Никольский Б.П., Григоров О.Н., Позин М.Е. Справочник химика (Том 5) (1113399), страница 104
Текст из файла (страница 104)
Этим условиям удавлетворшот, например, линии ВСэ и ВСь причем чем меньше угол а, тем меньше т, т. е. тем меньше расход абсорбента. 28. Оптимальное значение удельного расхода абсорбента можно найти только путем технико-экономического расчета. Для этого надо задаться несколькими значениями т, рассчитать лля этих значений размеры колонны, определить стоимость амортизации, ремонта и эксплуатации. Минимальные общие расходы соответствуют оптимальному значению т,, 29. В иасадочных колоннах газ, движущийся снизу вверх, имеет максимальную скорость по оси колонны.
Жидность, движущаяся при пленочном режиме сверху вниз, растекаетсн н стенкам колонны; поэтому насадочные тела помещают па решетках отдельнггми ярусами высотой около 3 — 5 диаметров аппарата [О-З]. Межлу ярусами оставляют свободные пространства высотой 300 — 600 мм, что необходимо для перераспределения газового потока н установки распределительных тарелок. ОснОВные зАкОИОмерности НРОцессА АБсОРБцнн 30 При пленочном режиме рабаты и недостаточном орошении не вся поверхность насадки смачивается жипкостью; в связи с этим в процессе массо- обмена участвует пе вся возможная поверхность. Это явление учитывается коэффициентом смачиваемости Чс. Мансимальное смачивание насадки (Чс=! ) достигается при некоторой оптимальной плотности орошения Ео с. При дальнейшем увеличении плотности орошения Ч' остается постоянным н равным единице.
Оптимальную плотность орошения можно приближенна определить по слелуюшей формуле [0.21: сле 1 — удельная поверхность насадки, лсэ/мэ! Ь вЂ” коэффипмент, значения которого приведены в табл. Х-7. Значения коэффициента смачиваемости Ч' при Е<Есос даны на рис. Х-З. Если фактическая платность орошения будет меньше оптнмальаой,та коэффициеат смачивания будет меньше единицы. В этом случае следует применять насадку с меньшей удельной поверхностью, чтобы снизить Еоэс. Практически полное смачивавие достигается прн плотности орошения порядка 5 мэ)(мэ ° ч).
Разделение насадки на отдельные слон, между которыми имеются сепарационные обьеэсы, недопустимо для колонн, работающих в режиме эмульгиро. ванин [0-61. Х. АБСОРБЦИЯ, РЕКТИФИКАЦИЯ, ПЕРЕГОНКА Основные закономерности процесса ректнфнквцни СОСТАВ ФАЗ 3!.
При расчете процесса ректификацни состав фаз выражают в мольиых долях: (Х-40) кмоль легколетучгго компонента кмоль смеси лара кноль легколгтучего компднгнта (Х-41) кмоль смеси жидкости Перевод из массовых долей (илн процентов) в мольиые доли производится по табл.
Х-1. РАВНОВЕСИЕ МЕЖДУ ФАЗАМИ 32. Равновесный состав фаз в системах жидкость — насыщенный пар при температурах ниже критических для идеальных растворов определяется по вако Ра ля: НУ 1 РА=РА „ (Х-$2) » где рл — парциальное давление компонента А в парах над жидкостью в условиях равновесия; Р— давление насыщенных паров чистого комиоиента л А при данной температуре; х — мольная доля компонента А в жидкости. л ЗЗ. Уравнение Рауля — Дальтона (уравнение равновесия пара и жидкости для идеального раствора): Рл П Рлхл (Х-(3) где ул — мольная доля компонента А в паре, равновесном с жидкостью состава к; П вЂ” общее давление смеси. л' 34. Обозначим концентрацию легколетучего компонента через хл, а трудно- летучего через х .
Тогда общее давление для двухномпонентной смеси в условиях равновесия: П = Рл+,:~в — — Р х + Рггг и — — Р х + Р (1 — х ) 33. Из уравнений (Х-43) и (Х-44) получается уравнение кривой равнове. сия для легколетучего компонента А (индекс А обычно отбрасывается): (Х-45) (Х-40) у» = Е (х) где р» — мольная доля легкалетучего компонента в паре, равновесном с жидкостью состава х; х — мольиая доля легколетучего компонента в жидкости; 'л а = — — относительная летучесть распределяемого между фазами компоРв пента (чем больше и, тем больше различие в составах пара и жидкости и тем легче разделить смесь на компоненты); Р— давление насыщенного пара более л летучего (ниэкокипящего) компонента; Р— давление насыщенного пара менее в летучего (высококнпящего) компонента при той же температуре.
33. Равновесный состав фаэ, для которых законы идеальных газов и растворов недействительны, определяется опытным путем [Х-1О). Уравнение кривой равновесия в общем ниде: основные злкономевности пвоцессл Ректиенклцни млтевнлльнын Баланс пяоцессл Ректиенклции где х — мольная доля легколетучего компонента в кубовом остатке; Р— н' число киломолей исходной смеси (питааия) на ! кмоль дистиллата.' 40. Величина Р определяется па формуле: хв ш Р= х — х (Х-40) где х — мальиая доля легколетучего компонента в исхоаяой жидкости.
