Ректификация

Технологических схем ректификации много, но принцип и задачи материального баланса те же самые, что и при перегонке. Разберём на примере бинарной непрерывной ректификации.

вода

G,Y_P

укрепляющая

часть

Ф, х_Ф Р, х_Р

питающая тарелка

пар

исчерпывающая часть

конденсат

W, x_F

F, x_F - расход и концентрация исходной смеси;

P, x_P - расход и концентрация по НК в дистилляте;

W, x_W - расход и концентрация в кубовом остатке;

G - расход пара НК;

Ф - расход флегмы.

Очевидно:

, по НК

Отношение - флегмовое число, от него зависит качество дистиллята, т.е. содержание НК. - качество улучшается. Определяет число тарелок .

По материальному балансу получают уравнения рабочей линии:

- укрепляющая часть;

- исчерпывающая часть;

где - степень разделения

Тепловой баланс

исп. флегмы тепл. на исп. д. нагревание куб.

Адсорбция

Адсорбция – Массообменный процесс поглощения газов или растворённых веществ из газовых и жидких однородных систем твёрдыми веществами (адсорбентами).

Назначение - процесс применяется в химической технологии, нефтехимии, пищевой промышленности, приборостроении и т.п. для:

- разделения газовых смесей;

- очистки жидкостей от примесей;

- очистки отходящих газов от вредных веществ;

- очистки воздуха.

Особенность процесса – избирательность и обратимость (пояснить). Адсорбция бывает физическая и химическая.

Движущая сила – разность концентрации или давлений поглощаемого компонента в газе или жидкости и на поверхности, а также в порах адсорбента.

Равновесие при адсорбции описывается уравнениями:

(1)

(2)

- концентрация поглощаемого вещества в адсорбенте, кг/кг;

- равновесная (при которой не происходит поглощения) концентрация в газовой смеси или растворе, кг/кг;

Р - равновесное давление поглощаемого вещества в газовой смеси, Па;

k, A, B - константы равновесия, определяемые опытным путём и зависящие от:

1 ) температуры t ; ст-нь

2 ) давления Р ; ст-нь

3) природы поглощаемого вещества – описывается с помощью изотерм адсорбции при t = const;

4) Примесей.

Материальный баланс для непрерывного процесса.

Цель: определить расход адсорбента.

(3)

G - расход газовой фазы;

L - расход адсорбента;

;

.

Для периодического процесса:

(4)

S - площадь поперечного сечения адсорбента;

- время прохождения газа через слой адсорбента высотой dH;

- насыпная плотность адсорбента;

.

Тепловой баланс – для определения количества отводимого тепла:

Q_ПР – Q_yx = г (5)

г – теплота адсорбции.

Технологические схемы адсорбции и их аппаратурное оформление.

1. С неподвижным слоем адсорбента

адс. десор. газ

газ

адсорбент

десорбент

Достоинства:

а) простота конструкции;

б) возможность оперативной замены адсорбента.

Недостатки:

а) периодичность;

б) низкая производительность и степень адсорбции;

в) большие энергозатраты.

2 С движущимся адсорбентом

G

G

L

адс.