Моделирование тарельчатых колонн

Тот факт, что массопередача в секциях тарельчатой колонны имеет нестационарный характер, подтверждается результатами многочисленных исследований [50—52]. В этих условиях для расчета необходимо только и.меть представление о характере распределения концентраций в фазах. Известны два различных подхода к физическому моделированию тарельчатых колонн. Согласно одному из них, колонна может быть представлена в виде дифференциального контактора, в котором концентрации в каждой из фаз являются однозначными и монотонными функциями координаты [53—56]. Другой подход заключается в разделении колонны на ряд секций, в которых имеет место определенное смешение в каждой из фаз [57, 58]. [c.252]

При использовании любого из описанных выше лабораторных аппаратов для моделирования процессов, происходящих в данной точке промышленной насадочной колонны или на данной тарелке тарельчатой колонны, может оказаться необходимым, чтобы и значение ка (а не только к ) в лабораторной модели было таким же, как и в промышленном аппарате. В дисковом и шариковом абсорберах значения кд можно регулировать, изменяя расход газа через аппарат. Порядок величин к для дисковой колонны назван выше (см. раздел УП-1). В ячейке с мешалкой для регулирования кд можно соосно с мешалкой для жидкости установить специальную мешалку для газа. [c.180]

Значительную переработку претерпела четвертая часть, где рассмотрены аппараты для проведения процессов массопередачи. При анализе работы аппаратов широко использован метод математического моделирования. Систематизированы математические модели различных типов аппаратов. Расширены вопросы, связанные с оформлением новых методов проведения процессов массопередачи насадочные эмульгационные колонны и аппараты с внешним подводом энергии. Заново представлены обш,ие закономерности гидродинамики барботажного слоя, влияние структуры потоков на эффективность тарельчатых колонн. Дана оценка эффективности массопередачи на тарелках прн разделении многокомпонентных смесей, систематизированы математические модели тарельчатых ректификационных колонн. [c.4]

Математическое моделирование стационарных режимов тарельчатых колонн ректификации бинарных смесей [c.308]

Модель I. Предназначена для моделирования динамики тарельчатых колонн многокомпонентной ректификации близкокипящих смесей. Отличительной особенностью такой ректификации является то, что для четкого разделения компонентов требуются колонны с большим числом тарелок. Поэтому инерционность таких колонн, как правило, весьма значительна, что затрудняет экспериментальное исследование их динамических характеристик, необходимых для выбора и расчета систем автоматического регулирования. [c.318]

Наличие математического описания процесса ректификации,, пусть даже с максимальной степенью точности отражающего основные его закономерности, еще не определяет возможности решения общей задачи математического моделирования, под которой понимается исследование процесса в широкой области изменения его режимных параметров. Математические описания процесса многокомпонентной ректификации представляют собой системы нелинейных алгебраических (для тарельчатых колонн) уравнений, аналитическое решение которых в общем виде получить невозможно. Для решения таких систем уравнений обычно используются итерационные методы, в соответствии с которыми решение определяется в виде сходящейся последовательности приближений. Разработка устойчивых итерационных схем решения систем уравнений математического описания и специальных методов обеспечения ускорения сходимости решения являются основными проблемами математического моделирования процессов разделения многокомпонентных смесей. [c.46]

Модель 5. Предназначена для моделирования нестационарных режимов (динамики) тарельчатых колонн многокомпонентной ректификации близкокипящих смесей. Отличительной особенностью такой ректификации является то, что для четкого разделения компонентов требуются колонны с большим числом тарелок. Поэтому инерционность таких колонн, как правило, весьма затруднительна, что затрудняет экспериментальное исследование их динамических характеристик, необходимых для выбора и расчета систем автоматического регулирования. Математическое описание нестационарных режимов тарельчатых колонн, разделяющих близкокипящие смеси, составлено с учетом следующих допущений. [c.331]

