8. Тепловой баланс колонны.

Исходные данные:

L1=4600 кгч =1,278 кгс ;

П= 0,3370 кгс ;

L0= 0,9408 кгс ; R= 0,96;

а0=5,0 мас; а1=29,0 мас; а2=96,0 мас; ргр=0,35 МПа;

Цель расчета:

∙Определить расход тепла в кубовом кипятильнике.

∙Рассчитать расход греющего пара в кипятильнике.

∙Определить расход тепла в конденсаторе-дефлегматоре.

∙Рассчитать расход охлаждающей воды в конденсаторедефлегматоре.

∙Определить расход тепла в подогревателе исходной смеси.

∙Рассчитать расход греющего пара в подогревателе исходной смеси.

∙Определить тепло, выделившееся при охлаждении дистиллята.

∙Рассчитать расход охлаждающей воды в холодильнике.

Определение расхода тепла в кубовом кипятильнике:

Для определения расхода тепла, в случае подачи в колонну исходной смеси при температуре кипения, можно было бы воспользоваться следующей формулой [2, 1035]:

QK =П Rr2 h2 L0 C0 t0−L1 C1 t1 .

Первоначально, определим теплоемкости всех основных потоков в колонне. Для этого по диаграмме t-x,y определим температуры смесей:

t2=83,50 С;

t1=119,50 С;

t0=129,50 С .

Теплоемкость любой из смесей можно определить на основании свойства аддитивности. По номограмме [4, 562] определим теплоемкости чистых компонентов при различных температурах.

18

Теплоты парообразования определяем по аддитивности:

rкгi =rкгА аi 1−аi rкгВ

Следовательно, мы получим:

Энтальпийное слагаемое соотношения можно рассчитать на основании следующей формулы:

h2=r2 C 2 t2 .

Подставляя числовые данные, получим:

h2=389,4 1,738 83,5=549,0 кДж кг

В этом случае, расход тепла в кипятильнике составит:

Q K =0,3370 0,96 389,4 549,0 0,9408 1,66 129,5−1,278 1,74 119,5 =248,4 кВт с ;

Расчет расхода греющего пара в кубовом кипятильнике:

Расчет расхода греющего пара основан на использовании

19

следующего соотношения:

Определение расхода тепла в конденсаторе-дефлегматоре:

Для определения расхода тепла в конденсаторе-дефлегматоре можно воспользоваться следующим соотношением [2,1037]:

Q конд =П R 1 r2 .

Qконд=0,3370 0,96 1 389,4=257,8 кВт с ;

Расчет расхода охлаждающей воды в конденсаторедефлегматоре:

Расчет расхода охлаждающей воды в конденсаторе-дефлегматоре основан на использовании следующего соотношения:

при этой температуре начинается отложение солей (инкрустация), что весьма нежелательно. Примем t//в = 40 0 С , запас в 100 С обеспечит

работу колонны без отложения солей даже в непредвиденных случаях. t¿в же зависит от ветки воды, используемой для обслуживания колонны.

Для нашего случая примем, что колонна будет обслуживаться оборотной водой с температурой 200 С .

Определение расхода тепла в подогревателе исходной смеси:

Для определения расхода тепла в подогревателе исходной смеси можно воспользоваться следующей формулой:

Qподгр=L1 C1 t1 ``−t1 .

Где t1 и t1 `` - температуры исходной смеси на входе и выходе в

20

подогреватель.

По условию, t1 ``=119,50С . Что же касается температуры t1 , то ее

выбирают, исходя из условий хранения исходной смеси. Примем, что Исходная смесь перед разделением хранится в емкости, причем

температура смеси составляет t1 =200 С .

Тогда, расход тепла в подогревателе исходной смеси составляет:

Q подгр=1,278 1,74 119,5−20 =221,0 кВт с ;

Расчет расхода греющего пара в подогревателе исходной смеси:

Расчет расхода греющего пара основан на использовании следующего соотношения:

Определение тепла, выделившегося при охлаждении дистиллята:

Для определения выделившегося тепла, зная количество полученного дистиллята, можно воспользоваться следующей формулой:

сконденсировался, является температурой, при которой дистиллят поступает в холодильник tП =83,5 .

Что же касается температуры t П `` , то ее выбирают, исходя из условий хранения полученного дистиллята. Примем, что дистиллят

поступает в приемную емкость при температуре tП =300 С .

Так как температура среды, которой является дистиллят, изменяется в интервале 30÷83,50 С , то примем определяющую температуру для

дистиллята tопр=550 С .

С =С кг=1,91 кДж кг 0 С ;

П 2

Тогда, тепло, выделившееся в холодильнике, составит:

21