Уравнения рабочих линий

Поскольку условия работы укрепляющей и исчерпывающей частей ректификационной колоны различны, поэтому материальный баланс для них рассмотрим отдельно.

Укрепляющая часть. Возьмем сечение А-А и составим материальный баланс по НК для верха этой части колонны:

(5.119)

Здесь

(5.120)

R-флегмовое число

Кол-во поднимающихся паров по колонне:

(5.121)

По (5.119) находим y:

(5.122)

По условию y_Р=x_Р, изменяя L получим:

(5.123)

Окончательно:

(5.124)

A-тангенс угла наклона α раб линии к оси

абсцисс

B-отрезок, отсекаемой раб линией на оси ординат.

Рис.5.39 Рабочая линия верхней

части ректификационной колонны.

Исчерпывающая часть. Рассмотрим материальный баланс для низа исчерпывающей части колонны - ниже произвольного сечения В-В, где текущие концентрации НК в фазах x и y (рис. 5.38):

(5.125)

Здесь ,

,, f>1

Находим y (y_W=x_W)

(5.126) и (5.127)

При х=х_W, у=у_W=x_W, т.е. рабочая линия исчерпывающей части колонны проходит через точку, лежащей на диагонали с абсциссой х_W.

Положение точек a и c определены, они лежат на диагонали. Точка в пересечении линий аВ и сВ₁. Положение точки b соответствует x_F, т.е. соответствует сечению, на уровне которого подают питание в колонну.

Для определения числа теоретических ступеней изменения концентрации между рабочей и равновесной линиями строят ступень в интервале концентраций x_P-x_W. При ректификации рабочую линию располагают ниже линии равновесия.

Если флегмовое число не задано, как найти ее опт. значение?

.

Рис. 5.40 Определение R

Рис. Определение R_опт.

Если B_max, то R_min, так как х_р = const. В точке движущая сила = 0. В точка должна быть. A=A₁ и B=B₁, что возможно только при . R_min. можно найти расчетным путем. От R зависит размеры аппарата и расход теплоносителей. Следовательно капитальные и эксплуатационные затраты. Эксплуатационные затраты (расход теплоносителей) возрастают прямо пропорционально R. С увеличением R возрастает движущая сила процесса и уменьшается необходимое число теоретических ступеней. При некотором R рабочий объем колонны станет минимальным, минимальным будет стоимость колонны. Нати R_опт достаточно сложно, поэтому выбор дествительного R_d, произ0водят приближенно:

.

Дата добавления: 2014-01-14