ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Схемы с обратимым смешением потоков из "Разделение многокомпонентных смесей" Другой способ термодинамического усовершенствования процессов разделения состоит в применении к обычной адиабатической ректификации схемы с обратимым смешением потоков. [c.262] Единственным методом выбора оптимального из возможных вариантов является сравнительный расчет всех вариантов. [c.262] Б каждой секции исчерпывается не более одного компонента (все колонны первого класса фракционирования). 1ем самым обссиечнваетсн обратимость при омстепни потоков в районе ввода питания. [c.262] В вариантах II, П1б и IV непродуктовые колонны не имеют собственных дефлегматоров и кипятильников, а флегмовые потоки образуются за счет отбора из смежных колонн. При этом исключается необратимость при смешении потоков на концах колонн. [c.262] Сравним теперь предлагаемые варианты по количеству ректификационных секций и теплообменников с обычными схемами разделения. [c.264] При обычном способе разделения р-компонентной смеси число ректификационных секций 2(р—1), число теплообменников также 2(р—1). В предлагаемом способе число секций р(р—1), число теплообменников в зависимости от варианта меняется от 2 до р(р—1). В вариантах И1б и IV, независимо от числа разделяемых компонентов, требуется всего один кипятильник и один дефлегматор. Таким образом, число уровней подвода энергии резко сокращается по сравнению с обычным способом разделения. [c.264] Для исследования особенностей ректификации с обратимым сгчешспнем потоков и сравнения ее с обычной ректификацией были разработаны математическое описание и программы расчета новых схем для цифровой вычислительной машины Урал-2 . [c.264] При минимальной флегме условия термодинамической обратимости в точке питания совпадают с аналогичными условиями для обратимого процесса и уравнения (VI, 68) — (VI, 71) и (VI, 90) — (VI, 93) сохраняют свою силу. Справедливы также уравнения (VI, 74) — (VI, 75), характеризующие распределение компонентов между верхним и нижним продуктами. [c.264] При этом левые части уравнений (VII, 6), (VII, 7) в пределах ограничения (VII, 8) и (VII, 9) представляют собой монотонные функции без особых точек. Это позволяет применить для решения уравнений (VII, 6) и (VII, 7) численный метод половинного деления . [c.265] Па основе сказанного для машины Урал-2 была разработана программа расчета ректификации с обратимым смешением потоков при минимальной флегме. Программа охватывает случаи разделения смесей с переменными летучестями и мольными переливами (количество жидкости в молях, стекающее с тарелки). Значениями Н , /г,- и а, задаются в В1иде полиномов от температуры, а температурой — в виде полинома от kb. При переменных мольных переливах величины L , V , L и находят путем итераций из уравнений теплового баланса. В программе также предусмотрен расчет величины Q/T в точках подвода энергии (т. е. расчет работы разделения). [c.265] Для расчета ректификации с обратимым смешением потоков в колоннах с конечным числом ступеней разделения была также разработана специальная программа (для машины Урал-2 ), основанная на методе от тарелки к тарелке . [c.265] Расчет укрепляющей секции производится способом от тарелки к тарелке в направлеиии сверху вниз, исчерпывающей секции — снизу вверх. Боннер разработал аналогичную программу расчета для проектной задачи, однако использованный им метод корректировки составов на концах колонны отличается от предлагаемого ниже. [c.266] Заданными параметрами являются флегмовый поток и разделение по ключевым компонентам. Находится число тарелок в каждой секции при оптимальной точке подачи питания. За оптимальную точку принимается та, в которой отношение концентраций ключевых компонентов становится равным их отношению в питании (после окончательной увязки всех балансов состав в этой точке по всем компонентам равен составу питания). Количеств о тарелок в каждой секции, соответствующее оптимальной подаче питания, оказывается в общем случае дробным (оно получается линейной интерполяцией концентраций на двух смежных тарелках выше и ниже сечения ввода питания). [c.266] Расчет способом от тарелки к тарелке производят с использованием уравнений фазового равновесия, материального и теплового балансов для каждой тарелки. Потоки и У определяются итеративным путем с использованием формул линейной интерполяции (формулы Ньютона). [c.266] г И Хт, концентрации 1-го компонента в точке стыка, полученные при расчете соответственно укрепляющей и исчерпывающей секций. [c.266] Расчет заканчивается, когда значения 0 i станут меньше заданных. Блок-схема программы приведена на рис. 74. [c.268] Метод обеспечивает быструю и надежную сходимость итерации. [c.268] Из рисунков видно, что состав на тарелке питания в обоих случаях совпадает с составом подаваемой смеси, т. е. необратимость в точке питания отсутствует. [c.268] Точки максимума концентраций промежуточных по летучестям компонентов соответствуют концам колонны при отборе флегмовых потоков извне (варианты II, 1116, рис. 73). Это можно проверить непосредственно по уравнениям (VII, 6) и (VII, 7). [c.269] Вернуться к основной статье