ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Методика расчета из "Машины и аппараты химических производств" Задачей расчета ректификационных колонн является определение основных размеров колонны (диаметра, высоты), характеристик и размеров элементов внутреннего устройства (тарелок, колпачков, насадки), материальных потоков и затрат тепла. [c.305] Методика расчета определяется характером протекания процесса и внутренним устройством колонн. [c.305] Рассмотрим методику расчета тарельчатых и насадочных колонн, широко распространенных в промышленности. [c.305] Исходными данными для расчета обычно являются производительность колонны (по готовому продукту), начальная и конечная концентрация низкокипящего компонента смеси. Кроме того, для расчета необходимо знать физические свойства компонентов в жидком и парообразном состоянии, а также иметь опытные данные об изменении концентрации компонентов или упругости паров в зависимости от температуры, по которым строят диаграмму равновесия. [c.305] В расчете используют уравнения материального и теплового балансов, уравнения рабочей линии процесса и ряд зависимостей, полученных аналитическим и эмпирическим методами. [c.305] Диаграмма равновесия и рабочие линии процесса. Кривую равновесия разделяемой смеси строят по опытным данным (рис. 88), X н у — молярные содержания низкокипящего компонента соответственно в жидкости и равновесном паре. Для смесей, подчиняющихся закону Рауля (идеальные смеси), диаграмму равновесия х — у можно построить, если известен характер зависимости упругости паров чистых компонентов от температуры. [c.305] По литературным данным [4, 65], к. п. д. тарелки изменяется в широких пределах г] = 0,2 0,9. При выборе значения к. п. д. тарелки можно пользоваться обобщенным опытным графиком (рис. 90) зависимости к. п. д. от произведения относительной летучести а на вязкость ц (в сПз) перегоняемой смеси [4]. [c.308] Диаметры колонны. Диаметры нижней и верхней частей колонны определяют в зависимости от количества и скорости поднимающихся паров. Поскольку количество паров и их скорости неодинаковы в различных сечениях колонны, в расчет обычно вводят средние значения этих параметров. [c.309] Из уравнений (580) — (582) определяют три неизвестных величины g, G и у . [c.309] Значение у = Ук находят по диаграмме (см. рис. 88) по х ё п так как количество пара, поднимающегося с последней тарелки нижней части колонны, равно количеству пара, поступающего на первую тарелку верхней части колонны. [c.310] Для определения скорости поднимающихся паров известны различные зависимости. Рассмотрим некоторые из них. [c.310] В ректификационных колоннах с круглыми колпачками, работающих при атмосферном давлении, принимают расстояние между тарелками 250, 300, 350, 400 и 450 мм. Обычно значение Н находится в пределах 100—600 мм. [c.310] Величину С, зависящую от расстояния Н между тарелками и поверхностного натяжения жидкости, находят по графику (рис. 91). [c.311] Число и размеры колпачков и сливных патрубков. Обычно на тарелках верхней и нижней частей колонны устанавливают одинаковые колпачки, но число их бывает различным в зависимости от условий протекания процесса. Основные размеры колпачков, которые выбирают или определяют в расчете, указаны на рис. 84, а. [c.312] Диаметр парового патрубка колпачка принимают по стандарту 50, 75, 100, 125, 150 мм. [c.312] Число п колпачков на тарелке зависит от диаметров колонны D и парового патрубка п- По практическим данным площадь живого сечения всех паровых патрубков принимают равной 10% площади живого сечения колонны, т. е. [c.312] Высота уровня жидкости над верхним обрезом прорезей колпачков [4] = 15 40 мм. [c.313] Ширина прорезей Ь и их количество I зависят от диаметра колпачка и расстояния между прорезями а. В расчетах принимают, что площадь живого сечения всех прорезей при их полном открытии должна быть равна площади живого сечения патрубка. [c.313] Расстояние 5] от нижнего торца сливного патрубка до тарелки, на которую сливается жидкость, определяют из условия равенства площади живого сечения сливного патрубка и площади поверхности цилиндра 7xd S, т. е. [c.314] Необходимо, чтобы вычисленное по последней формуле значение Яппп было меньше значения Н, принятого при определении скорости пара. [c.315] Вернуться к основной статье