Расчет жидкостных и паровых нагрузок по высоте колонны
Ф
легмовые
Rn
и паровые Пn
числа соответственно для концентрационной
и отгонной частей ректификационной
колонны определим по тепловой диаграмме
как отношения отрезков:
Rn = gn / D = Gn+1D / gnGn+1 и Пn = Gn / W = Wgn+1/ gn+1Gn
т.е. для 1 тарелки: R1 = g1 / D = 17,7/6=2,95
для 6׳ тарелки: П1׳ = 17,5/ 6,7 =2,59.
П о рассчитанным данным можем определить мольные расходы жидкости gn и пара Gn:
для концентрационной части колонны:
g׳n = Rn · D', (31)
G׳n+1=G׳n+g׳n-gn-1', (32)
для отгонной части колонны:
g׳n+1 = G׳n+gn'-G׳n-1 (33)
G׳n = Пn · W', (34)
т.е. для 1 тарелки: g1 = 2,95· 136,56 = 402,85 кмоль/ч;
G1 = 136,56 кмоль/ч;
Для 1 ׳ тарелки: g1׳ = 139,003 кмоль/ч;
G1׳ = 2,79·139,003 = 363,077 кмоль/ч.
Найденные мольные расходы пересчитываем в массовые, используя следующие уравнения:
g = gn · Mgn , (35)
G = Gn · MGn. (36)
где Mgn и MGn – средние молярные массы соответственно равновесных потоков жидкости и паров, покидающих n – ную тарелку, кг /кмоль.
Mgn = MБ · x'n + MТ · (1 - x'n), (37)
MGn = MБ · y'n + MТ · (1 - y'n), (38)
Для 1 тарелки: Mg1 = 78 · 0,85+ 92 · (1 – 0,85) = 80,1 кг/кмоль;
MG1 = 78 · 0,935 + 92 · (1 – 0,935) = 78,84 кг/кмоль;
g = 402,85 · 80,1 = 32268,285 кг/ч;
G = 136,559 · 78,84 = 10766,344 кг/ч.
Составим таблицу полученных данных (расчет произведен с помощью электронных таблиц Excel):
|
Коцентрационная секция |
|
|
|
|
|
|
||
№ |
R |
G׳ |
g׳ |
x׳ |
y׳ |
Mg |
MG |
G |
g |
1 |
2,950 |
136,559 |
402,850 |
0,850 |
0,940 |
78,840 |
80,100 |
10766,344 |
32268,308 |
2 |
2,869 |
539,410 |
391,789 |
0,750 |
0,880 |
79,680 |
81,500 |
42980,165 |
31930,801 |
3 |
2,822 |
528,348 |
385,371 |
0,640 |
0,800 |
80,800 |
83,040 |
42690,550 |
32001,181 |
4 |
2,809 |
521,930 |
383,595 |
0,560 |
0,720 |
81,920 |
84,160 |
42756,513 |
32283,389 |
5 |
2,738 |
520,155 |
373,900 |
0,450 |
0,650 |
82,900 |
85,700 |
43120,835 |
32043,203 |
6 |
2,701 |
510,459 |
368,847 |
0,390 |
0,590 |
83,740 |
86,540 |
42745,845 |
31920,018 |
|
|
|
Отгонная секция
|
|
|
|
|
|
|
№ |
П |
G׳ |
g׳ |
x׳ |
y׳ |
MG |
Mg |
G |
g |
7’ |
2,632 |
365,857 |
504,165 |
0,38 |
0,6 |
83,600 |
86,680 |
30585,648 |
43701,062 |
6' |
2,627 |
365,162 |
505,416 |
0,33 |
0,54 |
84,440 |
87,380 |
30834,281 |
44163,293 |
5' |
2,636 |
366,413 |
505,416 |
0,265 |
0,46 |
85,560 |
88,290 |
31350,301 |
44623,222 |
4' |
2,636 |
366,413 |
499,995 |
0,195 |
0,365 |
86,890 |
89,270 |
31837,630 |
44634,585 |
3' |
2,597 |
360,992 |
499,995 |
0,13 |
0,26 |
88,360 |
90,180 |
31897,246 |
45089,581 |
2' |
2,597 |
360,992 |
502,080 |
0,075 |
0,17 |
89,620 |
90,950 |
32352,096 |
45664,213 |
1' |
2,612 |
363,077 |
139,003 |
0,038 |
0,095 |
90,670 |
91,468 |
32920,189 |
12714,366 |