Графическое и аналитическое определение числа тарелок в колонне

Пусть исходные сырьевые пары веса L, состава а при температуре начала конденсации подаются под нижнюю тарелку укрепляющей колонны и пусть из этого сырья необходимо получить верхний продукт колонны со степенью чистоты, равной Уд. Фигуративные точки верхнего продукта D и сырья L нанесены на линию теплосодержаний паровой фазы тепловой диаграммы, представленной на фиг. 72. Для определения числа тарелок колонны безразлично аналитическим способом или путем графического построения необходимо задаться величиной djD тепла, отнимаемого в парциальном конденсаторе. Как известно, эта величина может изменяться от некоторого минимального значения, отвечающего условию равновесия встречных потоков внизу колонны, до бесконечно большого, отвечающего условию равенства составов встречных фаз по всей высоте колонны или, иначе говоря, отвечающего условию максимального отступления встречных паровых и жидких потоков от состояния равновесия. Последний случай в промышленных условиях практически нереализуем, но работа колонны с минимальным для заданного разделения съемом тепла в парциальном конденсаторе, как указывалось выше, вообще говоря, практически возможна. Следует, однако, иметь в виду, что работа колонны при этом становится ненадежной и неустойчивой, подверженной заметным нарушениям режима при самых незначительных колебаниях состава исходных сырьевых паров или изменениях количества тепла, отнимаемого в парциальном конденсаторе. Такие колебания практически вполне возможны в промышленных условиях, и поэтому заводские установки [c.260]

НОГО значения BjR имеются свое распределение составов фаз но тарелкам и свое же число тарелок отгонной колонны, приводящее от состава нижнего продукта к отвечающему данному значению BjR предельному составу Уд паров на верху колонны. Задача определения составов фаз по тарелкам колонны и числа тарелок согласно изложенному ранее может быть разрешена несколькими способами. Либо можно использовать чисто графический способ расчета при помощи тепловой диаграммы, определяя составы фаз на последовательных тарелках попеременным проведением изотерм и оперативных линий из полюса, отвечающего данному расходу тепла BfR в кипятильнике, либо можно для этой цели воспользоваться описанным в 14 графическим методом расчета по диаграмме у—х, проведя на ней линию концентраций, отвечающую данному значению B/R, и вписав ступенчатую ломаную между кривой равновесия и линией концентраций. Наконец, можно воспользоваться уравнением концентраций (V. 34) совместно с данными паро-жидкого равновесия и вести расчет числа тарелок и составов фаз на них чисто аналитическим путем. Во многих случаях графические способы расчета проще, но зато всегда они уступают аналитическому методу в точности полученных результатов. Поэтому во всех случаях, требующих большой точности, следует отдавать предпочтение именно аналитическому методу расчета. [c.221]

Одной из существующих классификаций методов расчета процессов разделения является выделение проектной и проверочной постановки задачи расчета [212, 222]. В данном случае под проектным расчетом понимается определение режимных и конструктивных параметров установки ректификации (число тарелок в колонне, положение тарелки питания, величины флегмового числа и т. д.), при которых обеспечивается получение продуктов разделения заданного качества. Именно для решения такого класса задач и предназначены графические и аналитические методы расчета процессов ректификации. Если же рассматривать такую задачу, как определение оптимального места ввода потока питания в колонну (такого положения тарелки питания Мр, при котором разделительная способность колонны оптимальна), то она, как правило, до настоящего времени решалась на основе анализа соотношения состава потока питания и состава жидкости (для случая однофазного жидкого питания) на тарелке колонны [194]. Тогда, очевидно, необходимо располагать данными о составах смеси на тарелках колонны, что для процесса ректификации многокомпонентных смесей невозможно без проведения расчетов с использованием ЭВМ. В то же время аналогичная задача может быть решена при моделировании установки разделения с использованием более сложных методов расчета и оценкой получаемой эффективности разделения в терминах ранее рассмотренного термодинамического коэффициента полезного действия (21—26). Более интересным методом определения Ыр является метод, основанный на минимизации возрастания энтропии процесса разделения, являющегося следствием введения потока питания в колонну [232], который был использован совместно [c.49]

Приступая к расчету отгонной колонны, проектировщик обычно располагает составами и х сырья и нижнего продукта колонны. Для установления определенного режима работы колонны этих двух начальных данных недостаточно и необходимо задаться еще одним дополнительным параметром. При этом в известной мере безразлично, задаваться ли теплом кипятильника BIR, составом у верхнего продукта или рабочим паровым числом тК, ибо все эти величины связаны простой однозначной зависимостью, например (IV.28), написанной для горизонтального уровня над верхней тарелкой. Равным образом можно было бы задаться и желательным выходом нижнего или верхнего продукта и тогда, определив по одному из уравнений (IV.3), графически ло тепловой диаграмме либо аналитически по (IV.28), найти действительный, отвечающий выбранным условиям расход тепла в кипятильнике колонны. Рекомендуется принимать избыток рабочего парового числа или рабочего тепла кипятильника над минимальными значениями этих величин в пределах 10—50% для обеспечения стабильной работы колонного аппарата. [c.150]

В нашей стране обычно применяют ситчатые тарелки, поэтому в дальнейшем будем рассматривать только их. Для определения действительного числа тарелок на каждом участке колонны необходимо графически (или аналитически) определить теоретическое число тарелок (см. гл. П) и принять коэффициент эффективности разделительного действия (КПД) тарелки, от коэффициент зависит от многих факторов и определяется для данных условий исходя из опытных данных. Необходимо иметь в виду, что в связи с изменением массы жидкости и пара по высоте участка колонны, а также давления и температуры, если размеры тарелок на участке и расстояние между тарелками остаются неизменными, меняются гидравлические условия работы тарелок. Поэтому размеры тарелок и расстояния между ними на каждом участке определяют, исходя из условий работы тарелок в сечении колонны, где может происходить неустойчивый гидравлический режим (возможность захлебывания тарелки, переброс пены с тарелки на тарелку). Затем проверяют работу тарелки в сечении, где существует устойчивый гидравлический режим (отсутствие возможности захлебывания и переброса пены). Если получается, что в этом сечении тарелка работает в гидравлически [c.212]

Число тарелок, необходимых для разделения данной смеси, определяют графически или аналитически. Для графического определения необходимо иметь кривую равновесия фаз и кривые концентраций для верхней и нижней частей колонны. Методика определения числа идеальных контактов, или числа так называемых теоретических тарелок, дана в литературе по расчету массообменных процессов. Под теоретической тарелкой понимают такую, на которой массообменивающиеся фазы приходят к полному равновесию. Это допущение условно. Практически даже на тарелках самой совершенной конструкции невозможно достигнуть полного равновесия фаз, поэтому число реальных тарелок всегда больше числа теоретических [c.128]

Число тарелок в укрепляющей и исчерпывающих частях колонны может быть определено с помощью методов, применяемых для расчета ректификации бинарных смесей. В работах по экстрактивной ректификации для этой цели часто используют графический метод Мак-Кэба и Тиле [141, 142]. Может быть также применен аналитический метод [143]. При определении тарелки питания следует также исходить из того, что отношение концентраций ключевых компонентов в исходной смеси должно быть больше отношения этих компонентов на тарелке питания и меньше этого отношения на тарелке, расположенной над тарелкой питания. [c.92]