ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Расчет ректификационных колоин на основе теории массообмена из "Основные процессы и аппараты химической технологии Кн.1" Мы оперировали до сих пор теоретической ректификационной тарелкой, предполагающей, что покидающие ее паровая и жидкая фазы находятся в равновесии. Достигаемое при этом обогащение пара низкокипящим компонентом является максимально возможным и равно Ур — у (рис. XI-17). В реальных аппаратах вследствие кратковременного и несовершенного контакта пара и жидкости фазовое равновесие на тарелке не достигается, поэтому действительное обогащение пара /д — у меньше теоретически возможного, т. е. у — у Ур — У- Следовательно, для достижения заданной степени разделения смеси действительное число тарелок в аппарате п должно быть больше числа теоретических тарелок п. . Отношение Яср = njn 1 называется средним коэффициентом полезного действия ректификационной колонны. [c.537] Из выражений (а) и (б) находим —1п (1 — rio) = Nq. [c.539] Время пребывания жидкости на тарелке г= nOQhBlrlW с, где йд — толщина слоя жидкости на тарелке, см — длина пути жидкости на тарелке, м (расстояние между точками мода и выхода) для колпачковых тарелок кв = = 4,24- 0,19%— 1.36 F pn+ 4,1510 ЗГ для ситчатых тарелок Лв= 0,61 + + 0,725/i5fr - 2.38а п 1/ рп+ 2,05- Ю Г. [c.539] В случае колпачковых тарелок d означает диаметр колпачка для ситчатых тарелок d = 7,6 см. [c.539] Изложенные выше методы расчета требуемого числа теоретических тарелок базируются на диаграмме фазового равновесия и материальном балансе процесса ректификации, но совершенно игнорируют его кинетику и гидродинамическую обстановку в аппаратах. Для восполнения этого пробела введены коэффициенты полезного действия, которые не поддаются точному теоретическому определению, а могут быть приближенно вычислены по эмпирическим формулам или заимствованы из практики. Строго научный расчет процесса ректификации, учитываюш,ий сочетание его статики и кинетики, в принципе осуш ествим на основе теории межфазного массообмена. Реализация этого пути, как уже отмечалось, невозможна до тех пор, пока не установлены количественные закономерности образования межфазной поверхности и ее геометрической характеристики в барботажных аппаратах, к числу которых относятся тарельчатые ректификационные колонны. Кроме них, однако, в промышленности используют аппараты с более или менее фиксированной поверхностью массообмена — пленочные и насадочные ректификационные колонны. Расчет этих аппаратов целесообразно базировать на теории межфазного массообмена, как было показано в главе X применительно к абсорберам. [c.540] Угол а на рис. XI-18 определяет точку А, а координаты ее выражают равновесные концентрации на межфазной поверхности, которые в общем случае зависят от обоих коэффициентов массоотдачи (Pj, и Ру). [c.540] Допустим, что на элементарном участке колонны высотой Н сосредоточена поверхность массообмена Р = ас1Н, где о — поверхность, приходящаяся на 1 м рабочей высоты. Для наса-дочной колонны диаметром при удельной поверхности насадки / м /м можно принять (О = (лй(к/4) /. На высоте йН концентрация низкокипящего компонента в паровой фазе возрастет на йу, а во встречном потоке жидкой фазы понизится на йх. [c.541] Так как исходные (Х1, г/ ) и конечные (Хз, г/з) концентрации в потоках обеих фаз заданы требованиями процесса разделения, то нахождение интегралов в выражениях (в) легко осуществляется графическим способом по кривой равновесия и рабочей линии (рис. Х1-18). Итак, по уравнениям (в), зная величину Ку или Кх, можно определить рабочую высоту колонны, обеспечивающую заданные условия ректификации бинарной смеси. [c.542] Вернуться к основной статье