Никольский Б.П., Григоров О.Н., Позин М.Е. Справочник химика (Том 5) (1113399), страница 106
Текст из файла (страница 106)
к ступенька ВГЕ соответствует некоторой части аппарата, в которой изменение рабочих концентраций (Х-84) у ул нлн ал ул ул+ ! т«Р =е =С„ У« У» (Х-87) У«а Улл 676 677 х, АБООРБция, РнктиеикАция, пврнГОикА в газовой фазе составляет ЕР, а в жидкой — ВЕ; прн этом нзмененне рабочих копцентрацнй ЕР равно средней двнжущей силе на данном участие КЕ и, следовательно, ступенька ВЕЕ соответствует одной единице переноса.
Продолжая вписывать ступеньки, определяем число ступенек, равное числу единиц переноса. Если для последней ступенькн )7Е оказывается больше, чем ВР, та число единиц переноса, соответствующее последней ступеньке, равно АР отношению — ш 0,69 н, следовательно, ш»=2.69. Отрезок 8Т вЂ” средняя двн- БТ жущая сила иа участке ВР, Рнс.
Х-7. Определенне числа единиц переноса мето- дом еднннчных объемов (процесс абсорбции). Если рабочая линия располагается выше линии равновесия (процесс абсорбции), как это показана на рнс. Х-7, та построение ступенек ведут слева направо, Если рабочая линия располагается ниже линии равновесия (процесс ректнфнкапнн), то построепне ступенек ведут справа налево. Описанный метод определения числа единиц переноса пркменнм е тех случаях, когда на участке, соответствующем одному единичному обьему, линия равновесия не ачеаь сильно отличается ат прямой.
Если линия равновесия в пределах единичного обьема сильно отличается от прямой, рекомендуется прнменять метод графического ннтегрнравання. Графнческнй метод расчета тарельчатых аппаратов с построением кннетнческой кривой Ж Особенноетью метода расчета с построением кинетической кривой яв. ляется необходимость н!~лнчня уравнений лля определения численных знзченнй коэффициентов массопередачн. Метод этот учитывает кинетику процесса н является одним нз наиболее точных способов расчета тарельчатых аппаратов. Широкое применение ега аграннчнвается лишь недостаточностью экспериментальных данных [Х-19].
Прн пользовании этим методом коэффнцнент массо- передачи, например К г, относится к 1 м' рабочей площади тарелки, Возможны два варнанта расчета числа тарелок: а) прн переменном коэффициенте массопередачн без учета уноса жндкостн; б) прк переменном (нли постоянном) коэффициенте массопередачн с учетом уноса жндкоаги. 59. Расчет прн переменном коэффициенте массопередачи без учета уноса жидкости осуществляют, исходя нз того, что на каждой тарелке небольшога диаметра (до 1 м) имеет место изменение концентрации пара нлн газа ( и тьу ), а состав жндкостн (х ) пракгнческн устанавливается нензмси- п методы РАСЧЕта пэоцкесав АБСОРБцни Н Рвктиаиклцпи иым в любой точке ее объема. На тарелках большого диаметра уст д„ вается некотоРый гРадиент концентрация жндкостн, беэ угета к р проводится с небольшим запасом !Х-1, О-З].
Расчет с учетом перемешнвания см. [Х-ЗО]. Числа еднннн переноса для одной тарелки: ~ у,— 1,+ '«ар бр,а (плюс прн ректнфнкацнн, минус прн абсорбции). Средняя движущая сила для той же тзрелкн! !ил Ул+ !) (Ул Ул) Уп Ул.! ! Уп ааэ гл Уп+ ! Ул Уле! (п— 1и Ул Ул Уп Ул Подставляя значение Ьул,в выражение для т .
получим число единиц лиар' "таР переноса прн условии постоянства состава жидкости на тарелке [Х-Ц! » У,-ул+! з тар у* В этих уравнеинях (рнс, Х-8): уи+! — концентрация пара (газа), поступающего на тарелку; у„— концентрацня пара (газа), уходящего с тарелки; У иа и у„ »» Х х хи х„ а д Рвс.
