Ступеньки теоретических тарелок на диаграммы равновесия

Диффузионные процессы, при которых меняется состав обеих фаз, выгодно проводить по принципу противотока газ и жидкость поступают с противоположных концов аппарата (газ снизу, жидкость сверху). Таким образом используется наибольшая доступная разность концентраций. При расчете противоточных процессов удобно ввести понятие теоретической тарелки или ступени переноса При этом непрерывный процесс переноса приближенно заменяется ступенчатым и принимается, что на каждой ступени устанавливается равновесие между фазами. Необходимое число теоретических тарелок находится простым графическим методом строится диаграмма, в которой по двум осям отложены концентрации рассматриваемого компонента в двух фазах. На этой диаграмме проводятся линия равновесия по закону растворимости и рабочая линия по уравнению материального баланса. Ступенчатый процесс представляется на диаграмме ломаной, прямоугольные ступеньки которой лежат между линией равновесия и рабочей линией. Число теоретических тарелок равно числу ступенек этой линии. [c.167]

Если на теоретическую тарелку поступают фазы с составами У и X, то в результате массообмена составы фаз буд т 1 и Х этим составам, как находящимся в равновесии, отвечает точка М на линии равновесия (рис. 17-4), Составы У и X, соответствующие одному и тому же сечению аппарата, лежат на рабочей линии (точка Л) то же относится к составам У и X (точка N). Таким образом, действие теоретической тарелки изображается на У — X диаграмме ступенькой КМЫ, расположенной между рабочей линией и линией равновесия вертикальный отрезок ступеньки КМ, равный (У—У ), выражает изменение состава фазы О на теоретической тарелке, а горизонтальный отрезок MN, равный (X — X), выражает изменение состава фазы Ь. Число теоретических тарелок, необходимое для изменения состава фазы О от У а до Уг, равно [c.430]

С помощью ВЭТТ можно разработать следующую сравнительно простую процедуру вычислений. Строится обычная диаграмма У—Х, и для секций ректификации и отгонки производится ступенчатый расчет числа теоретических тарелок. По составу на каждой ступеньке графика можно вычислить потоки, высоты единиц переноса для каждой фазы, наклон кривой равновесия, а также параметры Яоо и ВЭТТ. Высоту насадки, необходимую для каждой ступеньки, суммируют по всем ступенькам и таким образом находят высоту насадки в каждой секции колонны. Целесообразно осуществлять расчет в каждой секции, начиная с концов аппарата и двигаясь в направлении тарелки питания. Если колонна снабжена кубом-испарителем, то пар будет поступать в насадочную секцию при составе, с которым он выходит из куба этот состав определяется по диаграмме У—Х. Пример 9.16 иллюстрирует процедуру расчета для случая подачи жидкости при температуре кипения. Данный метод можно видоизменить и использовать для описания других ситуаций по принципам, изложенным выше. [c.540]

Процесс построения ступенек для обычной диаграммы равновесия основан на следующих рассуждениях (рис. 9). Если найдено, что состав жидкости в кубе отвечает то пар, поступающий в нижнюю часть колонки, будет иметь состав, отвечающий у.. Если бы весь этот пар был сконденсирован, т. е. была бы осуществлена однократная простая идеальная перегонка, то дестиллят тоже имел бы состав, отвечающий у . Теперь следует эту величину отложить на координате составов жидкости. Для этого от точки к проведем горизонтальную линию до пересечения с диагональю графика и затем продолжим ее под прямым углом вниз до точки с абсциссой л 1,равной у . Жидкость в нижней части колонны будет находиться в равновесии с паром состава у , если этот пар сконденсировать, он даст жидкость состава х . Точку х найдем на диаграмме точно так же, как и х- . Процесс построения повторяется столько раз, сколько это необходимо для того, чтобы достичь точки у , отвечающей составу дестиллята такой степени чистоты или более чистого, чем дестиллят г/ , фактически полученный при испытании колонны. Нет необходимости, конечно, сохранять все вспомогательные точки г/,, и т. д., так как построение (или даже мысленное построение) точек к, ку, к и т. д. даст желаемый конечный результат. В приведенном примере эффективность перегонного прибора эквивалентна величине, лежащей между четырьмя и пятью теоретическими тарелками. Это значит, что п=4, так как необходимы четыре ступеньки, чтобы перейти от состава жидкости в кубе к составу дестиллята. Так как первая ступенька — результат перехода от состава жидкости куба к составу жидкости в нижней части колонки, то последняя сама по себе эквивалентна лишь трем теоретическим тарелкам. [c.36]

Равновесную линию в интервале составов, представляющем практический интерес, можно определить, зная константы Генри или другие характеристики равновесия в системе пар—жидкость. Диаграмму расчета можно составить, изобразив равновесную и рабочую линии в координатах УХ, как показано на рис. 9.4. Теоретические тарелки находят, двигаясь от рабочей линии вертикально вниз до равновесной кривой, а затем горизонтально влево до рабочей линии, начиная с точки Хдг, Укоторая определена из общего материального баланса. Каждое такое продвижение, или ступенька, между рабочей и равновесной линиями есть теоретическая тарелка. В примере, проиллюстрированном на рис. 9.4, для достижения конечных составов требуется четыре тарелки. Число таралок можно вычислять, начиная с точки ХдУ и двигаясь вверх между линиями слева направо. [c.436]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология