Калишук. ПиАХТP(оранжевый задачник)

изотермически при температуре t и давлении на P большем, чем атмосферное. Межтарельчатое расстояние в абсорбере hт, средняя эффективность тарелок в нем η. Скорость газовой смеси в абсорбере равна w.

Определить:

1)массовый расход аммиака, поглощаемого водой в абсорбере;

2)диаметр абсорбера, округлив его с точностью 0,1 м с запасом;

3)высоту тарельчатой части абсорбера.

Плотности газовой и жидкой фаз принять равными плотности азота и воды при рабочих условиях. Атмосферное давление принять равным 0,1 МПа. Равно- весные составы фаз определить по данным справочного приложения.

Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 6.104, по предпоследней цифре – из табл. 6.105.

Таблица 6.104

Задача 53

В насадочном абсорбере (см. рис. 6.50) диаметром D из газовой смеси погло- щается диоксид серы. Степень насыщения поглотителя на выходе из абсорбера достигает ϕ. Свежий поглотитель, подаваемый в абсорбер, не содержит диоксида серы. Объемная доля воздуха в газовой смеси в результате очистки повышается с cвн до cвк. Абсорбер работает при средних температуре t, давлении P и скорости газовой смеси w. Высота слоя насадки, эквивалентная теоретической ступени взаимодействия фаз, составляет hэт.

Определить:

1)приведенныйкнормальнымусловиямобъемныйрасходочищеннойгазовойсмеси;

2)массовый расход отработанного поглотителя;

3)высоту насадочной части абсорбера, округлив ее с запасом до целых метров.

Принять, что средняя скорость газовой фазы определена при ее среднем объ- емном расходе. Условия равновесия для взаимодействующей системы определить используя данные из справочного приложения.

281

Рис. 6.50. К расчету абсорбера для улавливания диоксида серы

Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 6.106, по предпоследней цифре – из табл. 6.107.

Таблица 6.106

Задача 54

Производительность ректификационной установки (рис. 6.51) по дистилля- ту D. Давление паров флегмы и дистиллята, поступающих из ректификационной колонны установки в дефлегматор, P. Уравнение рабочей линии укрепляющей части колонны

y = Ax + B,

где y и x – молярная доля низкокипящего компонента (НК) в паровой и жидкой фазах соответственно; A и B – коэффициенты, величины которых определяются значениями флегмового числа и состава дистиллята.

282

Рис. 6.51. К расчету расходов паров флегмы и дистиллята и тепловой мощности дефлегматора:

1 – укрепляющая часть колонны; 2 – дефлегматор; 3 – делитель флегмы

Определить:

1)объемный расход паров флегмы и дистиллята при рабочих условиях;

2)тепловую мощность дефлегматора.

Свойства дистиллята принять соответствующими свойствам чистого НК разде- ляемой смеси. Удельную теплоту конденсации паров принять приближенно равной удельной теплоте конденсации при атмосферном давлении. Жидкость (флегма и дистиллят) из дефлегматора отводятся при температуре насыщения.

Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 6.108, по предпоследней цифре – из табл. 6.109.

Таблица 6.108

Таблица 6.109

Задача 55

Жидкая бинарная смесь, поступающая на разделение в атмосферную ректи- фикационную колонну непрерывного действия, подогрета до температуры кипения и содержит xF низкокипящего компонента (НК). Молярная доля НК в паре на пи- тающей тарелке колонны определяется по зависимости

yF = xF + A(yF* + xF ),

где A – коэффициент; yF* – молярнаядоляНКвпаре, равновесномсжидким питанием. На одной из выше расположенных тарелок колонны содержание НК в жидкой

и паровой фазах составляет xi и yi соответственно (рис. 6.52).

Рис. 6.52. К расчетам флегмовых чисел для ректификационной колонны

Определить:

1)массовую долю НК в дистилляте, получаемом в результате разделения смеси;

2)минимальное и рабочее флегмовые числа для данной колонны.

Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 6.110, по предпоследней цифре – из табл. 6.111.

Таблица 6.110

Таблица 6.111

Задача 56

На верхнюю тарелку укрепляющей части ректификационной колонны непре- рывного действия подается G1 жидкости (рис. 6.53).

