2.2.4. Графический метод определения теоретического числа тарелок методом Мак-Кэба-Тиле

Используя допущение, которое гласит, что в дефлегматоре не происходит изменения состава пара, то есть , значение концентрации выносится на диагональ. Отмечается точка а ( ) (рисунок 2.4).

Определяется минимальное флегмовое число по формуле:

, (2.9)

где - концентрация низкокипящего компонента в дистилляте;

- концентрация низкокипящего компонента в паре исходной смеси (по рисунку 2.2 0,3);

- концентрация низкокипящего компонента во флегме.

Определяется оптимальное флегмовое число по формуле:

(2.10)

Уравнение рабочей линии верхней части колонны:

(2.11)

где - отрезок, отсекаемый рабочей линией на оси ординат.

Отмечается точка d (0,В) и через точки а и d проводится рабочая линия укрепляющей части колонны. На эту рабочую линию выносится значение концентрации низкокипящего компонента в исходной смеси и отмечается точка В. Эта точка характеризует концентрацию низкокипящего компонента на питательной тарелке (рисунок 2.4). Следовательно, точка В является исходной точкой построения рабочей линии исчерпывающей части колонны.

Используя допущение, что при испарении жидкости в кипятильнике не происходит изменения ее состава, то есть состав пара, образующегося в кипятильнике, соответствует составу кубового остатка ( ), значение концентрации низкокипящего компонента в жидкой фазе куба колонны выносится на диагональ и отмечается точка с. Через точку с и точку b проводится рабочая линия исчерпывающей части колонны.

На тарелке происходит конденсации и парообразования, выражающийся ступенью (рисунок 2.4). Количество таких ступеней до точки В определяет число теоретических тарелок в укрепляющей части колонны ( 12 тарелок). Количество ступеней от точки в до точки с дают число теоретических тарелок в исчерпывающей части колонны ( 7 тарелок).

1. Графический метод Меркеля в координатах h=f(x,y). Определение теоретического числа тарелок.

Определяется удельный тепловой поток в конденсаторе по формуле:

(2.12) hрррр

где - скрытая теплота фазового перехода дистиллята, которая определяется по формуле, кДж/кг:

, (2.13)

кДж/кг

кДж/кг

Для нахождения числа тарелок (изотерм) в диаграмме h-x,y необходимо построить вспомогательную линию (рис. 2.6) с по­мощью диаграммы t - х,у. Проводится ряд изотерм ti в этой диа­грамме, которая затем проецируется в диаграмму h- x,y (пунк­тирные линии). Пересечение катетов прямоугольных треугольни­ков, гипотенузой которых являются изотермы, дают точки, со­единение которых производится вспомогательной линией. На рис. 2.6 показано построение изотерм (пунктирные линии) в укрепляющей и исчерпывающей частях колонны. Количество изотерм, находящихся справа от главного луча- есть число та­релок в укрепляющей части колонны, а слева - число тарелок в исчерпывающей части колонны.

Число ступенек на диаграмме будет равно числу теоретических тарелок в колонне. По этому методу теоретическое число тарелок в колонне примем .

Действительное число тарелок в колонне можно определить пользуясь понятием КПД тарелки по формуле:

, (2.14)

где – средний КПД тарелки, он лежит в пределах 0,2-0,9.