ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Графический расчет дестилляции тройной смеси из "Дистилляция в производстве соды" Обозначим через количество жидкости в кг час, уходящей с п-й теоретической тарелки на (п-(-1)-ю нижележащую тарелку, а через G — количество паров в кг час, поднимающихся с л-й тарелки на п—1)-ю вышележащую тарелку. Через х и г/ обозначим концентрации NHg в жидкости и газе в долях единицы или весовых процентах. Схема обозначений изображена на рис. 75. [c.138] В основе расчета числа теоретических тарелок лежит, как известно, допущение, что жидкость на тарелке находится в равновесии с паром, уходящим с этой тарелки. Такое представление эквивалентно допущению существования бесконечно большой поверхности контакта фаз или бесконечно большой скорости массообмена на каждой тарелке. Несмотря на примитивность и грубость этого допущения, расчет тарельчатых дестилляционных аппаратов по способу теоретических тарелок пользуется широким распространением, хотя и подвергается критике [57]. Как уже было указано, этот метод можно с успехом применять для расчета дестиллера. [c.138] Определение числа теоретических тарелок производится по /—а диаграмме следующим образом. Проводим на рис. 76 из полюса Р луч через точку ц, изображающую состав жидкости, поступающей на первую (верхнюю) тарелку колонны, до пересечения с кривой пара в точке С . Точка 0 изображает состав пара, уходящего с первой (верхней) тарелки. Двигаясь из точки 0 к кривой жидкости по соответствующей изотерме (температура 1), мы придем в точку 1, которая изобразит состав жидкости, поступающей на вторую тарелку, и т. д. Состав пара, поступающего на нижнюю тарелку, изобразится точкой 6н, соответствующей ан=0 и заданному значению н, а состав жидкости, уходящей с нижней тарелки,—точкой 1 , являющейся в то же время конечным пунктом построения. [c.140] При применении этого метода к расчету числа теоретических тарелок дестиллера оказывается необходимым (для расчета нижних тарелок) построить отдельно в крупном масштабе левую часть /—а диаграммы для 0 а 5 % или же использовать аналитический метод расчета с помощью уравнений (53)—(55) и (57)— (60). [c.140] Вначале задается количество Lb, состав Хв и теплосодержание /в жидкости, поступающей в дестиллер. Количество 0 и состав i/i пара, уходящего из дестиллера, определяются по материальному балансу аппарата в целом. Далее по формулам (53), (57), (54) и (55) определяются Xj, j и Тепловые потери вычисляются по формуле (40). Остаются уравнения (58), (59) и (60), совместным решением которых определяются L , G, и у. . Предварительно, вместо входящей в уравнение (60) величины 4 подставляется ее значение в зависимости от у., по формуле (55). После этого переходят к расчету следующей (нижерасположенной) тарелки дестиллера и т. д. [c.141] Найденный в результате графического построения по /—а диаграмме (рис. 74) ход отгонки NHg по бочкам дестиллера показан в табл. 33. [c.141] С учетом изменения температуры по высоте аппарата необходимое количество теоретических тарелок уменьшается с 9 до 8. Это объясняется относительно большим количеством пара в нижней половине дестиллера. Таким образом, пользуясь для расчета X—у диаграммой, мы находим несколько повышенное число необходимых теоретических тарелок дестиллера. [c.141] Классические методы графического расчета дестилляции бинарных смесей непригодны для расчета тех дестилляционных аппаратов содового производства, в которых газовая фаза состоит из трех компонентов—NHg, СО2, Н2О. В этом случае необходимо применение специальных методов расчета. [c.141] Обозначим через количество жидкости в кг/час, уходящей с п-й теоретической тарелки на нижележащую ( +1)-ю, через —количество пара в кг/час, поднимающегося с п-й тарелки на вышележащую п—1)-ю, через х и — весовые концентрации NHg в жидкости и газе в долях единицы, а через и г —весовые концентрации СО в жидкости и газе в долях единицы. Схема этих обозначений изображена на рис. 77. [c.142] Эти 7 уравнений связывают 7 переменных —х , и , G +, Уп+, Zn+, tn+, —которые могут быть определены, если задано давление в аппарате Р, количество и состав жидкости, поступающей на п-ю тарелку, и пара, уходящего с нее. [c.142] На рис. 78 изображено графическое определение числа теоретических тарелок и изменение состава фаз в колонне исчерпывания на примере дестилляции тройной смеси NHg—СО —HgO. [c.142] Строим равнобедренный прямоугольный треугольник составов паровой фазы у—г и наносим на него сетки изоконцентрат х= = onst и ы= onst согласно рис. 8. Затем пристраиваем к катетам треугольника 2 квадрата, изображающие диаграммы отдельных компонентов системы NHg в координатах у—х и СО. в координатах Z—и. [c.142] После этого можно перейти к геометрическому построению хода процесса. Это построение ведется одновременно на всех полях диаграммы. [c.143] Этим построением определятся состав жидкости, выходящей из колонны х , и ), концентрация NHg во входящих в колонну парах (ун) и необходимое число теоретических тарелок (т). [c.144] Соединив начало координат сплошной кривой линией с точками т, 2, Г, мы построим кривую равновесия для NHз — у= х) и аналогичную кривую для СО2 — z=f u). Обе кривые справедливы лишь в заданных условиях работы колонны. Построение этих кривых придает рисунку полную наглядность и законченность. [c.144] Следует иметь в виду, что в соответствии с выводами А. Плановского и А. Касаткина [57 ] для возможности применения метода теоретических тарелок к расчету дестилляции тройной смеси необходимо, чтобы кривые у= (х) и 2=/(ы) мало отличались от прямой линии. [c.144] Вернуться к основной статье