ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Графический расчет колонны в у—-диаграмме (метод Мак Кэба и Тиле) из "Глубокое охлаждение Часть 1" Рассмотрим две рядом расположенные тарелки ректификационной колонны (рис. 4-26), через которые проходят пары и стекает жидкость, называемая флегмой. [c.232] При расчете разделительных колонн все величины выражают в объемных единицах или молях значок 1 относится к нижней тарелке, значок 2 относится к расположенной вверху тарелке. [c.233] Считаем, что колонна имеет совершенную изоляцию и потери тепла в окружающую среду отсутствуют. [c.233] При установившемся режиме процесса ректификации должны соблюдаться 1) баланс в отношении общего поступающего количества разделяемой смеси, 2) баланс в отношении нижекипящего компонента азота и 3) баланс тепла. [c.233] Из этих трех уравнений нужно исключить (7, и чтобы получить зависимость между и g2. [c.233] Для графического расчета числа тарелок принимают, что скрытые теплоты испарения жидкой смеси на тарелках остаются постоянными, т. е. r2 = r . [c.233] Другими словами, принимают, что количества паров и стекающей флегмы по высоте колонны 0ста10тся постоянными. [c.233] На рис. 4-27 показано изменение концентрации жидкости и пара на двух смежных тарелках. [c.234] Отношение разности концентра- ции ижамипящего омионанта поступающего и уходя щего шара с тарелки У2 У1 к разности концентраций пара, находящегося в равновесном состоянии с уходящей жидкостью, и поступающего пара, представляет собой коэффициент обогащения . [c.234] В зависимости от направления движения флегмы (что будет рассмотрено ниже) коэффициент обогащения может быть больше или меньше единицы. При расчете ректификационной колонны принимают коэффициент обогащения 5=1, т. е. считают, что пар, прошедший через тарелку, будет находиться в равновесии со стекающей жидкостью. [c.234] Концентрационная (укрепляющая) колонна предназначается для получения нижекипящего компонента. [c.234] В нижнюю часть колонны (рис. 4-28) непрерывно подается жидкая смесь, которая подогревается и кипит, а из верхней части непрерывно отводится нижекипящий компонент О с концентрацией х называемый дистиллятом. Пары, уходящие из колонны, полностью конденсируются, причем часть в количестве О отводится в виде конечного продукта, а оставшаяся часть стекает в колонну в качестве флегмы. [c.234] Так как в этом уравнении величины V я х остаются неизменными, то уравнение (4-51) представляет собой уравнение прямой линии в системе координат х у, где ж—состав жидкости в молевых процентах — откладывается как абсцисса и у — состав пара в молевых процентах — как ордината. [c.235] Эта прямая при х — 0 имеет ординату при л = дГд из уравнения (4-51) следует, что у = х . [c.235] Псстроение линии изменения рабочей концентрации показано на рис. 4-29. Прямая, построенная по уравнению (4-51 дает в поперечном сечении колонны при данной флегме g для количества дистиллята и с содержанием нижекипящего компонента х составы пара и жидко, сти, т. е. содержание азота в парах, поднимающихся с любой тарелки, и содержание азота в жидкости, стекающей с вышележащей тарелки. [c.235] Число полученных ступеней дает число тарело К из условия достижения равновесия между паром н жидкостью тарелки, т. е. при коэффициенте обогащения 5=1. [c.236] На некоторой высоте, соответствующей определенной концентрации жидкости (рис. 4-31), подводят разделяемую смесь с той же концентрацией в верхней части отводятся пары нижекипящего компонента — дистиллят, а в нижней части отводится жидкость с вышекипящим компонентом, остающаяся от перегонки. [c.236] Для концентрационной части колонны зависимость между флегмой и дистиллятом находится по уравнению (4-51). [c.237] Вернуться к основной статье