ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Кинетический расчет ректификационных и абсорбционных аппаратов из "Ректификационные и абсорбционные аппараты" Кинетический расчет массообменных аппаратов относится к числу наиболее сложных вопросов теории и практики диффузионной кинетики гетерогенных процессов. Сложность указанной проблемы объясняется в первую очередь поливариантностью системы газ — жидкость развитом барботажном слое на контактных устройствах колонных аппаратов и большим количеством факторов, влияюших на процесс массопередачи. [c.93] Несмотря на многочисленные исследования в этой области, кинетический расчет массообменных аппаратов не получил еще широкого распространения в практике проектирования промышленных установок. Тем не менее в целом рассматриваемая проблема изучена настолько, что можно изложить обшую схему и принципы построения кинетического расчета тарельчатых массообменных аппаратов. По мере дальнейшего уточнения отдельных этапов и накопления опытных данных эти схемы и принципы могут быть реализованы в виде законченного алгоритма. [c.93] Кинетический расчет массообменных аппаратов, предназначенных для разделения многокомпонентных смесей, так же как й термодинамический расчет процессов разделения многокомпонентных смесей, вследствие сильной нелинейности обшей системы уравнений может быть выполнен только с использованием ЭВМ. [c.93] Рассмотрим общую схему расчета реального распределения концентраций потоков в сложной колонне, разделяющей многокомпонентные смеси (см. рйс. П-18). Распределение концентраций компонентов при ректификации бинарных смесей является частным случаем разделения многокомпонентных смесей. [c.93] Предварительно отметим, что далее будут рассмотрены расчетные уравнения, в которых кинетические и термодинамические эффекты взаимодействия компонентов смеси при многокомпонентной массопередаче [132—134, 156] отражены только в эффективных значениях коэффициентов диффузии и тангенсов угла наклона касательной плоскости к равновесной поверхности [135]. [c.93] Изложение методов расчета эффективности массопередачи в многокомпонентных смесях [132—134, 156], которые позволили бы наиболее правильно и физически обоснованно определять истинное распределение концентраций потоков в аппарате, выходит за рамки настоящей книги и поэтому здесь не рассматривается. [c.93] Отметим, что система уравнений (II. 208) полностью аналогична рассмотренной ранее системе уравнений термодинамического расчета разделения многокомпонентных смесей и становится тождественной ей при Еь.г, п=1, п = О и при подаче питания в жидкой фазе. В связи с этим полученная система уравнений решается при помоши тех же зависимостей (II. 147) — (II. 151). [c.95] Для технических расчетов рекомендуется принимать Ш , = — а , [136]. В более поздней работе [137] показано, что величина т . представляет собой не наклон равновесной линии в точке, а наклон хорды, соединяющей точки кривой равновесия (для бинарных смесей), отвечающие составам жидкости, стекающей с тарелки и поступающей на нее. [c.96] Приведенная выше схема расчета материалы ого баланса реального распределения концентраций потоков по высоте ректификационной колонны, очевидно, может быть реализована также и для расчета абсорбционных колонн с учетом особенностей алгоритма термодинамического расчета процесса абсорбции и поэтому из-за недостатка объема книги специально не рассматривается. [c.96] Эффективность массопередачи по Мерфри (Ем. .п) является сложной функцией кинетических и гидродинамических параметров процесса [138] и определяется с одинаковым успехом на основе диффузионной или секционной модели тарелок. [c.96] Разработка единой методики, учитывающей влияние любой сложной гидродинамической обстановки в аппарате, вряд ли целесообразна, так как это приведет к значительному усложнению алгоритма расчета. В связи с этим следует рассмотреть несколько вариантов расчета эффективности массопередачи, отражающих пребладающее влияние тех или иных факторов и характеризующих сложную гидродинамическую обстановку в аппарате. [c.96] В уравнениях (11.226) — (11.235) параметрами гидродинамических моделей являются коэффициенты продольной турбулентной диффузии Dt. ж и Dt. п, необходимые для получения значений критериев Реж и Per, или числа секций полного перемешивания s и , характеризующие соответственно степень продольного перемешивания жидкости и газа, а также относительный унос жидкости е и доля байпасирующей жидкости 0, характеризующая степень поперечной неравномерности потоков. Естественно, рассмотренные методы расчета эффективности массопередачи могут быть успешно реализованы лишь при известных значениях параметров гидродинамических моделей. [c.98] Оценку степени продольного перемешивания жидкости в области средних нагрузок по газу и жидкости (в диапазоне устойчивой работы тарелок) можно проводить на основе следующих рекомендаций [149] число секций 5 Для колпачковых и клапанных тарелок следует принимать на единицу больше числа рядов колпачков или клапанов для тарелок из 5-образных элементов — равным числу барботажных зон или количеству паровых патрубков для ситчатых тарелок — из расчета одна секция соответствует примерно длине пути жидкости, равной (2—3)йп или 150—200 мм. [c.99] Относительный унос жидкости может быть рассчитан по уравнениям, приведенным в гл. III. [c.99] Мало изучена в настоящее время поперечная неравномерность потоков, являющаяся, кстати, одной из основных причин, снижающих общую эффективность массопередачи в промышленных аппаратах. В первом приближении для расчета величины 0 можно воспользоваться графиком, приведенным на рис. П-23 [150], или рекомендациями, изложенными в работе [151]. [c.99] В уравнениях (11.244) — (11.247) йп выражено в м, г — в м 1 м- сек). [c.100] Для колпачковых тарелок А = 0,265, щ = 0,03, Пг = —0,32, Пз = = —0,5 для ситчатых тарелок А = 2,5, rii - —0,28, 2 = —0,25, Пз = —0,5. [c.100] Для определения величины Е по уравнению (11.266) можно воспользоваться номограммой (см. Приложения рис. IX. 5) [159]. [c.102] При оценке общего числа действительных тарелок в абсорберах разделения углеводородных газов можно воспользоваться графиком, приведенным на рис. П-24 [99]. Многие авторы [51, 52, 92, 160] указывают на значительно более низкие величины общего к. п. д. колонны при абсорбции углеводородных газов. [c.102] Сравнительные данные по эффективности различных та-)елок приведены в работах 161—163]. [c.102] Вернуться к основной статье