Х-8. Изменение концентрации пара (гиаа) и движущая сила Лу на рабочей тарелке: а — «Р» Риити!Рилли»и! б — ири абслрблии. ул — концентрацня пара (газа), равновеснан с жидкостью на тарелке, имеющей концентрацию х . Определив величины С„, можно провести на графике в координатах х — у кинетическую кривую н найти действительное чнсло тарелок. 69.
Графа-аналнтнческнй расчет проводится в следуинцем порядке. а) На график (рнс. Х-9) наносят кривую равновесии у»=[(х) н строят рабочую линяю прн опгималыюм флегмонам числе )7»и». х. Авсаенцня, вектнанкацня. Йевегонка б) Проводят для произвольных значений к (например, О,1; 0,2; 0,3; 0,4: 0.6; 0,6; 0,7: 0,8 и 09) ряд прял»ых А»Сь А«С», ..., параллельных оси ординат.
в) Лля каждого значения х находят тангенс угла наклона нривой равновесия т [формула (Х.бб)[: у«у т= Величины у»,х«, у и х находят по рис. Х-9. г) Вычисляют величины 6«н [)«г [формулы (Х-164) — (ХП71Ц и рассчитывают по формуле (Х-65) величину Кзг для всех принятых значений х. д) Рассчитывают число единиц пеу С, реноса для одной тарелкй в паровой (газовой) фазе по следующим формулам [Х-Ц; у«у«»» з Г[тзр "таз Ьуз Сз «тар или 224 ТРг(рКгу бу„3600ююзТ,Р таз (Х-89) где К»г — коэффициент миссоперед«ч«, отиесейный к 1 мз площади тарелки, хмель![мз ° сек (Ьу 1Ц; 0« — расход пара (газа), «моль[сея; юз — скорость х„х, нотока пара (газа), отнесенная к свободному сечению аппарата, м/сек; Т, и Р, — абсолютная температура и давление пара (газа) в нормальных условиях; Т и Р— абсол»отная температура и давление пара (гзза) е рабочих усло[тзр виях; 22,4 — обьем ! «моль пара (газа) при Рз и Т«.
м /«малец»р= — — ага ношение рабочей площади тарелки к свободному сечеии»а аппарата. е) Лля каждого значения х определяют величину С„по формуле (Х-87). ж) Лля каждого значения х вычисляют величину отрезка ВС: В~=— АС С„ Рис. Х-9. Определение числа реаль ных тарелок для процесса ректифи кацин без учета уноса жидкости. з) От точек С на кривой равновесия откладывают отрезки СВ и проводят кинетическую кривую через точки Вь Вь Вз, ... и) Между кинетической кривой и рабочей линией строят ступени, общее число которых и определяет необходимое чис.по реальных тарелок.
6!. Расчет при переменном коэффициенте массапередачи с учетом унаса жидкости производится следующим образом. Величина уиоса (! может быть определена по формуле (Х-134), Унос жидкости с нижележащей тарелки на вышележащую приводит к уменьшению движущей силы процесса. Обозначим через У„и х„содержание распредсляемога межлу фазами компонента в паре (газе) и жидкости с учетом изменения материального ба«акса, вызванного уносом. методы РАсчетА пеоцессав Ансоевцин и ректнамкдцин Величину у„определюот по формуле: » Оу +О(»х у +(гх О,+а,(7 1-(7 (Х-90) где 6« — количество сухого пара (газа). поднимающегося с тарелки,кмоль/сгх; (7 — унос жидкости, ямале!хмель сухого лара (газа); у„— содержание распределяеиого компонента в сухом паре (газе), лали моля; х« — содержание распрелелясмога компонента в жидкости, уносимой с тарелки, доли моля, Затем для каждого произвольно выбраянаго значсния х вычисляют у' и определяют Ьу =у — у'.
