> W ? x W = G F В· x F G D В· 0,97 + G W В· 0,01 = 5000? 0,22
Вирішуючи систему, знаходимо:
G W = 3906,25 кг/год
G D = 1093,75 кг/год
Висловимо концентрації в мольних частках:
Харчування:
В
Дистиллят:
В
Кубовий залишок:
В
Відносний мольний витрата харчування:
В
Криву рівноваги (див. графік 1) будуємо за таблицею:
t, В° C% (мовляв) метилового спіртав рідини, Хв парі,
За графіком знаходимо = 0,5 при = 0,14.
Визначаємо мінімальне число флегми:
В
Робоче число флегми:
R = 1,3 В· Rmin + 0,3 = 1,3 В· 1,22 + 0,3 = 1,89
Запишемо рівняння робочих ліній для:
а) верхньої (зміцнювальної) частини колони:
В
y = 0,65 x + 0,32
б) нижньої (вичерпної) частини колони:
В
y = 3,06 x - 0,01
2. Визначення швидкості пара і діаметра колони
Середні концентрації рідини:
а) у верхній частині колони:
х. | ср = (xF + xD)/2 = (0,14 + 0,94)/2 = 0,54
б) у нижній частині колони:
х | | СР = (ХF + xW)/2 = (0,14 + 0,004)/2 = 0,072
Середні концентрації пара знаходимо за рівнянням робочих ліній:
а) у верхній частині колони:
y | порівн. = 0,65? 0,54 + 0,32 = 0,67
б) у нижній частині колони:
y | | СР = 3,06 В· 0,072 - 0,01 = 0,21
Середні температури визначаємо по діаграмі t - x, y (графік 2):
а) при у | ср = 0,67 t | ср = 780С
б) при y | | ср = 0,21 t | | ср = 940С
Середні молярний маси та щільності пару:
а) М | ср = Мсп * у | ср + Мвод * (1 - у | ср)
М | ср = 0,67 * 32 + (1-0,67) * 18 = 27,38 кг/моль
Т | ср = 273 + t | ср
В
б) М | | ср = Мсп * у | | ср + Мвод * (1 - у | | ср)
Т | | ср = 273 + t | | ср
М | | ср = 0,21 * 32 + (1-0,21) * 18 = 20,94 кг/моль
про п
Середня щільність пари в колоні:
? п = (? | ср +? | | ср)/2 = (0,95 +0,69)/2 = 0,82 кг/м3
По діаграмі t - х, у (графік 2) знаходимо:
Температура вгорі колони при ХD = 0,94 дорівнює t = 65,50 С
в кубі-випарнику при ХW = 0,006 дорівнює t = 990C
Щільність рідкого метанолу при t = 65,50 С дорівнює? = 750 кг/м3,
Щільність води при t = 990С рівна? = 957 кг/м3
Середня щільність рідини в колоні:
? ж = (957 + 750)/2 = 853,5 кг/м3
Відстань між тарілками приймаємо h = 300 мм
Для колпачкових тарілок за графіком мал.7.2 [1] знаходимо С = 0,03
Швидкість пари в колоні:
В
Питома витрата проходить через колону пари при середній температурі в колоні:
tср = (78 + 94)/2 = 860С
В
де МD - мольна маса дистиляту, рівна
МD = 0,97 В· 32 + 0,01? 18 = 31,22 кг/кмоль
Діаметр колони:
В
Приймаються D = 1000 мм
Тоді швидкість пари в колоні буде:
3. Гідравлічний розрахунок тарілок
Приймаються наступні розміри колпачковой тарілки:
вільний перетин колони 0,78 м2
довжина лінії барботажа 9,3 м
периметр зливу Lсл = 0,8 м2
площа зливу 0,05 м2
площа парових патрубків 0,073 м2
відносна площа для проходу парів 9%
число ковпачків 37
діаметр ковпачків 80 мм
крок t = 110 мм
висота ковпачка 55 мм
Розраховуємо гідравлічний опір тарілки у верхній і в нижній частині колони:
? р =? рсух +? р? +? РПЖ
? рсух - гідравлічний опір сухої тарілки
? р? - Опір обумовлене силами поверхневого натягу (ними нехтуємо і розрахунок не наводитися)
? РСТ - статичний опір залежне від запасу рідини на тарілці
а) верхня частина колони:
В
? - Коефіцієнт опору;? = 4,5 - 5
- щільність пари у верхній частині колони
? 0 - швидкість пари в прорізах, м/с
В В
В
-щільність піни, кг/м3; = 400-600 кг/м3
- середньо відстань від низу колони до рівня піни (висота шару піни на тарілці), м
- висота прорізи, м; = 0,02 м
В
- висота шару світлої рідини; = 0,5 = 10 мм
- вис...
