2 .3 Гидравлический расчёт колонны.

4.4.1. Гидравлическое сопротивление тарелки равно сумме потерь напора на сухой тарелке и в слое жидкости:

, Па

1. Сопротивление сухой колпачковой тарелки:

ω0 – скорость пара в отверстии:

=12,85 м/с

где f – доля свободного сечения тарелки, для колпачковых тарелок с диаметром

D = 1000 мм принимаем f = 0,05;

– средняя плотность пара в верхней части колонны.

=1,045 , кг/м3

Па

2. Сопротивление слоя жидкости

= *g*hn

=875*9,81*0,04

P_общ=437,376+343,35

P=7807

Суммарное сопротивление всех тарелок

P= n₁* + *n₁

P=10*437.37+3*343,35= 4370 + 1029

P=5399 Па

2 .4 Тепловой расчёт

1.Расход теплоты, отдаваемой охлаждающей воде в дефлегматоре – конденсаторе:

r-теплота конденсации паров,Дж/кг

2. Расход теплоты, получаемой кубовой жидкостью от греющего пара в кипятильник:

3.Расход тепла в паровом подогревателе питания

,Вт

С_F– принята при средней температуре =

=2725

=4182

t_нач – температура до подогревателя, принимаемая равной 18°С

4. Расход тепла, отдаваемого дистиллятом воде в холодильнике:

– принята при средней температуре =

=2675

=4180

t_кон – температура после холодильника, принимаемая равной 25°С.

5. Расход тепла принимаем водой от кубического остатка в холодильнике:

C_W = t⁰ после холодильника, примем 25⁰ С

C_W= X_w* C_{НК +} (1- X_w)*С_ВК

C _W= 0.018_* 2784+0.982*4180

C_W=4154.8

= 1473569

6.Расход греющего пара С р 4 атм и степенью сухости X=95%

1) В кипятильнике

, кг/c

r_rn = 2141*10³ Дж/кг

2) В подогревателе питания

, кг/c

Всего пара G=Grn+Grn=2,411+0,944=3,355

7. Расход охлаждающей воды при нагреве 20⁰ C

1) в дефлегматоре

, кг/c

Cв - теплоёмкость воды при 20⁰ C= 4190 Дж/кг*К

Gd=55,875

2) Холод. дистиллята

Gв=3,048

3) В холодильнике кубового остатка

Gв=17,584

З аключение

Рассчитали ректификационную колонну для разделения смеси этанол - вода подаваемый расход 6 кг/с, необходима колонна с диаметром D=1000 мм, высота тарельчатой части колонны 8.7 м,

общее гидравлическое сопротивление 5399 Па с колпачковыми тарелками, количество которых 30 штук,

расстояние между тарелками - 300мм .

Общая высота колонны – 12 м.

Диаметр штуцера выхода кубовой жидкости из колонны – 150 мм

Диаметр штуцера для входа флегмы – 125 мм

Диаметр штуцера для выхода паров из колонны – 500 мм

Диаметр штуцера для ввода в колонне питания сырья – 125 мм

Диаметр для выходы жидкости из куба в кипятильник – 150 мм

Диаметр штуцера для пара жидкостей смеси из кипятильника – 250 мм

Тарелка питания по счёту - 3

Материал для изготовления колонны - углеродистая сталь ВСт3сп.

С писок использованной литературы

1. Коган В.Б., Фридман В.М., Кафаров В.В. Равновесие между жидкостью и паром. Справочник. Кн. 1-2. 640-786с

2. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А., Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии- Л.: Химия, 1987

3. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии- М.: Химия, 1971

4. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию /Под ред. Ю.И.Дытнерского.- М.: Химия, 1983

5. Типовые колонные аппараты. Каталог М.: Информационно-издательский отдел, 1957.

6. Вредные вещества в промышленности/ Под.ред.Лазарева Н.В. Справочник. .Органические вещества. Л.: Химия.1976.-538с.

7. Иоффе И.Л. Проектирование процессов и аппаратов химической технологии. - Л.: Химия, 1991. - 352с.

8. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. - Л.: Химия, 2006. - 576с.

9. Плановский А.Н., Рамм В.М., Каган С.З. Процессы и аппараты химической технологии. М.: Госхимиздат, 1962. - 546 с.

10. Электронный ресурс - http://spetsmashservis. narod.ru/katalog_kolon.htm