Описать с указанием необходимых обозначений и допущений построение рабочих линий для ректификационной колонны непрерывного действия при постоянстве расходов фаз.
Влияние флегмового числа на размеры ректификационной колонны и расход греющего пара. Определение оптимального флегмового числа при расчете ректификационных колонн.
П
ри
R-> ∞ раблиния диагональ, при R=Rmin
раблиния пересекается с равновесн. Чем
больше флегмовое число, тем больше
раблиния стремится к равновесн
Поскольку проведение ректификации связано с испарением ж-ти и соответствующими затратами тепла, на осно изложенного - с умен-м флегмового числа и, следовательно, затрат тепла на проведение процесса уменьш-ся движущая сила, и наоборот. Оптимальное (раб) флегмовое число можно найти, исходя из минимального объема колонны.
Количество пара, проходящего через ректификационную колонну, равно VP= GP(R+1)/(3600pG), где VP- объемная скорость пара в колонне, м3/с; pG- плотность смеси ,кг/м3; GP- количество дистиллята, кг/ч
Сечение колонны при заданной скорости пара и GP является величиной, пропорциональной (R+1), а высота аппарата пропорциональна числу единиц переноса. Следовательно, произведение mx(R+1) пропорционально рабочему объему аппарата.
Назвать (и обосновать их необходимость) основные допущения, принимаемые при анализе и расчете установок для непрерывной ректификации бинарных смесей. Как зависит высота колонны от флегмового числа?
Допущения: 1)отношение мольн теплоты испарения к абс температуре кипения для всех ж-тей явл величиной приблизит-но постоянной rсм/Тсм=N1/T1=N2/T2 (прав Трутона)- мольные теплоты испарения (конденсации) компонентов при одной и той же температуре приблизительно одинаковы, поэтому при конденсации 1 кмоль высококипящего компонента испарится 1 кмоль низкокипящего. Отсюда следует вывод о постоянстве мольного расхода паров.;
2)Состав пара, выходящего из ректификационной колонны в дефлегматор, равен составу дистиллята, т.е. укрепляющим действием дефлегматора можно пренебречь yp=xp,
3)Состав пара, выходящего из кипятильника и поступающего в колонну, равен составу кубовой жидкости, т.е. исчерпывающим действием кипятильника можно пренебречь: yw=xw,
4)Обычно в расчетах исходят из предположения, что исходная смесь поступает в колонну при температуре кипения, теплота смешения =0,
5)Qпот=0
С увеличением флегмового числа высота аппарата уменьшается, а расход греющего пара возрастает. Также с увеличением R возрастает количество орошающей колонну жидкости и диаметр аппарата.
Сопоставить друг с другом тарельчатые и насадочные колонные аппараты. Каковы преимущественные области применения каждого из этих типов колонн?
Общий принцип работы- газ движется снизу вверх, а ж-ть сверху вниз, а тарелки и насадки создают пов-ть контакта фаз, у тарельч большая пов-ть контакта фаз, возможность работы при небольш расходах ж-ти и возможность отвода теплоты путем установки на тарелках трубчатки с охлажд водой в отл от насадочн, у насадочных низкое гидравлич сопротивление и более простая и менее металлоемкая конструкция по сравн с тарельчат.
Насадочные колонны применяются преимущественно в малотоннажных производствах и при необходимости проведения массообменных процессов с малым перепадом давления. Благодаря созданию в последние годы новых типов насадок, позволяющих значительно снизить задержку жидкости в контактной зоне и гидравлическое сопротивление аппарата, создались перспективы применения их для многотоннажных производств (вакуумная ректификация мазута, газоразделение и др.).
Тарельчатые ректиф колонны применяются в нефтегаз и спирт пром-ти, хим, фарм, пищев пром-ти, в сферах химтехн, где требуется выделение чист в-в из исх смеси, тарельчатые абсорбц колонны прим-ся в энергетике, гальванике, типография/полиграфия, тонк механообраб-ка (шлифовка/полировка).