Р 41. Минимальное число флегмы в ректификацноиной колонне: ХР эя )»нзн — ° У — ХР (Х-50) где х — содержание легколетучего компонента в дистнллате; х — содержа- в Р иие легколетучего компонента в исходной жидкости; ун — содержание легколстучего компонента в паре, равновесном с исходной жидкостью. ОИТИМАЛЬНОЕ ЧИСЛО ФЛЕГМЫ 42. Рабочее число флегмы обычно выражают через минимальное: Рамзя (Х-51) где — коэффициент избытка флегмы; )1и — минимальное число флегмы. ыбор оптимальной величины рабочею числа флегмы весьма ответственен, так как при малых его значениях получается большое число ступеней контакта, иа расход грелощего пара мал; при очень большом числе флегмы число ступеней небольшое, но расход вара велик.
43. В инженерной практике применяют, в зависимости от требуемой точности расчета, три способа определения числа флегмы. а) Пля приближенных расчетов принимают рабочее число флегмы [0-2[ й= (1,2 —:2,5))2н»» (Х-52! или определяют его по формуле [О-б): Я=1,3)газа+0,3 (Х-53) 37. Ввиду того, что мольные теплоты испарения различных жидкостей обычно приблизительно одинаковы, а теплоты испарения на 1 кг вещества резко отличаются друг от друга, расчет процесса ректифнкации ведут в мальиых величинах. зц Уравнение рабочей ливии для верхней (укрепляющей) части ректнфннациоаной колонны непрерывного действия: )) хв "= ))+1 х+ ))+т где у — мольная доля легколетучего компонента в паре, входящем снизу на тарелку; х — мольпая доля легкалетучего компонента в жидкости, стекающей с этой же тарелки; )г — число флегмы, равное отаошению числа каломолей флегмы к числу кнломолей дистиллата; ха — мольная доля легкалетучего компонента з дистиллате.
39. Уравнение рабочей линни для нижней (исчерпывающей) части ректнфнкацноиной колонны непрерывнага действйя: а= — х — х Р+Рà — 1 ))+! ))+! ги (Х-(3) Х. АБСОРБЦИЯ, РЕКТИФИКАЦИЯ. ПЕРЕГОИКА тггл !! я д я, я Рис. Х-5. Определение наиболее экономичного значения числа флегмы.
Рис. Х-4. Определение оптимального значения числа флегмы при наименьшем объеме аппарата. Состав исходной смеси и кубового остатка практически не оказывает влияния на !3. Пример расчета /го»о см. [Х-!, Х-!9). в) Для того чтобы наиболее точна определить оптимальное значение числа флегмы, нужно произвести расчет всей установки для нескольких значений /с Для этого надо определить стоимость амортизадив А, ремонта Р н эксплуатационных расходов Э при рааличяых Й и найти графически оптимальное знвче»не числа флегмы, которому соответствуют наименьшие суммарные затраты Х (рис.
Х-5). тепловои влллнс пвоцессл Ректиеиклции 44. Для определения расхода греющего пара в кубе ректифякадиониой ко.пании непрерывного действия и расхода охлансааюшей воды в дефлегматоре пользуются уравнением теплового баланса колонны с дефлегматором: (Х-5!) 6«+6 ! =О -[-6 ! -(-6 ! +О»т зт где ΄— количество геп,па, получаемого кипящей в кубе жидкостью от греющего пара, ат; Π— количество тепла, отвнмаемога охлаждающей водой от О хонденсирующегося в дефлегмагоре пара, вт; 6»о« — тепловые потери кола»яы з окружающую среду, зг; 6,. 6 и 6,— раскаты питания. дястяллатз и кубового остатка, кл!оль/сгк! !, ! и ! — соответствующие энтальпии, дж/кмоль.
б) Величину рабочего числа флегмы определяют из условия получения наимы!ьшего объема ректификаниоиной полонны без учета экономических показателей эксплуатапии [Х-Ц. В этом случае исходят из того, что рабочий объем аппарата пропорционален произведению тг()7+1), где т„— числа единиц переноса. Задаваясь иесиолькими значениями )г, определяют т„и то()7+!). Оптимальное число флегмы находят графически по рис.
Х-4. Минимум на кривой (точна К! соответствует оптимальному числу флегмы )(о», Расчеты показывают, чта коэффициент избытка флегмы составляет в средяем Рт!,4 —:1,5, причем с повышением содержания легкалетучего компонента з дистиллате и уменьшением относительной летучести смеси [) увеличивается. методы Рлсчетл пвоцессав лвсоввции и Ректиеиклции !! ж6 гт 45. Количество тепла, отдаваемого п дефлегматоре: (! =6 (1+/7)ГО гт где /7 — число флегмы; г — теплота конденсации пара в дефлегматоре, О дж/Амаль.
48, Расход гре!ощего пара." кг бгр. »=в (Х-58) гор сего где !7« — количество тепла, выделяемое при конденсапии гре!ощега пара якубе колонны, ат; г — теплота конденсапии греющего пара, дж/кг; ор — степень сухости греющего пара. Если степень сухости пара, поступающего из котельной. неизвестна, та можно принять приближенна гр=0,95. 47. Расход охлаиодающей воды в дефлегматоре: кг 6» (Х-59) с (1»о» !»оо) сгк где () — количество тепла, получаемое водой и дефлегматоре, зг; с — тепло- а емкость воды, дж/(кг град); !«о» и ! оо — конечная и начальная температуры воды, 'С. (Х-57) Методы расчета процессов абсорбции и реитификации 48. В инженерной практике наиболее часто применяются три метода расчета процессов абсорбции и ректификапии. По первому методу кинетикв процесса выражается через козффипиенты массопередачи, а движущая сила рассчитывается по разности когщептрапий или косвенна с помощью числа единия переноса.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
