Рудов Г.Я., Баранов Д.А. - Расчет тарельчатой ректификационной колонны, страница 6
Описание файла
Документ из архива "Рудов Г.Я., Баранов Д.А. - Расчет тарельчатой ректификационной колонны", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "процессы и аппараты химических технологий (пахт)" из 5 семестр, которые можно найти в файловом архиве МПУ. Не смотря на прямую связь этого архива с МПУ, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "книги и методические указания", в предмете "процессы и аппараты химической технологии (пахт)" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "Рудов Г.Я., Баранов Д.А. - Расчет тарельчатой ректификационной колонны"
Текст 6 страницы из документа "Рудов Г.Я., Баранов Д.А. - Расчет тарельчатой ректификационной колонны"
43
При £=1,82, скорости пара в отверстиях тарелки Wo-1,31/0,1=13,1 м/с, ру-0,906 кг/м3, ДРсух^Н! Па.
При а=4,21-10-3 Н/м [6,7,8], do-0,002 м, АР^82 Па.
При К'^0,5, hnep^^ м, px=859 кг/м3 (без учета величины превышения уровня жидкости над сливом) АРст^^ Па.
Общее сопротивление тарелки
ДРп-141+82+219-442 Па.
13. Определение минимального расстояния между тарелками
ЛР
Я^2—^ (уравнение (50)
8Р.
442 2————= 0,105м. 9,8-859
Принимаем расстояние между тарелками (разд. 8) 350 мм >105 мм.
14. Определение кинетических коэффициентов
Коэффициент массоотдачи в паровой фазе (разд. 7, уравнение (33).
Молярный расход пара по колонне
G^R+l^ni^+l^Hl (кг-моль)/ч.
Рабочая площадь тарелки (принимаем, что площадь поперечного сечения колонны, занимаемая сливным и приемным карманами, составляет 15 %)
0,85-0,67м2
nD,
у _^-о,85= "4 4
F-w^ = 1,3 W0,906= 1,25.
Значение коэффициента массоотдачи в паровой фазе
141 l859 ^ = ^^(°-051 + 0'0105 > ^^Т^ = 353 (кр мольУм2^
0,67' ^1,25
Коэффициент массоотдачи в жидкой фазе (разд. 7, уравнение (35).
44
Для скорости пара в свободном сечении колонны w==l,31 м/с, /?^= 3375 (кг-мольУм^ч при значении D^ для системы
этанол-вода равном 4,57-10'9 м^с.
Коэффициент диффузии в жидкой фазе для системы метанол-вода определяют по формуле [6] при 20 °С
1-Ю-6 ЦГ"
D
4--
ж
^А ^В
где ^ ==0,82 мПа-с [6,7,8], для среднего состава смеси и средней температуры жидкости (75°С) в колонне; Уд=37, Ув=14,8 - мольные объемы метанола и воды соответственно, N^32, Мв=18 -молекулярные массы метанола и воды соответственно.
D?c=4,95•10-9м2/c
| D75^ D | .20°С | 1, 0•21/A( | |
| ^ж 1J 495-10~9 | Ж 1+ | Г ^( О^т/^82 , | [75 20) |
| iy^ *J JL v/ | 1——————— «-'»? V859 | =10,2-1 |
————55 ^Ю^.Ю-^/с. V859 J
Коэффициент массоотдачи в жидкой фазе для системы метанол-вода
, hO,2-!Q~9
рх> = 13xy V457-10-9 = 3375'1549 = 5042 (KГ•MOЛЬ)/M2•Ч• Общий коэффициент массопередачи Kyf
J---L "L ^=^+^'
где тангенс угла наклона линии равновесия
У' -У
х- х
Так как величина m является переменной по высоте колонны, находим ее значения для различных концентраций, используя диаграмму (рис. 18).
45
Предварительно на диаграмму наносим кривую равновесия y*==f(x) и линии рабочих концентраций 1-3-2 при оптимальном значении флегмового числа R==l,25.
При этом
0,973
X.
= 0,43.
D —
R+l 1,25+1
В пределах от Xw до Хр выбираем ряд значений х. Для каждого значения х определяем по диаграмме (см. рис.18) величины у* - у и х - х* как разность между равновесной и рабочей линией, а затем по этим значениям находим величину т. Результаты записываем в табл* 7.
