Смекни!
smekni.com

Ректификация (стр. 7 из 13)

.

Далее определим общую высоту единицы переноса по формуле:

(40)

где

- удельный расход жидкой фазы, кмоль/кмоль; m - тангенс угла наклона касательной к равновесной линии:
- в точке, соответствующей средним концентрациям для верхней и нижней частей колонны.

Получим:

.

.

Тогда высота насадки по формуле (29):

,
.

Общая высота насадки колонны:

,

Наконец общую высоту колонны найдем по формуле:

(41)

где

- высота насадки одной секции, равна 3м;
- число секций (
);
- высота промежутков между секциями, м;
и
- высота сепарационного пространства над насадкой и расстояние между днищем колонны и насадкой, соответственно, м.

В соответствии с рекомендациями [3]:

Диаметр колонны, м
, м
, м
1.2 - 2.2 1.0 2.0

Величина

зависит от размеров распределительных тарелок (ТСН-3) и при проектировании принимают
м. Примем hр = 0.6 м.

Тогда общая высота колонны будет:

Расчет гидравлического сопротивления колонны:

Гидравлическое сопротивление насадки без учета сопротивления опорных решеток, распределительных тарелок можно рассчитать по уравнению

(42). Тогда получим:
.

1.1.5 Тепловой баланс ректификационной колонны

Тепловой баланс ректификационной колонны выражается общим уравнением:

(43)

где QД - расход теплоты, отнимаемый охлаждающим воздухом от конденсирующихся в дефлегматоре паров, Вт; QК - расход теплоты, получаемой кипящей жидкостью от конденсирующегося греющего пара в кубе-испарителе, Вт;

и
- уход тепла с дистиллятом и кубовой жидкостью,
- ход тепла с исходной смесью, Вт;
- средние удельные теплоёмкости дистиллята, кубового остатка и исходной смеси, при соответствующих температурах,
; Qпотерь - тепловые потери колонны в окружающую среду, составляет 5% от полезно затрачиваемой работы, Вт;
- температуры кипения растворов, составов: дистиллята, кубового остатка и исходной смеси, 0С. Последние определяем по графической зависимости температура - состав (приложение 1):

0Спри

0Спри

0Спри
.

Заранее определим удельные теплоемкости по аддитивной формуле:

(44а)

(44б)

(44в)

где с1 и с2 - удельные теплоемкости легколетучего компонента и инертной фазы соответственно,

. Они подчиняются зависимости от температуры:

(45а)

(45б)

Тогда получим:

дистиллят:

2.265

2.554

кубовый остаток:

исходная смесь:

2.279

2.567

.

Расход теплоты, отдаваемой охлаждающему воздуху в дефлегматоре:

(46)

где R - число флегмы; rD - удельная теплота парообразования пара состава xD в дефлегматоре, Дж/кг.

Для смеси паров она находится по правилу аддитивности:

(47)

где

- удельные теплоты парообразования легколетучего компонента и инертной фазы при температуре дистиллята, Дж/кг. Они зависят от температуры и подчиняются зависимостям:

(48а)

(48б)

Тогда получим:

.

Возвращаясь к формуле (43) получим:

Потери составляют:

.

Тогда расход теплоты QKравен:

.

1.2 Расчет теплообменных аппаратов, входящих в общую схему работы ректификационной колонны

1.2.1 Расчет теплообменного аппарата для подогрева исходной смеси водой

Известно, что температура теплоносителя (воды) в подогревателе исходной смеси, которая поступает при температуре 10 0С, меняется от 98 до 70 0С. Жидкости движутся противотоком.