16.Kontinuální rektifikace: určení minimálního poměru zpětného toku, činnost kolony při totálním refluxu, celková entalpická bilance, q-přímka.

• q-přímka

• stav nástřiku má velký vliv na separační proces v koloně

• formálně nástřik o molárním průtoku n_F na f-tém (nástřikovém patře na kapalnou fázi qn_F a parní fázi (1-q)n_F, toto rozdělení pak umožňuje vyjádřit molární toky n´_L, n´_V v ochuzovací části kolony

• parametr q charakterizuje entalpický stav nástřiku a za předpokladu stejných molárních výparných entalpií je dán vztahem

_{….VF ent. rovnovazne pary LF ent. rovn. Kapaliny F ent nastriku}

• rovnice q-přímky – nástřikové přímky – tato přímka je místem všech možných průsečíků pracovních přímek obohacovací a ochuzovací části kolony, které odpovídají stavu nástřiku charakterizovanému parametrem q, směrnice q-přímky je q/(q-1)

Limitní polohy pracovních přímek

• při minimálním poměru zpětného toku R_min leží průsečík pracovní přímky s rovnováhou na q-přímce, nebo může být pracovní přímka tečnou k rovnováze, řešením kolony pro minimální poměr zpětného toku R_min dostaneme počet rovnovážných pater N∞, směrnice obohacovací přímky

• pokud je rektifikační kolona provozována při totálním refluxu (R∞), tj. uspořádání bez odvodu destilátu, pak je veškerý kondenzát vracen do hlavy kolony, směrnice pracovní přímky obohacovací části kolony je pak a pracovní přímka se pak nachází na diagonále rozdělovacího diagramu, počet teoretických pater je pak minimální

Bilance:

_…celková

Kde Q_r je rychlost přívodu tepla do vařáku, rychlost odvodu tepla z totálního kondenzátoru Q_e

• po dosazení předchozí rovnice pro Q_c do třetího bilančního vztahu dostaneme vztah, kde je patrná závislost tepla přiváděného ve vařáku Q_r na poměru zpětného roku R

• tepelné toky Q_c, Q_r jsou mnohem (řádově) větší než toky entalpie n_Fh_F, n_Dh_D, n_Wh_W

• největší teplota je u paty kolony (ve vařáku) a nejnižší teplota je v hlavě kolony

17.Sušení pevných látek: vlastnosti vlhkého vzduchu, entalpický diagram vlhkého vzduchu. Materiálová a entalpická bilance vsádkové sušárny, doba sušení.

Sušení – odpařování vody či jiné kapaliny z materiálu a přestup vypařené páry do okolního plynu

K odpařování kapaliny z pevného materiálu je nutno dodat energii, v závislosti na způsobu dodání energie rozeznáváme sušení

• Kontaktní – teplo se předává sušenému materiálu vedením z vyhřívané plochy, kontaktní sušány obvykle pracují za nízkých tlaků (urychlení procesu, nižší teplota sušeného materiálu)

• Mikrovlné – rádiové mikrovlny o frekvenci 915 nebo 1450 MHz předávají energii látkám s nesymetrickou molární strukturou

• Radiační – používají se k dosušování a povrch materiálu je zahříván infračerveným zářením o vlnové délce 1 až 2 μm

• Konvekční – v praxi je nejrozšířenější a teplo na povrch materiálu přestupuje z proudícího plynu, který je se sušeným materiálem v bezprostředním styku

Z hlediska přetržitosti sušení rozdělujeme sušárny na

• Vsádkové (periodické)

• Kontinuální

Sušený materiál je v sušárnách buď v klidu, nebo je mechanicky či pneumaticky přesouván.

Při popisu sušení uvažujeme přítomnost tří složek – odpařovaná kapalina (A), suchý plyn (B), suchý materiál (C), nejčastějším sušícím plynem je vzduch a nejčastější odpařovanou kapalinou je voda, proto popisujeme vlastnosti vlhkého vzduchu