Таблица 7
| х | 0,009 | 0,1 | 0.2 | 0,273 | 0,3 | 0,4 |
| У*-У | 0,035 | 0,215 | 0,150 | 0,055 | 0,060 | 0,075 |
| х-х* | 0,008 | 0,065 | 0,100 | 0,085 | 0,075 | 0,110 |
| m | 4,37 | 3,30 | 1,50 | 0,85 | 0,80 | 0,68 |
| х | 0,5 | 0.6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 0,973 |
| У*-У | 0,075 | 0,065 | 0,055 | 0,040 | 0,025 | 0,015 |
| х-х* | 0,130 | 0,140 | 0,130 | 0,090 | 0,070 | 0,040 |
| m | 0,58 | 0,46 | 0,42 | 0,44 | 0,36 | 0,38 |
Подставляя найденные значения Pxf, Pyf и m для различных значений х в формулу (32), находим значения Kyf
Таблица 8
| х | 0,009 | 0,1 | 0,2 | 0,273 | 0,3 | 0,4 |
| Kyf | 271 | 287 | 320 | 333 | 334 | 337 |
| х | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 0,973 |
| K^f | 340 | 342 | 344 | 344 | 345 | 345 |
15. Построение кинетической кривой и определение числа тарелок Для построения кинетической кривой используем формулу
у.
У' -У к =(^* -Ун)6 ° • 46
Значения разности (у* - у) для ряда значений х в пределах от х^ до Хр даны в табл.7, Kyf - в табл.8.
Мольный расход пара G=141 (кг-моль)/ч, рабочая площадь тарелки fm^O^ м2.
На диаграмме (см. рис.18) откладываем отрезки у*-у к от равновесной линии вниз, полученные точки соединяем плавной линией Г-3'-2\ Построенная кривая является кинетической кривой.
Число реальных тарелок, которое обеспечивает заданную четкость разделения, находим путем построения ступенчатой линии между рабочей и кинетической линиями. Построение ступенчатой линии проводим от концентрации Xf и Хр и от Xf и Xw. Число ступеней в пределах концентраций Xf -Хр равно числу реальных тарелок укрепляющей секции колонны, число ступеней в пределах концентраций Xf - Xw равно числу реальных тарелок исчерпывающей секции колонны.
В результате построения получаем:
- число реальных тарелок в укрепляющей секции колонны -11,
- число реальных тарелок в исчерпывающей секции колонны -11,
- общее число тарелок в колонне - п==22.
16. Определение гидравлического сопротивления колонны ДРк- ДРп,-п=442-22=9724 Па.
17. Выполнение эскизов тарелки и колонны
47
0 Ql 02 03 0^ 0.5 0.6 0? 08 09 10 ^QM9 ' /^ д
Рис.18. Построение кинетической кривой и определение числа реальных тарелок
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Плановский А.Н., Николаев П.И. Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии. - М.: Химия, 1987.-496 с.
2. Тютюнников А.Б., Товажнянский Л.Л., Готлинская А.П. Основы расчета и конструирования массообменных колонн. -Киев: Вьпца шк. Головное изд-во, 1989." 223 с.
3. Коган В.Б., Фридман В.М., Кафаров В.В. Равновесие между жидкостью и паром. Кн. 1-2-М.: Наука, 1966.- 640; 786 с.
4. Стабников В.Н. Расчет и конструирование контактных устройств ректификационных и абсорбционных аппаратов. -Киев: Техшка, 1970. - 208 с.
5. Александров И.А. Ректификационные и абсорбционные аппараты. - М.: Химия, 1978. - 277 с.
6. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. -Л.:
Химия, 1987.- 576 с.
7. Перри Дж. Справочник инженера химика. - М.: Химия, 1969.-940с.
8. Рид Р., Шервуд Т. Свойства газов и жидкостей. - М.: Химия, 1982.-592 с..
9. Дытнерский Ю.И. Основные процессы и аппараты химической технологии. - М.: Химия, 1991. - 496 с.
10. Рамм В.М. Абсорбция газов. - М.: Химия, 1976. - 655 с.
49
СОДЕРЖАНИЕ
1. Введение...................................................................................... 3
2. Общие положения .....................................................................3
3. Равновесие в системах пар-жидкость.......................................7
4. Материальный баланс................................................................ 8
5. Определение оптимального значения флегмового числа....... 13
6. Построение кинетической кривой и определение
числа реальных тарелок............................................................. 16
7. Расчетные уравнения для определения
кинетических коэффициентов...................................................22
8. Конструирование контактного устройства ..............................25
9. Определение гидравлического сопротивления тарелки .........33
10. Последовательность расчета тарельчатой
ректификационной колонны......................................................36
11. Пример расчета непрерывнодействующей
ректификационной тарельчатой колонны для разделения смеси метанол-вода....................................................................37
Библиографический список............................................................49
50
Редактор В.И.Лузева Подп. в печ. 21.04.98. Форм.бум.60х84 1/16. Бум. офсетная. Гарнитура «Тайме». Объем 3,02 усл.п.л. Усл.кр.-отт. 3,02 уч.-изд.л. 3,25. Тираж 200 экз. Зак. Лицензия Комитета по печати Российской Федерации №020266 от 12.11.96 107066, Москва, ул.Старая Басманная, 21/4.