Рис. 6.53. К расчетам коэффициента избытка флегмы и состава кубового остатка: 1 – исчерпывающая часть колонны; 2 – укрепляющая часть колонны; 3 – куб;

4 – нижняя тарелка исчерпывающей части колонны; 5 – верхняя тарелка укрепляющей части колонны; 6 – дефлегматор; 7 – делитель флегмы

В куб колонны с нижней тарелки исчерпывающей части колонны сте- кает G2 жидкости. Объемный расход паров бинарной смеси через колонну составляет V0 (приведенный к нормальным условиям). В дистилляте, получае- мом в результате разделения смеси в колонне, содержится xD′ высококипящего компонента.

285

Определить:

1)массовую долю низкокипящего компонента в кубовом остатке;

2)коэффициент избытка флегмы, при котором работает колонна.

Задача 57

Уравнения верхней и нижней частей ректификационной колонны для разде- ления бинарной смеси:

yв = Axв + B; yн = Сxн − Е,

где yв и yн – молярная доля низкокипящего компонента (НК) в паровой фазе в верхней и нижней частях колонны соответственно; xв и xн – молярная доля НК в жидкой фазе в верхней и нижней частях колонны соответственно; A, B, C, E – коэффициенты, значения которых определяются содержанием НК в дистилляте, кубовом остатке, флегмовым числом и числом питания.

Определить:

1)молярную долю НК в исходной смеси и продуктах ее разделения;

2)соотношение молярных расходов дистиллята и кубового остатка.

Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 6.114, по предпоследней цифре – из табл. 6.115.

Таблица 6.114

286

Таблица 6.115

Задача 58

Испаритель ректификационной установки непрерывного действия (рис. 6.54) для разделения бинарной смеси имеет поверхность теплопередачи Fи.

Рис. 6.54. К расчету параметров работы ректификационной установки:

1 – ректификационная колонна; 2 – испаритель; 3 – дефлегматор; 4 – делитель флегмы

Коэффициент теплопередачи от греющего теплоносителя к кипящей в испари- теле жидкости K, средняя разность температур теплоносителей в нем tср. Колонна ректификационной установки (рис. 6.54) работает под атмосферным давлением

287

при относительном молярном расходе питания f и флегмовом числе R. Содержа- ние низкокипящего компонента в дистилляте, получаемом в результате разделе- ния смеси, xD. Тепловая нагрузка дефлегматора установки составляет А от тепло- вой нагрузки испарителя.

Определить:

1)молярный расход смеси, поступающей на разделение в установку;

2)температуру паров флегмы и дистиллята на выходе из колонны.

Удельную теплоту конденсации паров флегмы и дистиллята принять равной удельной теплоте конденсации низкокипящего компонента при атмосферном дав- лении.

Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 6.116, по предпоследней цифре – из табл. 6.117.

Таблица 6.116

Задача 59

В атмосферной ректификационной колонне непрерывного действия (рис. 6.55) необходимо разделять бинарную смесь, содержащую в своем составе xF низкоки- пящего компонента. При разделении следует достичь содержание высококипящего компонента в кубовом остатке xW′ , а в дистилляте – x′D.

Определить:

1) оптимальное рабочее флегмовое число; 2) температуру пара и жидкости на тарелке питания колонны;

вом числе равном R.

288

Рис. 6.55. Схема непрерывно действующей ректификационной установки для разделения бинарной смеси:

1 – колонна; 2 – питающая тарелка; 3 – змеевик испарителя; 4 – дефлегматор; 5 – делитель флегмы

Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 6.118, по предпоследней цифре – из табл. 6.119.

Таблица 6.118

Таблица 6.119

Задача 60

В ректификационной установке непрерывного действия (рис. 6.56) при разде- лении бинарной смеси получают GW кубового остатка. Разделение производится в тарельчатой ректификационной колонне под атмосферным давлением.

Рис. 6.56. Схема непрерывно действующей ректификационной установки для разделения бинарной смеси:

1 – колонна; 2 – испаритель; 3 – дефлегматор; 4 – делитель флегмы

Исходная смесь, кубовый остаток и дистиллят содержат соответственно x′F , xW′ и x′D компонента, имеющего большую температуру кипения. Минимальное флег- мовое число на А меньше рабочего. Расстояние между ситчатыми (ТС) или колпа- чаковыми (ТСК) тарелками в колонне hт, их средняя эффективность η.

Определить:

1)производительностьустановки(килограммвчас) поисходнойсмесиидистилляту;

2)высоту тарельчатой части колонны;

290