюда  . Пользуясь данными строим кривую равновесия в координатах  (рис. 1). Для построения линии рабочих концентраций верхней части колонны находим ее уравнение: Проводим данную линию через две точки с координатами  и  . Восстанавливаем вертикали из точек с абсциссами и . Через полученные точки А и С проводим рабочую линию нижней части колонны. Между кривой равновесия и ломаной линией Рис. 1. Построение числа теоретических тарелок на диаграмме  ВАС, начиная от точки В, строим ступени изменения концентрации до тех пор, пока не перейдем точку С. Начиная снизу считаем полученные ступени, каждая из которых соответствует одной теоретической тарелке. Получаем: в верхней части колонны (относительно точки А) число теоретических тарелок равно 9, в нижней – 12. Всего  . Число действительных тарелок находим по уравнению  Занятие 11 Определение основных параметров сушильного агента Пример 20 Атмосферный воздух с температурой  и относительной влажностью  нагревается в калорифере до температуры  °С. Найти аналитически для воздуха, выходящего из калорифера, влагосодержание  сухого воздуха, и энтальпию  , кДж/кг сухого воздуха, если общее давление паровоздушной смеси  . Решение 1. Учитывая, что при нагревании воздуха в калорифере его влагосодержание не изменяется, определяем его значение по уравнению:  2. Находим энтальпию воздуха на выходе из калорифера:  |