Mundarija Kirish: Rektifikatsiya jarayonining nazariy asoslari va texnologik sxemaning tavsifi

Optimal qaytarilish nisbatini hisoblash va nazariy plitalar sonini aniqlash

Muvozanat ma'lumotlaridan foydalanib, metil spirti-suv tizimidagi bug 'va suyuqlik o'rtasidagi muvozanatning diagrammasini tuzamiz (5-rasm).

2-jadval Metil spirti-suv tizimining muvozanat ma'lumotlari

х, %мол.	0,00	1,90	9,66	16,61	26,08	39,65	50,79	57,32	67,63	74,72	89,43
у, %мол.	0,00	17,00	43,75	50,69	55,80	61,22	65,64	68,41	73,85	78,15	89,43
T, ºС	100,0	95,50	86,70	84,10	82,30	80,70	79,80	79,3	78,64	78,41	78,15

Rektifikatsiya jarayonini u-x koordinatlarida qurish uchun boshlang’ich aralashma, distillyat va kub qoldiqlari tarkibidagi yengil uchuvchan komponent kontsentratsiyasini quyidagi formulalar yordamida mol’ ulushlarda ifodalash mumkin:

bu yerda M_a va M_v - yengil spirt va qiyin suv uchuvchan komponentlarning molekulyar massalari:

_{ } =_{ } = 0.302

_{ }= _{ }= 0.966

_{ } = _{ } =0.007

Tajriba ma’lumotlari asosida u - x kordinatlarida boshlang’ich aralashma uchun muvozanat chizig’ini ko’ramiz.

Quyidagi formula yordamida minimal flegma sonini aniqlaymiz:

bu yerda y_fm =0.48 - boshlang’ich aralashma tarkibidagi yengil uchuvchan komponent bilan muvozanatda bo’lgan bug’dagi yengil uchuvchan komponent kontsentratsiyasi.

= _{ } = 2.704

Kolonna yuqori qismi uchun ishchi chizig’ini qurish uchun quyidagi formuladan haqiqiy flegma sonini hisoblaymiz:

3.768*1.3= 4.89

Kesma V ning uzunligini topamiz :

_{ }= 0.16

So’ng, ordinata o’qida V=0,16 kesmani o’lchab, uni A nuqta (x_d = u_d koordinatli) bilan birlashtiramiz va kolonnaning yuqori qismi uchun ishchi chiziq olamiz. Pastki qism uchun ishchi chiziq esa, V nuqtani (x_f, u_f - kordinatli) S nuqta (x_w = y_w koordinatli) bilan birlashtirib aniqlanadi.

Kolonna pastki va yuqori qismlaridagi kontsentratsiya o’zgarishi pog’onalarining soni (n) ni aniqlaymiz. Buning uchun muvozanat va ishchi chiziqlari orasiga A nuqtadan C gacha pog’onali chiziqlar o’tkazamiz. Tarelka soni quydagi formula yordamida topiladi, ya’ni:

Bu yerda _{ }=0.56 Diflegmatordagi par bosimi-0.1MPa. Dastlabki aralashma kolonnaga berilishidan oldin qaynash tamperaturasigacha to’yingan suv bug’i bilan qizdiriladi-0.4MPa. bo’lgan holat uchun:

Kolonnaning haqiqiy balandligi esa :

bu yerda h =200mm – tarelkalar orasidagi masofa, m.

qurilma diametri ushbu formuladan hisoblanadi:

bu yerda V - kolonnadagi bug’ sarfi; wu - bug’ning ishchi tezligi.

bu yerda typ = 87°C - kolonnadagi bug’larning o’rtacha temperaturasi.

Kolonnadagi bug’ning tezligi quyidagicha aniqlanadi:

bu yerda c, b - suyuqlik va bug’ning o’rtacha zichliklari.

Bug’ning o’rtacha zichligi:

Kubdan chiqayotgan bug’ning zichligi (bug’ faqat toza suvdan iborat deb tahmin qilinganda),

bu yerda tw = 95°C - kubdagi aralashma qaynash temperaturasi.

Deflegmatorga kirayotgan bug’ning zichligi (bug’ faqat toza spirtdan iborat deb tahmin qilinganda),

bu yerda td+78°C - spirtning qaynash temperaturasi.

Kolonnadagi suyuqlikning o’rtacha zichligini 78°C li spirt zichligi va kubda suvning qaynash temperaturalarining o’rtacha qiymati deb topamiz:

Unda

Ishchi tezlikni ruxsat etilgan chegaraviy tezlikdan 20% ga kam miqdorda qabul qilamiz, ya’ni

Unda, kolonnaning diametri

Issiqlikning umumiy sarfi rektifikatsion kolonnaning issiqlik balansidan aniqlanadi:

bu yerda rd = 850 kJ/kg aralashmaning issiqlik hosil qilish issiqligi; cf = 4310, cd = 3600, cw = 4190 J/(kgK) solishtirma issiqlik sig’imlar; tf, td, tw - xf, xd, xw grafikdagi egri chiziqlaridan topiladigan qaynash temperaturalari; tf = 87°C, td = 78°C, tw = 95°C ga teng deb qabul qilamiz.

Atrof muhitga issiqlikning yo’qotilishi umumiy issiqlik sarfidan 3...5% deb qabul qilinadi, ya’ni

Issiqlik sarfi:

Q=1.263*5.89*850+0.936*4.19*95-2.2*4.31*87-4.89*1.263*3.6*78=4145 kJ/soat

Isituvchi bug’ sarfi:

bu yerda i = 2730 kJ/kg - isituvchi bug’ ental’piyasi; i = 558,9 kJ/kg – kondensat ental’piyasi. Isituvchi bug’ va kondensatlarning ental’piyalari to’yingan suv bug’i bosimi bo’yicha aniqlanadi.