Расчет числа тарелок в концентрационной части колонны

Определение числа тарелок графическим методом

Одной из основных целей расчета ректификационной колонны является определение числа тарелок, необходимых для разделения данной смеси на ректификат состава y_D и остаток состава x_W, при принятых величинах флегмового и парового чисел и известной кривой равновесия фаз x - y (рисунки 2.9и 2.10). Теоретической тарелкой (теоретической ступенью контакта) называется такое контактное устройство, которое обеспечивает получение равновесных потоков фаз, покидающих контактную зону.

Пусть требуется получить ректификат с составом y_D. Рабочая линия BD верхней части колонны проходит через точку D с координатами x=y=y_D. Пары ректификата y_D были получены после прохождения паров, поднимающихся с верхней тарелки колонны, через парциальный конденсатор, где часть паров сконденсировалась, создав поток флегмы g. Состав этой жидкости x_D* находится в равновесии с парами ректификата, и поэтому может быть найден при пересечении ординаты y_D с кривой равновесия (точка 1). Абсцисса точки 1 равна x_D*. Поступившая на верхнюю тарелку концентрационной части колонны, имеющую номер N_k, жидкость состава x_D* будет контактировать с паром, поднимающимся с нижележащей тарелки. В результате образуются потоки паров состава и жидкости состава. Составы x_D* и относятся к встречным потокам и поэтому будут связаны уравнением рабочей линии. На рисунке им соответствует точка 2. Ордината точки 2 определяет состав паров .

Составы и потоков, покидающих данную тарелку, находятся в равновесии, следовательно, на диаграмме x - y будут представлены точкой 3, абсцисса которой равна . Продолжая аналогичные рассуждения, определим точку 10. Построение ее завершается, когда состав жидкости x₁, стекающий с нижней тарелки концентрационной части колонны, и состав паров y_m..поступающих из зоны питания, будут отвечать заданным. Нетрудно убедиться, что число ступеней между равновесной и рабочей линиями соответствует числу тарелок, в данном случае N_k= 5.

Следует отметить, что первая ступень изменения концентраций связана с наличием парциального конденсатора. В случае других способов отвода тепла эта ступень соответствует верхней тарелке колонны.

Рисунок 2.9 Определение числа тарелок в концентрационной части колонны

Дата добавления: 2014-01-15