ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Число необходимых единиц переноса или тарелок для проведения ректификации смеси Но из "Выделение дейтерия из водорода методом глубокого охлаждения" Существует несколько способов вычисления числа тарелок и высоты ректификационных колонн. [c.39] Наиболее простой метод подсчета числа теоретических тарелок — графический, по диаграмме х — у [64, 77]. В этом методе предполагается, что скрытые молярные теплоты различных код -понентов равны и, следовательно, потоки жидкости и пара по высоте колонны неизменны. Количество теоретических тарелок определяется числом, ступеней, которые можно построить между равновесной кривой и рабочими прямыми. [c.39] Различие в величине теплот испарения компонентов учитывается в методе Пуаншона, использующем график у — х [64, 78]. [c.39] Число теоретических тарелок можно подсчитать также и аналитически [79 1, однако все аналитические методы расчета сопряжены со значительной вычислительной работой. [c.39] Другая группа способов расчетов числа тарелок базируется на диффузионной теории процесса ректификации. Она основывается на том, что обмен веществ между жидкой и газообразной фазами происходит путем диффузии компонентов через пограничные пленку жидкости и пленку пара. Принято считать, что пленка пара создает основное диффузионное сопротивление, поэтому весь диффузионный напор процесса можно относить к паровой фазе. [c.41] Коэффициент К зависит от коэффициентов диффузии в жидкости и паре. [c.41] Схема колонны при ректификации жидкого водорода изображена на рис. 16 слева. Исходная разделяемая смесь — водород — поступает в среднюю часть в точке Р ректификационной колонны. Колонна орошается флегмой Р — жидким, свободным от дейтерия водородом, дросселируемым через В-1. Освобожденный от дейтерия водород выходит с верха колонны В). Обогащенный дейтерием продукт выходит с низа колонны (точка W). [c.42] Для данного случая зависимость ЧЕП от числа флегмы можно вывести аналитически. [c.43] Давление пара тяжелолетучего компонента Р берется при температуре кипения более летучего компонента 1 под давлением Р. [c.43] При минимальной флегме для проведения процесса ректификации необходимо бесконечно большое число тарелок. Поэтому действительная флегма всегда больше минимальной, причем чем больше флегмы, тем меньше требуется тарелок для процесса ректификации. Оптимальное соотношение между флегмой и числом тарелок должно быть специально определено для каждого частного случая. [c.45] Для исследования этого вопроса можно использовать выведенные выше формулы (3. 30) и (3. 31). [c.45] Подставляя различные значения Я в эти формулы, можно получить зависимость п (ЧЕП) от Я. Концентрация питания, представляющего собой нормальный водород ур, принята равной 0,034% НВ или 99,966% Н, концентрация продукта /ц, выходящего с верха колонны, зависит от принятой степени извлечения. Для более полного анализа следует определить ЧЕП для нескольких степеней извлечения. Что касается у. — концентрации продукта, отбираемого с низа колонны, — то ее возможные значения следует рассмотреть подробнее. [c.45] Как видно из таблицы, при получении в кубе продукта высоких концентраций для установления равновесия в колонне требуется время (при концентрации 99% — 17 суток). Длительные периоды накапливания отрицательно скажутся на общей экономике процесса. [c.46] В дальнейшем изложении концентрация кубового продукта принимается равной 3,5% НО. Интересно отметить, что на извлечение дейтерия из нормального водорода в виде 3-процентного концентрата НО требуется такая же минимальная термодинамическая работа, как и на дальнейшую концентрацию его с 3 до 100% НО. [c.47] Значения минимальной флегмы / мин. вычисленные по формуле (3. 32), составляют 1,46 1,31 и 1,16 соответственно для степеней извлечения 0,95 0,85 и 0,75. [c.47] Результаты вычислений по формуле (3.33) или (3.34) представлены на рис. 17. [c.47] Как видно из рисунка, увеличение числа флегмы свыше трех при всех степенях извлечения весьма мало уменьшает число единиц переноса. На рис. 18 показана зависимость степени извлечения от числа единиц переноса в укрепляющей части колонны для трех флегмовых чисел. [c.47] Вернуться к основной статье