В настоящее время в лабораторной практике ощущается необходимость в ректификационных колоннах повышенной производительности. Такие колонны нужны не только для периодической разгонки смесей на составные компоненты, но и для моделирования в лабораторном масштабе процесса ректификационного разделения с целью получения необходимых данных для промышленного проектирования или для сравнительной ректификации, воспроизводящей процесс в промышленной колонне. Применяемые в лабораторной практике тарельчатые колонны сложны по своему устройству и относительно дороги. [c.260]

Математическое моделирование нестационарных режимов тарельчатых ректификационных колонн [c.318]

Тарельчатая ректификационная колонна состоит из отдельных, связанных между собой элементов тарелок колонн, дефлегматора и куба испарителя. Математическое моделирование работы таких многоэлементных объектов обычно осуществляют следующим образом выводят сначала уравнения математической модели каждого элемента, а затем, объединив эти уравнения в общую систему, получают математическую модель всего объекта. В соответствии с этим подходом необходимо найти динамическую модель процессов, протекающих на отдельной тарелке ректификационной колонны, а также динамические модели дефлегматора и куба испарителя. [c.20]

Описание структуры потоков фаз в аппарате и алгоритмы расчета стационарных режимов работы абсорберов. В большинстве случаев абсорбцию проводят в аппаратах колонного типа.Это насадочные, тарельчатые, пи-лочные и другие абсорберы. При моделировании абсорбции в таких аппаратах наибольшее распространение получили модель идеального вытеснения, ячеечная модель, диффузионная модель, диффузионная модель с застойными зонами. [c.286]

При изучении и моделировании массопередачи в многокомпонентных смесях в настоящее время в большинстве случаев отказываются от рассмотрения перекрестных эффектов, считая их влияние незначительным либо пренебрегая ими ради упрощения математического описания массопередачи. Действительно, обработка экспериментальных данных по массопередаче при ректификации трехкомпонентных смесей показала, что при определенном соотношении сопротивлений массопередаче в обеих фазах метод независимой диффузии дает вполне удовлетворительные результаты для компонентов с крайними летучестями [43—45]. В то же время детальный анализ экспериментальных данных, полученных при ректификации трехкомпонентных смесей в пленочных [46] и в тарельчатых [47] колоннах, показал целесообразность учета эффектов взаимодействия даже для компонентов с крайними летучестями. [c.259]

Неравномерность распределения потоков, в свою очередь, приводит к уменьшению эффективной величины поверхности контакта фаз, местным снижениям величины движущей силы и неравномерному распределению концентраций по сечению аппарата. Например, в колонне диаметром 5000 льи экспериментально измеренные концентрации компонентов в газовой фазе в различных точках поперечного сечения отличались примерно в 2 раза По этой причине большие аппараты тарельчатого типа и с нерегулярной насадкой, как правило, не моделируются с малыми, и распространенное мнение, что моделирование их может полностью основываться на критериальных уравнениях (фактически не учитывающих влияния указанных выше факторов), полученных на лабораторных аппаратах, не подтверждается. [c.133]

В последние годы появились новые монографии, трактующие специальные проблемы ректификации, например Основы моделирования тарельчатых колонн Хоппе и Миттельштрасса [48], Низкие температуры в технологии Юнгникеля и Отто [49] и Ректификация как метод очистки Франка и Куче [50]. В то время как последняя работа в основном охватывает лабораторные методы, монография Олевского и Ручинского [51] ориентирована на дистилляцию и ректификацию термически нестойких продуктов в промышленных условиях. В монографии Холло с сотр. [52] рассмотрены вопросы применения молекулярной дистилляции в лаборатории, а также в пилотных и в промышленных установках книга содержит многочисленные литературные ссьшки и обширный справочный и иллюстративный материал. [c.17]

В последнее время появились работы [311, 313, 314, 318, 333— 351], в которых при математическом моделировании тарельчатых колонн учитывается кинетика межфазного массопереноса. В боль- пшнстве этих моделей применены следующие допущения 1) аффек- тивность тарелок неизменна по высоте колонны 2) брызгоуносом пренебрегают 3) скорости парогазового и жидкостного потоков по высоте колонны постоянны 4) уравнения межфазного равновесия линейны 5) давление на различных тарелках одинаково. Учет изменения расходов парогазового и жидкостного потоков по высоте колонны при математическом моделировании производится в работах [328, 330, 331, 343, 352], брызгоуноса — в [352, 353] в ряде работ [328, 350] на вид уравнений равновесия никаких ограничений не накладывается. Однако работ, в которых использовалря бы весь [c.172]

