6.2 Коэффициенты массопередачи и высота колонны

Коэффициенты диффузии в жидкости при температуре t находят по формуле:

, при 20 ⁰С

Для верхней части колонны:

При 20 ^оС

Для нижней части колонны:

Коэффициент диффузии в паровой фазе может быть вычислен по уравнению:

Для верхней части колонны:

Для нижней части колонны:

Вычислим коэффициенты массоотдачи:

Для верхней части колонны:

Вязкости паров воды и этилового спирта, при 100 ^оС:

Для нижней части колонны:

Пересчитаем коэффициенты массоотдачи на кмоль/м²с:

Для верхней части:

Для нижней части:

6. 3. Расчёт высоты сепарационного пространства :

Высота барботажного слоя равна h_п = ho / ( -ξ )

h_пв = 0,0303/(1- 0,599) = 0,0755 м

h_пн = 0,0290/ (1-0,604 ) = 0,0731 м

Расстояние между тарелками h = 500 мм

Высота сепарационного пространства

для верхней части колонны :

h_c = 0.5-0.0755 = 0.374 м.

брызгоунос:

e = 0.000077*(73/ σ_в )*(w / h_c )^3/2 = 0,00089 кг жидкости / кг пара = 0,00093 кмоль жидкости / кмоль пара.

для нижней части колонны :

h_c = 0.45 - 0.0838 = 0.377 м.

брызгоунос :

e = 0.000077*(73/ σ_в )*(w / h_c )^3/2 = 0,00092 кг жидкости / кг пара = 0,00096 кмоль жидкости / кмоль пара.

6. 4. Расчёт кинетической кривой :

Для колонн с ситчатыми тарелками диаметром более 600 мм. отсутствуют надёжные данные по продольному перемешиванию жидкости ,поэтому с достаточной степенью приближения можно считать , что одна ячейка перемешивания соответствует длине пути жидкости l = 350 мм.

Определим длину пути жидкости l_т как расстояние между переливными устройствами :

l_т = (D² - b²) ^0.5 = ( 1.2²-1,040²) = 1.389м.

S = 1.3895/0.35 = 3.967

Фактор массопередачи для укрепляющей части равен :

λ = m(R+1)R

Фактор массопередачи для исчерпывающей части равен :

λ = m(R+1)/(R+f)

где f - число киломолей питания на 1 киломоль дисстилата : f = (x_p - x_w )/( x_f - x_w ) = 5.585

Примем долю байпасирующей жидкости θ = 0,1

Эффективность тарелки по Мэрфри рассчитываем по следующим формулам :

B=λ*(E_y+e/m)/(1-θ)(1+e*λ/m);

E”_My=(E_y/B)*[(1+B/S)^s-1];

E’_My= E”_My/(1+ λ*θ* E”_My /(1-θ));

E_My= E’_My /(1+ e*λ* E’_My/ [m(1- θ)]);

С помощью компьютера найдем данные для построения кинетической линии:

Параметр	Нижняя часть			Верхняя часть
x	0,02	0,04	0,08	0,2	0,4	0,6	0,8
m	5,16	4	2,3	0,38	0,54	0,38	0,77
Kyf	0,075	0,078	0,083	0,057	0,056	0,057	0,055
n0y	1,903	1,977	2,096	1,454	1,427	1,454	1,390
Ey	0,851	0,861	0,877	0,766	0,760	0,766	0,751
B	1,207	0,953	0,569	0,585	0,763	0,585	1,015
E”My	1,054	1,164	1,054	0,926	0,970	0,926	1,034
E’My	0,935	1,032	0,988	0,872	0,889	0,872	0,909
EMy	0,88	0,85	0,83	0,76	0,77	0,76	0,79
yk	0,15	0,23	0,30	0,50	0,60	0,69	0,80

Число тарелок для верхней и нижней частей колонны:

N_низ = 7 шт

N_верх = 20 шт

Высота колонны определяется по формуле:

где h – расстояние между тарелками, для колонны диаметром 1200 мм h = 500 мм

z_в = 1000 мм, z_н = 2000 мм