8. Расчет фактического числа тарелок

Расчет по вышеописанному алгоритму числа теоретических тарелок, необходимых для получения продуктов ректификации заданного качества, основан на использовании законов Дальтона и Рауля, применимых лишь для идеальных газов и растворов. В реальности поведение газов и растворов в той или иной степени отклоняется от поведения идеальных газов и растворов. А также при однократном контакте не достигается полного равновесия взаимодействующих фаз и давление переменно по высоте колонны.

Для определения числа реальных тарелок необходимо принять коэффициент полезного действия тарелок - величина, учитывающая отклонение реального от идеального поведения газов и растворов в процессе ректификации. Для концентрационной (укрепляющей) секции колонны КПД тарелок лежит в пределах : ( ) а для отгонной секции - в пределах ( ). Так как в нашей схеме применяются парциальный конденсатор и кипятильник с паровым пространством, мы должны их учесть в качестве теоретических тарелок при расчете.

Для каждой секций колонны число реальных тарелок определяется по следующим формулам:

где – общее число фактических тарелок; – число теоретических тарелок;

– КПД тарелки (в укрепляющей и отгонной секции)

– число фактических тарелок в укрепляющей и в отгонной секции

колонны;

_{По результатам расчетов, получаем общее количество фактических тарелок, который составляет:}

9. Расчет диаметра ректификационной колонны

Расчет диаметра колонны проводится по наиболее нагруженному по

паровому потоку сечению колонны – в укрепляющей секции под верхней тарелкой. Сечение F_k и соответствующий диаметр колонны D_k определяются по секундному объемному расходу паров V_c в наиболее нагруженном сечении и допустимой скорости паров в свободном сечении W_доп по следующим формуле:

где - диаметр ректификационной колонны, м;

- допустимая скорость паров в полном сечении колонны, м/с;

- объемный расход пара на второй тарелке, м³/ч;

, - плотности жидкости, пара и при температуре t соответственно на второй тарелке;

С – коэффициент, величина которого зависит от конструкции тарелок, расстояния между тарелками и поверхностного натяжения жидкости принимаем C=900;

α - коэффициент объемного расширения жидкости.

_{Объемный расход паров при давлениях, близких к атмосферному:}

_Откуда находим и

_{Проведём расчеты:}

_{От 1000 мм до 4000 мм стандартом предусмотрены следующие диаметры колонных аппаратов: 1000, 1200, 1400, 1600 и т. д. - через каждые 200 мм. Поэтому после расчета, диаметр принимаем в соответствии со стандартом: dк = 1.6м.}

_{Так же, стандартом предусмотрены и для диаметров штуцеров:}

_{10, 25, 32, 40, 50, 70, 80, 100, 125, 150, 180, 200, 225, 250, 300, 350, …}