Все описанные выше модели не обладают достаточной физической конкретностью и не учитывают специфики работы пульсационных тарельчатых колонн. Поэтому ни одна из них не могла дать достаточного описания процесса массопередачи в колоннах этого типа. Тем не менее, сравнивая между собой результаты применения различных моделей, можно сделать ряд выводов о механизме работы ситчатых пульсационных колонн и о распределении полей концентраций в этих колоннах. Прежде всего, сравнивая результаты применения моделей 4 и 5 с моделью 3, можно заключить, что при достаточной нагрузке колонны по диспергированной фазе отсутствует градиент концентрации в сплошной фазе в каждой из секций колонны. Вообще говоря, известны два подхода к физическому моделированию пульсационной тарельчатой колонны. Согласно одному из них, подобная колонна может быть представлена в виде дифференциального контактора, в котором концентрация обеих фаз непрерывно изменяется как функция высоты колонны [9.5, 97, 100, 101]. Другой подход заключается в разделении колонны на ряд секций, работающих по типу смесителя — отстойника [99]. Различные модификации последнего были рассмотрены выше. Рассмотрим подробнее модель дифференциального контактора, предложенную в работе [102] и разработанную Смутом и Боббом [97]. В основу этой модели положены следующие предположения [c.260]

Наконец, уравнения межфазного равновесия парогазожидко,стных систем существенно нелинейны (см. гл. II стр. 44), их линеаризация возможна лишь при очень малых концентрациях распределяемых компонентов в жидкости. Математические модели десорбциоЯ-ных колонн должны учитывать, таким образом, все гидродинамические и кинетические характеристики процесса, обычно применяемые при моделировании массообменных тарельчатых колонн упрощающие допущения для десорберов аммиачно-содового производства неприемлемы. [c.173]

Модель 10 применяется при расчете сложньа тарельчатых ректификационных колонн, предназначенных дпя разделения как идеальных, так и неидеалькых многокомпонентных смесей. Она также может быть использована для моделирования динамических режимов ректификационных колонн. Дпя этой модели принимаотся следупщие допущения [c.79]

Математическое моделирование проводилось методом релаксации путём регистрации технологических параметров после каждой итерации расчёта. Масштаб времени итерацрш (расчёт сверху вниз и обратно от тарелки к тарелки) для тарельчатой и насадочной колонны был определён исходя из гидродинамических нагрузок по пару и жидкости и конструкционных характеристик внутренних устройств. В итоге масштаб времени итерации для тарельчатой и насадочной колонн составил соответственно 80 и 73 с. Для оценки инертности исследуемого объекта в качестве возмущающего воздействия нами было выбрано увеличение расхода сырья в колонну на 10%. Результаты анализировались по изменению содержания ацетофенона (АЦФ) в дистилляте. Моделирование показало, что время отклика в насадочной колонне практически в 2 раза меньше, чем в тарельчатой. Полученные данные позволяют сделать вывод с том, что перекрестноточные насадочные колонны менее инертны при изменении управляющих воздействий. [c.111]

Изложенные здесь данные позволяют дать некоторые рекомендация по моделировании процесса очистки веществ ректификацией в тарельчатых аппаратах. Перенесение данных по массопередаче, полученных в колоннах диаметром 100 мм,на колонны диаметром до ЗООми следует проводить для нагрузок, близких к предельной, когда эффекты, связанные с поперечной неравномерностью, значительно меньше. Колонны диаметром 100 и 200 мм при больших нагрузках практически автоиодельны. [c.55]

В. Н. Стабников [42] пришел к выводу, что основным условие физического моделирования колонн с тарельчатыми контактными устройствами является равенство расстояний между тарелками в модели и моделируемом промышленном объекте иными словами, модель должна быть построена по методу вертикальной вырезки . [c.63]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология