ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Определение основных размеров ректификационных колонн из "Основные процессы и аппараты химической технологии Изд.2" Пример 9. Подобрать диаметр ректификационной колонны с колпачковыми тарелками для разделения смеси метанол — вода (см. примеры 7 и 8). [c.117] Диапазон эффективной работы барботажных тарелок обычно характеризуют величиной Р-фактора, равного произведению скорости пара на квадратный корень из плотности пара. Для колпачковых тарелок при выражении скорости пара в м/с, плотности пара в кг/м и отнесении скорости пара к свободному сечению колонны этот диапазон составляет [8] 0,48- г1Уу Р / 2,8. [c.117] Из примера 7 имеем, что на тарелке питания мольный расход пара составляет 0,00756 кмоль/с, содержание метанола в нем 0,726 мол. доли, а температура равна 74,6 °С. Повторяя расчет для условий на тарелке питания, получим М = 28,2, 0—0,213 кг/с, р , —0,988 кг/м (пренебрегая изменением давления, обусловленным гидравлическим сопротивлением тарелок) 1 [, = 0,216 м /с, тах = 0 75 м, п=0,ЗГ м. [c.118] Таким образом, для исчерпывающей части колонны можно использовать стандартные колпачковые тарелки диаметром 400 и 600 мм [18]. [c.118] Повторение расчета для условий в верхней части колонны показывает, что тарелки этого диаметра применимы в данном случае и для укрепляющей части колонны. [c.118] Как видно, скорости пара при захлебывании в укрепляющей части колонны, несмотря на меньший расход жидкости, ниже вследствие большей плотности пара и меньшего поверхностного натяжения. [c.119] Сопоставление скоростей пара со скоростями пара при захлебывании показывает, что при расстоянии между тарелками 0,4 и 0,5 м можно использовать тарелки как диаметром 600 мм, так и диаметром 400 мм. При расстоянии между тарелками 200 мм можно использовать тарелки диаметром только 600 мм, а при расстоянии между тарелками 300 мм тарелки диаметром 400 мм годятся только для исчерпывающей части колонны. [c.119] Для более надежного выбора межтарельчатого расстояния и диаметра тарелок требуется оценить еще унос капель жидкости паром, градиент уровня жидкости на тарелке высоту столба жидкости в переливе, а также гидравлическое сопротивление тарелки [8]. Окончательный выбор оптимального варианта следует проводить методами оптимизации после определения требуемого числа тарелок (см. гл. 6). [c.119] Пример 10. Оценить среднюю эффективность тарелок для процесса ректификации, рассмотренного в примерах 7, 8 и 9. [c.119] Так как аср Ыср = 5,4-0,33= 1,8, то из графика на рис. 3.9 следует, что ориентировочное значение средней эффективности тарелок для данного процесса г = 0,42. [c.119] Методы расчета эффективности по Мэрфри, зависящей от числд единиц переноса, приходящихся на одну тарелку, и от принятой модели структуры потоков, описаны в разд. 3.1.6. [c.120] Пример П. Определить эффективность по Мэрфри первой (нижней) тарелки для процесса ректификации, рассмотренного в примерах 7—10, в колонне диаметром 600 мм с колпачковыми тарелками при высоте перелива 30 мм. [c.120] Эффективность тарелки по Мэрфри при расчете по диффузионной модели зависит от локальной эффективности, фактора массопередачи и критерия Пекле, характеризующего продольное перемешивание в жидкой фазе [уравнение (3.54). [c.121] Принимая вязкость жидкости равной вязкости воды при 98,2 С (0,289 мПа-с), получим Ох = 7Л-10- 2,6-18,02(273,15 + 98,2)/(0,289.37 ) =7,5-10- м 7с. [c.121] Унос и, следовательно, эффективность тарелки зависят от выбранного расстояния между тарелками. Следует также отметить сильное влияние на унос поверхностного натяжения. Для рассматриваемого процесса ректификации смеси метанол — вода на верхних тарелках ввиду значительно меньшего поверхностного натяжения унос должен быть гораздо больше, а эффективность тарелок заметно ниже, чем на нижних. [c.123] Пример 12. Путем расчета составов фаз методом от тарелки к тарелке определить число колпачковых тарелок диаметром 0,6 м, необходимых для осуществления процесса ректификации, рассмотренного в примерах 7—11, при расстоянии между тарелками 200, 300 и 400 мм. [c.123] Для данного процесса характерна высокая эффективность нижних тарелок и заметно более низкая — тарелок укрепляющей части, главным образом ввиду значительно большего уноса. По-видимому, в данном случае целесообразно различное расстояние между тарелками в укрепляющей и исчерпывающей частях колонны, хотя окончательный выбор того или иного варианта колонны должен основываться на методах оптимизации, например на сопоставлении годовых затрат на проведение процесса (см. гл, 6). [c.123] Вернуться к основной статье