у С, Гг »û Г зтаи кривой и рабочей линией строят ступенчатую линию и определяют число отрезков АГ. Числу необходимых тарелок соответствует число ступе- ~ШВ ней. Подробнее см.[Х-Ц. »юй ВТОРОЙ МЕТОД РАСЧЕТА х х« 82 В этом случае движу щая сила рассчитывается косвенно через число единиц переноса, а кинетика выражается через высоту единицы переноса ВЕП (лля наса- дочных колонн) или через число единиц переноса нь соответствующее одной тарелие (для тарельчатых колона). М етод этот применяется в тех случаях, когда имеются опытные данные или расчетные уравнения для вычисления ВЕП или ш.
63. Лля еасадочных колонн высота зовы ко»»такта определяется по следующим формулаы. При расчете по паровой (газавой) фазе: И = (ВЕП)„т м (Х-91) Прн расчете па жидкаи фазе И = (ВЕП) (Х-92) Здесь (ВЕП)„— высота единицы переноса, а тз — общее число единиц "ершюса, опредсляемое по концентрации паровой (газовой) фазы [формул,„ (Х.78) и (Х-80Ц; (ВЕГ!) „— высота единицы переноса, а т« — общее число На графин в координатах х — у (рис. Х-!О) наносят кривую равновесия С, — Сз, рабочую линию А» — А» и кинетичегку»о кривую без учета уноса В» - — Вз. От точек Вь Вь В», откладывают отрезки »û, ȑ, Взрз, ..., равные гоатветствующнм значениям Ау=у — у'. Соединяя точки Г», Гь Гь ...
плавной линней, получают кинетическую кривую с учетом уноса, Между Рис. Х-10. Определение числа реальных тарелок дли процесса ректификации с учком унаса жидкости. х. Аьсогьция, Ректнонкзцня, пеэегонкд единиц переноса, определяемое по концентрации жидкой фазы (формулы (Х-79) и (Х-8!)[. Расчет по этому способу см. [0-2[. 64. Для тврельчатых колонн определение числа тарелок с построением кинетической кривой см. [0-2]. ТРЕТНЯ МЕТОД РАСЧЕТА 68. В этом случае кинетнка выражается через высоту. эквивалентную-теоретической ступени измеиенкя концентрации ВЭТС (для насадочных колонн), илн через к.п.д.
тарелки (для тарельчатых колонн); двнжушая сила рассчитывается косвенно через число Фт теоретических ступеней изменения концентрации (илн теоретических тарелок). Метод этот применяется в тех случаях, когда имеются .». опытные данные или расчетные уравнения для вычисления у„, ВЭТС или к.п.д. тарелки. 66. Расчетное уравнение для насадочньш колонн: у»г Н = (ВЭТС) 77~ (Х-93) Расчетное уравнение для тарельчатых колони: Ф )ут = — = зстЛГст т) (Х-94) Рис. Х-11.
Определение числа ступеней изменения концентрации (пример расчета абсорбера). 0 Х . Х В этих формулах: ВЭТС— высота, эквивалентная одной теоретической ступени изменения концентрации нли одной теоретической тарелке, м [формула (Х-127)[; Ж„ — чвсло ступеней изменения концентрации (число теоретических тарелок); т! — к. п. д.
тарелки [формула (Х-173)[; з„ вЂ” среднее число рабочих 'тарелок, обеспечивающее одну ступень изменения концентрации. Численные значения з», зависят от физических свойств компонентов, гидро. динамических условий взаимодействия фаз, глубины погружения прорези кол. пачка в жидкость, механического угюса жидкости н пр. Практически в», колеблется от 1,25 до 5, ио для большинства случаев принимают з,„1,5.+2 [0-11 Ступень изменения концентрации на диаграмме у — х соответствует такому объему диффузионного аппарата, когда концентрация распределяемого между фазами компонента на выходе, например у„,, равна равновесной концентрации иа входе в этот объем.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
