|
у
—
х
диаграмме — см. рис. 7.3.
В еличина среднего к. п. д . тарелок ц, который вводят для учета
реальны х условий массообмена на тарелках, зависит от многих
переменных величин (конструкция и размеры тарелки, гидроди
намические факторы, физико-химические свойства пара и жидко
сти). З н ач ен и я rj определяю т по опытным данным, большей частью
они находятся в пределах 0,3— 0,8.
Н а тарел ках с перекрестным током пара и жидкости с увели
чением длины пути жидкости по тарелке массообмен улучш ается,
величина среднего к. п. д. т] возрастает.
Н а ри с. 7.4 приведены значения среднего к . п. д . тарелок, полу
ченные по опытным данны м д ля промышленных ректификацяон-
Л,мм
Рис. 7.2, Значение коэффициента
С:
А , Б
— колпачковые тарелки е круглыми колпачками;
В
ситчатые тарелке.
Рее. 7,3. Графическое определение числа ступеней изменения концентрации (теоретнче*
свия тарелок) о ректификационной волоине:
А В —
рабочая линия верхнее части колонны;
АС
-* рабочая ливня важней чаетц so*
Л011ИЫ.
ных колонн сравнительно небольшого диаметра. По оси абецнео
на этом графике отложены произведения коэффициента относи
тельной летучести разделяемы х компонентов
а [см.
уравнение
(6.9)] на динамический коэффициент вязкости ж идкости питания
ц (в м П а-с) при средней температуре в колонне.
При определении среднего к. п. д. тарел ок в кол о н н ах боль
шого диаметра (с длиной пути жидкости
I
£> 0 ,9 м) рекомендуют?
к значениям, найденным по рис. 7.4, давать поправку
А:
Пг = п а - Ь Д ) -
(7.20J
Значения поправки А для смесей с а р = 0,1-*-1,0 приведены
на рис. 7.5.
-
-
•
1
т
* -
-
0,1
0}1
0,3 0$
0,5
0,7 1,0
2,0
3,0
4
о
5,0
7,0 Ш,8
Рис. 7.4, Диаграмма для приближенного определения среднего
б
. и. д . тарелок.
I I 9
А
OJO
0,25
0,20
0,15
o,w
0,05
Р я с . 7 .5 .
З а в и си м о с т ь п о п р авк и Л от
дли ны п у ти зиидкостн н а т ар ел к е
I .
9. Коэффициентом обогаще
ния (коэффициентом полезного
действия) отдельной
тарелки
называют величину:
У2 — У1
•По
У* — У\
(7.21)
где
ух
— мольная доля легколетучего
компонента в паре, поступающем сни
зу на тарелку;
у й
— то же в паре,
уходящем с тарелки;
у \
— то же в па
ре, равновесном с жидкостью, стекаю
щей с тарелки.
Если жидкость на тарелке
полностью перемешивается, то
у \
— мольная доля легколету
чего компонента в паре, равно
весном с жидкостью на тарелке.
10.
О пределение диаметра и высоты насадочной ректифика
ционной колонны проводится так же, как и абсорбционных наса-
дочных колонн — см. гл. 6.
Д иам етр насадочной колонны рассчитывается по уравнению
(6.35). Ф иктивную скорость пара в точке захлебы вания
w5
при
Р» > Рп находят по уравнению (6.36), но с другим значением Л .
Д л я ректификационны х колонн
А =
— 0,125.
Высоту слоя насадки Я н при пленочном режиме работы ко
лонны находят отдельно для верхней и для нижней части колонны
ло уравнению
KySoq
У г
f
dy
J
у* — у
К у п в у >
(7.22)
У
I
аналогичному уравнению (6.39).
v
В уравнении (7.22):
G
— постоянный по высоте колонны мольный расход
пара, кмоль/с;
К у
— коэффициент массопередачи, кыолъ/(м2-с-Д# = 1);
S
=
= л£>2/4 — площадь поперечного сечения колонны, ма; а — удельная поверх
ность насадки, м2/м3;
1
J)— коэффициент смоченности насадки, безразмерный;
у*
и
у
— равновесная и рабочая концентрации (мольные доли) легколетучего
компонента в паре.
Д л я насадочных ректификационных колонн, работающих в ре
ж име эм ульги рован ия, эквивален тн ая высота насадки
h9
(в точке
инверсии) может быть определена из уравнения [6Л ]:
£
=
w
(
4
-
n
t
-
)
0 .2
lg
mG
I —
т-
(7.23)
где
= 4V'CB/o — эквивалентный диаметр насадки, м; Ren == 4tapn/(o{x п) —
критерий Рейнольдса;
G /L
— отношение потоков пара и жидкости (в верхней
G
Я - И
.
/? + 1
части колонны
- г -
= — =— , в нижнен части колонны
G/L
=
—
w
Г\
4 *\ "Т" Г
см. уравнения (7.6) и (7.7);
т —
тангенс угла наклона равновесной линии.
Высоту слоя насадки находят по уравнению (6.44).
ПРИМЕРЫ
Пример 7 .1 . Вычислить состав равновесной паровой фазы при
50 °С для жидкости, состоящей из смеси гексана и воды, предпо
л а га я их полную взаимную нерастворимость.
Р е ш е н и е . Д авление насыщенного пара гексана при 50 °С
равняется 400 мм рт. ст. (рис. X V II), Д авлени е насыщенного пара
воды при 50 °С составляет 92,5 мм рт. ст. (табл. X X X V III). При
полной взаимной нерастворимости компонентов парциальное д ав
ление
р
каж дого компонента равняется давлению его насыщенного
пара
Р.
Общее давление смеси паров:
П = рв +
Рс = Рв
4*
= 400 + 92,5 = 492.5 мм рт. ст.
Мольную долю гексана в паровой фазе найдем по уравнению
Do'stlaringiz bilan baham: |
