ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Ступенчатый подвод и отвод тепла из "Разделение многокомпонентных смесей" Ввиду сложности проблемы овладение методикой подобных расчетов возможно только при использовании современных быстродействующих вычислительных машин. Следует отметить, что именно тарельчатые колонны, обладающие по сравнению с насадочными большим объемом удерживаемой в аппарате жидкости, имеют заметную инерционность, вследствие чего затрудняется регулирование их работы. [c.237] Значения г могут быть различными для разных тарелок колонны. [c.238] Решение указанной системы дифференциальных уравнений проводилось по программе, составленной применительно к универсальной цифровой машине Урал . Для решения был применен метод Эйлера, заключающийся в автоматическом нахождении шага интегрирования, отвечающего заданной величине точности расчета. Этой величине соответствует максимальное отклонение интегральных кривых, получаемых при численном решении задачи, от истинных значений величин, характеризующих изменение концентрации жидкости на тарелках колонны во времени. [c.238] Кроме топо, известно, что питание (жидкостная смесь) подается на 26-ю тарелку, а ведущим компонентом служит этилен. [c.239] Таким образом, исследование работы этой сравнительнЮ простой ректификационной колонны связано с решением системы, состоящей из 50 дифференциальных уравнений типа (VI, 140) и соответствующего числа алгебраических уравнений типа (VI, 141), (I, 20) и (III, 25). [c.239] Сначала были найдены режим и время установления ста--ционарного состояния для пускового периода. В первый момент состав жидкости на всех тарелках колонны равен со- ставу питающей смеси. Машина с любым желаемым интерва-i лом времени печатает изменение концентрации жидкости на тарелках в период пуска. Была задана точность расчета Ал = 0,0001 моль. [c.239] В процессе разделения изотопов режим считается установившимся при достижении степени равновесия 98%. Сложность подобных расчетов хорошо иллюстрируется затраченным машинным временем. Так, для расчета установления стационарного режима потребовалось около 60 ч работы машины Урал-1 . [c.240] Полученный стационарный режим является исходным для определения скорости изменения концентрации на тарелках колонны при изменении различных параметров процесса, к которым можно отнести флегмовый поток в колонне, состав питающей смеси и величину отбора продукта. Характер нестационарных режимов, вызываемых изменением этих величин, изучался при помощи соответствующих расчетов. [c.240] Ход изменения концентраций этилена в жидкости на тарелках колонны во времени показан на рис. 60. Из приведенных графиков видно, что изменение концентрации этилена на тарелках в средней части колонны значительно больше, чем в продуктовом потоке (дистилляте ). При этом вначале максимальное изменение концентрации наблюдается на нижних тарелках укрепляющей секции (соответственно на верхних та-прлкях исчерпывающей секции), а затем — на верхних тарелках. Разница же между максимальным изменением (приращением) концентрации в секции тсолоттиы и в дистилляте уменьшается. [c.240] На рис. 61 приведена зависимость приращения концентрации этилена в жидкости от номера тарелки при изменении флегмоного числа. Величина приращения концентрации определялась как разность между значениями концентрации на тарелках в любой момент времени и в стационарном состоянии ( =0). [c.240] При регулировании состава дистиллята по контрольным тарелкам номер тарелки, соответствующей максимальному изменению концентрации, зависит от величины допустимого колебания концентрации продукта в дистилляте. Последняя величина определяется на основе технологических и экономических расчетов. [c.241] При регулировании концентрации дистиллята (например, при получении этилена, предназначенного для производства полиэтилена) максимально допустимые колебания его состава равны 0,0005 мол. доли, или 0,05%. Соответствующие приращения концентрации на тарелках укрепляющей секции колонны даны на кривой А/ = 5 мин (см. рис. 61). Время, отвечающее такому изменению, равно 5 мин. Контрольной тарелкой в этом случае является 31-я тарелка (5-я тарелка выше ввода питания). [c.241] Все кривые, изображенные на рис. 61, иллюстрируют весь ма высокую чувствительность контрольных тарелок к изменению параметров работы колонны (в частности, флегмового потока). Чувствительность при регулировании по контрольным тарелкам в 18—25 раз больше, чем при регулировании по составу (температуре) дистиллята. Из рис. 61 следует также, что номер контрольной тарелки мало зависит от заданной величины допустимых колебаний в составе дистиллята. Другими словами, контрольная тарелка является достаточно определенной характеристикой ректификационной системы. Изменение приращений концентрации на тарелках, исчерпывающей секции колонны носит аналогичный ха рактер. [c.242] Изменение состава питания. [c.242] Чтобы установить, как меняется концентрация целевого компонента при изменении состава питания, в цифровую машину были введены значения составов жидкости на всех тарелках колонны, соответствующих найденному ра-, нее стационарному состоянию. После этого состав питающей смеси был изменен концентрацию этилена в смеси увеличили с 0,5 до 0,6 мол. доли. [c.242] Изменение величины отбора дистиллята (неправильность отбора) всегда практически связано с изменением флегмового числа Б работающей колонне, что и отражено в исходных данных. Подобным расчетом, соответствующим реальным условиям работы ректификационной колонны, по существу дается оценка суммарного эффекта, вызываемого изменением величин флегмы и отбора продукта. [c.243] Таким образом, по изложенной методике расчета с помощью быстродействующих электронных машин можно рассчитывать процессы нестационарного массообмена в ректификационных колоннах при различных источниках возмущения, в периоды пуска и разогрева аппарата. [c.243] При проведении расчета цифровая машина может автоматически останавливаться в те моменты времени, когда изменение концентрации на контрольной тарелке (импульс) достигает наперед заданной величины. Затем расчет продолжают уже при новых возмущающих воздействиях, введенных в машину. Таким способом мож1Но исследовать всю систему, включая регулирующие приборы. [c.243] Вернуться к основной статье