Изучение работы тарельчатой ректификационной (1093607), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

(3.2)

где G_м - мольный расход паровой фазы, (кг моль)/ч; у_к, у_н - ко­нечная и начальная концентрации легколетучего компонента в паровой фазе на тарелке, мол.доля; F_б - площадь барботажа тарелки, м²; k_у - коэффициент массопередачи (кг моль)/(м² ч).

Средняя движущая сила для тарелки Т составляет

(3.3)

где у_р - концентрация легколетучего компонента в паровой фазе, находящейся в равновесии с жидкой фазой состава х_к, мол. доли (рис. 3.2). Данные парожидкостного равновесия для смеси этанол-вода приведены в табл. 3.

5. ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА И ОБРАБОТКА ОПЫТНЫХ ДАННЫХ

После выхода колонны на стационарный режим проводят замеры основных технологических параметров, значения кото­рых сводят в табл. 1 и 2.

Температура, °С			Расход охлаждающей воды (ротаметр Г), W0		Расход флегмы, (ротаметр Б), L0
входя­щей во­ды в дефлегма­тор, tввх	уходящей воды из дефлегматора, tв ух	флегмы, tФ	л/ч	кг/ч	л/мин	кг/ч

Таблица 1

Таблица 2

Температура жидкости на тарелке, °С	t2	t3	t4	t5	t6	t7	t8	t9	tl0
Концентрация жидко­сти, уходящей с тарел­ки, мол.доля.	х2	х3	х4	х5	х6	х7	х8	х9

В табл. 2 записывают значения х, определяемые по t (график x = f(t), рис. 3.4).

По данным табл. 1 и 2 проводят следующие расчеты.

1. Проверяют сходимость теплового баланса дефлегматора,

Q₁=Q₂, где Q₁ - тепловой поток, получаемый водой в дефлегма­торе

Q₁=Wc(t_{в ух} - t_{в вх}) (3.4)

а Q2 - тепловой поток, отдаваемый конденсирующимся паром и охлаждаемым дистиллятом

Q₂=rL+Lc_д(t₁₀-t_ф). (3.5)

В уравнениях (3.4) и (3.5) W, L - массовые расходы охлаж­дающей воды и флегмы, кг/ч;

с=4,19 кДж/(кгК) - теплоемкость воды;

С_д=2,95 кДж/(кгК) - теплоемкость дистиллята (70-80 % мас. этанола в воде);

r =1365 кДж/кг - теплота парообразования дистиллята (70-80% маc. этанола в воде),

t₁₀ - температура на 10-й тарелке, °С.

2. По значениям х₂ х₃...х₈ строят в координатах Y-X кинетическую линию процесса. Предварительно на­носят равновесную кривую и рабочую линию (Y-X), являющуюся диагональю квадрата диаграммы Y-X (рис.3.5).

Рис. 3.5

3. Для одной, двух (или трех) тарелок по уравнению (3.2) определяют коэффициенты массопередачи k_у (с указанными размерностями входящих в расчетное уравнение величин). При этом мольный расход паровой фазы G_м составит (L=G)

G_м = L/M_ср (3.6)

М_ср =М_эх₉+ М_в(1-х₉), (3.7)

где М_э М_в - молекулярные массы этанола и воды.

5. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА О ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ

1. Цель лабораторной работы

2. Схема установки.

3. Элементы теории.

4. Табл. 1 и 2 экспериментальных данных.

5. Тепловой баланс дефлегматора.

6. Диаграмма Y-X c построенными равновесной, рабочей и ки­нетической линиями.

7. Результаты расчета коэффициентов массопередачи.

Концентрация этилового спирта в жидкой фазе, Х,%мол.		Концентрация этилового спирта в паровой фазе, Y,%мол.
	1,44	13,5
	2,46	21,2
	5,19	31,8
	8,71	40,6
	14,3	48,7
	20,6	53,0
	25,5	55,2
	34,5	59,1
	43,0	62,6
	50,6	66,1
	54,5	67,3
	66,3	73,3
	73,5	77,6
	80,4	81,5
	91,7	90,6

Таблица 3

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1) Назначение и определение процесса ректификации?

2) Чем обусловлена возможность разделения жидкой смеси на составляющие её компоненты ректификацией?

3) Что является движущей силой процесса ректификации?

4) Какими параметрами определяется величина потока, пере­носимого из фазы в фазу?

5) Какими факторами определяется кинетический коэффици­ент процесса ректификации?

6) Как устроена тарельчатая колонна?

7) Аппаратурное оформление схемы ректификационной уста­новки? Назначение кипятильника и дефлегматора?

8) Что означает режим работы ректификационной колонны при R = ∞ ? Чем отличается этот режим от режима работы ректификационной колонны при конечном значении флегмового числа?

9) Какую модель потоков фаз на тарелке принимают при рас­чете тарельчатых колонн?

10) Что характеризует для бинарных смесей линия равновес­ных составов?

11) Что характеризует для бинарных смесей рабочая линия

процесса?

12) Что выражает для бинарных смесей кинетическая линия

процесса?

13) Чем определяется положение кинетической линии процес­са?

14) Что выражает коэффициент массопередачи?

15) Для чего необходимо построение кинетической линии про­цесса при расчете тарельчатых ректификационных колонн?

16) Как условно изображается одна тарелка на диаграмме X-Y?

Библиографический список

1. Плановский А.Н., Николаев П.И. Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии. -М.: Хи­мия, 1987.-496 с.

2. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. - Л.:Химия, 1987. - 576 с.

Характеристики

Список файлов лекций