Порядок конструктивного и теплового расчёта агп

1. , где

– теплота, получаемая при сгорании топлива в горелке;

– физическая теплота топлива;

– теплота, поступающая с исходным раствором;

– теплота, уходящая с парогазовой смесью;

– теплота, уходящая с раствором;

– потери в окружающую среду;

– физическая теплота поступающего воздуха.

2. .

3. Расход топлива в погружной газовой горелке: .

4. Расход воздуха для полного сгорания топлива при :

/

5. Количество продуктов сгорания по составляющим:

;

;

Минимальный объём сухих продуктов сгорания:

;

;

Объём водяных паров:

;

Суммарный объём продуктов сгорания:

6. Теоретическая температура горения природного газа при полном сгорании топлива без тепловых потерь:

.

7. Энтальпия продуктов полного сгорания газообразного топлива: .

8. Объёмный расход дымовых газов на выходе из сопла погружной горелки: .

9. Скорость истечения дымовых газов погружной горелки: .

10. Оптимальная глубина погружения горелки:

, где , а

– диаметр аппарата,

– диаметр сопла.

11. Барботаж газового потока в жидкости: , где

– приведенная скорость газового потока поперечно сечению аппарата.

12. Влагосодержание дымовых газов: , где n – показатель степени;

– для воды; – для растворов H₂SO₄; – для растворов минеральных солей.

13. Критерий парового напряжения:

.

14. Удельное объёмное тепловое напряжение: .

15. Средний температурный напор: .

16. Объём раствора в аппарате определяется по тепловой нагрузке: .

17. Полный объём аппарата: , где

– коэффициент загрузки аппарата.

Ректификационные колонны

Дистилляция – это процесс разделения смеси с полной конденсацией паров.

Ректификация – это процесс разделения смеси с частичной, многократной конденсацией образующихся паров.

Принцип разделения смесей основан на том, что при кипении смеси образуются пары, в которых концентрация низкокипящего компонента больше, чем в исходной смеси.

Физико-химические свойства смесей.

Из 2-х компонентов бинарных смесей один является низкокипящим (летучим), второй – высококипящим (нелетучим).

Все смеси делят на 3 группы:

1. Смеси с взаимно-нерастворимыми компонентами;

2. Смеси с взаимно-растворимыми компонентами;

3. Смеси с частично-растворимыми компонентами.

К 1-ой группе относятся бензол-вода, ртуть-вода. Эти смеси подчиняются закону Дальтона: давление газовой смеси равно сумме парциальных давлений составляющих смесь.

Например: Смесь (Бензол-Вода).

Парциальное давление воды 225 мм рт.ст.

Парциальное давление бензола 535 мм рт.ст.

• Парциальное давление не зависит от содержания составляющих в жидкой фазе;

• Температура кипения смеси меньше температуры кипения летучего компонента;

• Температура смеси не зависит от содержания летучего компонента в этой смеси.

Рассмотрим пары, занимающие объём смеси и имеющие температуру смеси:

Бензол – ,

Вода – , где

, тогда .

Вывод: в парах на каждый килограмм воды приходится около 10 кг бензола.

Чем выше давление, тем выше количество компонентов в парах.

Обычно для расчётов процесса разделения смеси используется метод диаграмм. Одной из таких диаграмм – является диаграмма равновесия. Она показывает соотношение между количеством летучего компонента в парах (у) и в жидкости (х).

Содержание летучего компонента в жидкости не оказывает влияния на его содержание в парах.

т.а – азиотропическая точка, она соответствует концентрации летучего компонента одинаково и для паров и для жидкой фазы.

2-ая группа: спирт-вода. Смеси этого типа подчиняются закону Рауля: парциальное давление пара каждого компонента в паровой фазе над кипящей смесью равно давлению насыщенного пара этого компонента кипящего в чистом виде и при той же температуре, умноженную на молекулярную долю данного компонента в жидкой фазе.

Молекулярная доля – это отношение числа молей компонента к числу молей смеси: и , где

а – летучий компонент;

в – нелетучий компонент;

и – молекулярная масса летучего и нелетучего компонентов;

а и в –весовое содержание компонента в смеси.

Из закона Рауля и .

, тогда .

t	am	an	x	y
100	0	0	0	0
98	2	9
95	5	17
…	…	…	…	…
78	100	100	1	1

Для расчёта процесса ректификации используется фазовая диаграмма.

т.1 – соответствует жидкой фазе;

т.2 – начало процесса кипения;

т.3 – соответствует влажному насыщенному пару до т.4;

т.4 – после неё – перегретый пар.

3-я группа: фенол-вода.